动力中心万显辉-浙江联通交换局供配电策略

浙江联通交换局供配电策略

万显辉

（中国联通台州分公司 运行维护部， 浙江台州 318000）

摘要：探讨交换局可靠安全供电的管理思路，强化科学合理配置动力设备、供电线路和开关。 关键词：供电；配电；开关；电缆

通信设备需要源源不断的稳定电力供应，需要动力专业人员严格按照有关规范把好工程建设的各个环节。为保障供电可靠、经济合理和维护方便，确保通信设备安全运行，本文拟对交换局供配电策略作一简要叙述，供同行参考。

1 高压配电系统

高压配电房必须有两路10KV电源引入，应由两个不同的变电所或同一变电所的两个不同的10KV母线供电。

进入高压配电房的电源进线必须采用电缆，并尽量地埋。两路10KV电缆不宜长距离敷设同一电缆沟内，以防意外同时受损。

高压配电主接线宜采用单母分段接线方式，且有母联开关，所有的开关容量必须按远期负荷配置。原则上新建交换局单台变压器容量在800kVA及以下的配置环网柜，容量在1000kVA及以上的配置中置柜。

2 变压器

变压器的容量按远期负荷配置，一般单台变压器的容量不宜大于1600kVA，数量必须是两台及以上，变压器宜选用干式。

变压器的运行负荷率宜在30-70%之间。如低于30%，应由单台供电；如超过70%，应由多台分供。

当其中任一台变压器退役时，其余变压器的容量应保证交换机房开关电源、UPS、机房空调的用电，而且必须满足所有蓄电池以10小时率充电时，局房用电总电流不超过变压器的额定电流。以下数据供选择变压器容量时参考：

变压器 数量运行电流运行功率充电功率合计功率合计功率合计功率参考容量(KVA) （套） （A） （KW） （KW） （KW） （KW） （KW） 2 3 2000 3000 114 171 46 68 160 239 40 40 154 211 400 500 开关电源 UPS 空调 1

4 5 6 6 7 4000 5000 6000 6000 7000 228 285 342 342 399 91 114 137 137 160 319 399 479 479 559 40 60 100 200 300 268 345 442 542 699 630 800 1000 1250 1600 3 柴油发电机组

柴油发电机组的容量按远期保证负荷配置，包括生产负荷、消防安防系统负荷，不包括办公、生活负荷。考虑到目前部分地区电力输配电建设的滞后，市电可靠性未达到一级标准，建议发电机的数量为两台及以上。

考虑到发电机运行时间多在夏天高温季节，由于环境温度比较高，发动机出力又受到降噪音装置的影响，为了安全可靠供电，发电机的负荷率不宜超过70%，发电机组宜采用低压分段供电方式。

如果安装两台发电机，单台发电机的容量应保证交换机房开关电源、UPS、机房空调、蓄电池（10小时率充电）的用电，局房用电总功率不超过单台发电机的额定功率的70%。

发电机组容量应按该局站保证负荷的容量配置。保证负荷的容量指：通信设备负荷功率、蓄电池的充电功率、机房保证空调功率、机房保证照明功率及其它建筑、消防需保证的负荷功率及营业办公等负荷；另外各局站可根据该局站实际情况适当增加部分办公等需保证的负荷；UPS负荷按乘1.5－2的系数计入发电机组的保证负荷。

如果在两台发电机出线柜与低压配电房两个ATS之间增加两个切换柜，可以非常灵活地调

配两台发电机，实现任意的单机或双机运行并向任意的母线供电的理想。

4 低压配