南京邮电大学毕业论文—移动通信基站电源系统配置
(3)确定整流模块数量
根据计算,为满足通信设备与蓄电池组均充电流的负荷,应配置7个50 A整流模块,考虑到N+1备份冗余,应配置8个50 A整流模块。 (4)开关电源选择:
根据计算结果,应选择中达电通公司的MCS3000型开关电源或艾默生公司生产的PS48600-3/2900-X3型开关电源;它们采用50安整流模块,最大系统配置额定直流输出为600 A。
(5)直流线缆选择:
直流负载连接电缆、电池负载连接电缆按下列公式计算: A=∑I×L/K⊿U
式中A—导线截面积(mm2 ) I—流过导线的总电流(A) L—导线回路长度(m) U—导线上允许压降(V) K—导线的导电系数。K铜=57 则有蓄电池连接电缆 A=200×10/57×0.3=116(mm2) 取用RVVZ120电缆; 直流负载电缆:
A=1660/53.5×8/57×0.3=14.47(mm2) 取用RVVZ16电缆.
4.1.2农村基站直流电源系统配置设计及计算
根据实际检测的资料数据,GSM900基站,采用-48VDC供电,单载频功耗话务忙时为130W,现在农村基站一般配置都在6个载频以上,很多移动通信基站,在乡镇居民聚居区,甚至达到12个载频,从今后业务发展考虑,在城区,均按12载频设计,也就是直流功耗为1.7KW左右,再加上随着3G工程上马,每个WCDMA机柜1.5KW考虑,配置1个WCDMA,共有3.2KW,,传输设备为0.3KW,三者相加,共有3.5KW的直流设计功耗。
(1)蓄电池容量计算:
根据相关规范,蓄电池容量按市电停电后基站设备维持时间10小时、传输设备维持20小时来配置。这主要是考虑到移动通信基站由于数量众多、站址分散、交通困难,在发生移动通信基站发生断电故障,特别因为供电部门高压线路施工、或者是异常灾害性天气导致供电部门线路故障,形成的大面积停电。在这种情形下,应急发电设备数量有限,应急发电人员数量有限,再加上道路通行困难,不可能保证每个站点都同时发电,往往只能
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采用移动通信基站轮流发电。在这种状况下,蓄电池组的容量配置冗余,就显得至关重要。
Q=5×I基站+20×I传输=3200/53.5×10+300/53.5×20 =598+112=710AH
考虑到冗余发展,设计为两组10小时放电率容量为500 AH的蓄电池,选择型号为光宇GFM-500。
(2)计算均充时总电流
I总=I负荷+I均充=(3200+300)/56.4+100 =62+100 =162A
(3) 确定整流模块数量
根据计算,为满足通信设备与蓄电池组均充电流的负荷,应配置7个25A整流模块,考虑到备份冗余及三相负荷均衡,应配置9个25A整流模块
(4)开关电源选择:
根据计算结果,应选择艾默生公司生产的PS48300/25型开关电源;它们采用25A整流模块,最大系统配置额定直流输出为300 A。 (5)直流线缆选择:
直流负载连接电缆、电池负载连接电缆按下列公式计算: A=∑I×L/K⊿U
式中A—导线截面积(mm2 ) I—流过导线的总电流(A) L—导线回路长度(m) U—导线上允许压降(V) K—导线的导电系数。K铜=57 则有蓄电池连接电缆 A=100×10/57×0.3=58(mm2) 取用RVVZ70电缆; 直流负载电缆:
A=1660/53.5×8/57×0.3=14.47(mm2) 取用RVVZ16电缆.
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基站开关电源配电图
4.2 移动通信基站恒温系统系统配置设计及计算 4.2.1移动基站热负荷构成
移动通信基站的热负荷来自下述几个方面:
1、从机房围护结构传入的热量Q1;
所谓围护结构是指机房的屋顶、门窗传入的热量,以及室内外温差传入的热量入的热量,夏季是正值,是夏季移动通信机房空调需要克服的主要热负荷;冬季为负值,可以抵消机器设备产生的热负荷;在实际工作中,在冬季可以关闭空调,避免浪费。从机房围护结构传入的热量可根据室内外温差引起的稳定传热公式来计算,
Q1=K*F*⊿T(Kcal/h)
K---围护结构的传热系数(Kcal/m2*h*℃) F---围护结构的传热面积(m2) ⊿T—室内外温差(℃) 2、开关电源工作产生的热量Q2;
根据开关电源生产厂家提供数据,开关低压的交/直流转换效率为90%,也就是有10%的能量热量,在停电后恢复供电时,对电池充电电流的直流负荷也要考虑进去,则有:
Q2城市=(8.02+200×56.4/1000)/0.9×0.1×0.86=1.84(Kcal/h)
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Q2农村=(3.5+100×56.4/1000)/0.9×0.1×0.86=0.87(Kcal/h)
3、基站BTS设备本身的发热量Q3,基站BTS设备是设计移动通信基站机房空调的依据。基站BTS设备的发热量按下式进行计算:
Q3=VA (W) 或Q=0.86VA (Kcal/h)
式中0.86---每瓦电能变为热能的换算系数 V-------工作电压(V) A-------忙时平均工作电流
以上三项相加,就是移动通信基站的热负荷总量。
4.2.2城市移动通信基站恒温系统配置设计及计算
GSM900城市移动通信基站,采用-48VDC供电,单载频功耗话务忙时为130W,现在城市基站一般配置都在12个载频以上,很多移动通信基站,如火车站、汽车站、繁华商业区、商务区等地的,甚至达到24个载频,从今后业务发展考虑,在城区,均按24载频设计,也就是直流功耗为3.32KW左右,再加上随着3G工程上马,每个WCDMA机柜1.5KW考虑,配置3个WCDMA,共有4.5KW,,传输设备为0.3KW,三者相加,共有8.02KW的直流设计功耗。根据上式则有:
Q3 =0.86VA=0.86×8.02KW=6.9(Kcal/h) Q= Q1+ Q2+ Q3>10 Kcal/h
另外考虑到电池充、放电释放热量、夏季围护结构传热等非固定性因素,且移动通信基站采用三相供电,考虑三相负荷平衡因素,取定城市空调为KFR13LTD型空调。 4.2.3 农村移动通信基站恒温系统配置设计及计算
GSM900基站,采用-48VDC供电,单载频功耗话务忙时为130W,现在农村基站一般配置都在6个载频以上,很多移动通信基站,在乡镇居民聚居区,甚至达到12个载频,从今后业务发展考虑,在城区,均按12载频设计,也就是直流功耗为1.7KW左右,再加上随着3G工程上马,每个WCDMA机柜1.5KW考虑,配置1个WCDMA,共有3.2KW,,传输设备为0.3KW,三者相加,共有3.5KW的直流设计功耗。
则上式有
Q3 =0.86VA=0.86×3.5KW=3.01Kcal/h
Q= Q1+ Q2+ Q3>5 Kcal/h
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另外考虑到电池充、放电释放热量、夏季围护结构传热等非固定性因素,且移动通信基站采用三相供电,考虑三相负荷平衡因素,我们考虑取定城市空调为三相KFR75LTD型空调.
4.3 移动通信基站交流供电系统配置设计及计算
4.3.1 城市移动通信基站交流供电系统配置设计及计算
根据实际检测的资料数据,GSM900基站,采用-48VDC供电,单载频功耗话务忙时为130W,现在城市基站一般配置都在12个载频以上,很多移动通信基站,如火车站、汽车站、繁华商业区、商务区等地的,甚至达到24个载频,从今后业务发展考虑,在城区,均按24载频设计,也就是直流功耗为3.32KW左右,再加上随着3G工程上马,每个WCDMA机柜1.5KW考虑,配置3个WCDMA,共有4.5KW,,传输设备为0.3KW,三者相加,共有8.02KW的直流设计功耗。城市移动通信基站由于功耗大,发热量高(具体计算见下面恒温系统配置设计),一般配置制冷量为13KW的空调,按制冷系数为2.9计算,实际交流功耗为4.48KW. 则有: 负载电流为
IJS=KX×∑P/31/2ULcos?
根据计算结果和相关缆线技术指标,设计取定2.5A/mm2: 采用三相供电方式,电表配置为10-40型电子数字式电表; 交流电缆采用RVVZ3×25+1×10;
交流供、配电箱引入空开取用DZ47-100H C1OO;
因为开关电源在市电中断恢复供电时均充直流电流根据实际观察测试,最高可达0.2C10(C10:蓄电池组10小时放电率容量),也就是,将近400A,空调启动交流电流也可达2.5-4倍额定运行电流,因此,空调来电自启动必须设置固定延时,一般取20S,确保开关电源与空调不能同时启动,以避免主交流引入空气开关因空调、开关电源同时启动电流过大保护断开,导致交流供电中断。
稳压器采用上海虹宇公司SBW-30型。其性能指标为稳压精度±1%,分相电子调压,调压范围为±30%,具有过滤多次谐波功能,。我们泉南基站在2000年建成投入使用后,夏季高温天气时段,空调经常因电压波动大而保护停机,开关电源整流模块、基站BTS收发模块故障率均较高。自从2003年8月安装海虹宇公司SBW-30型至今,设备运行稳定良好,基本上没发现空调、开关电源整流模块、基站BTS收发模块故障。
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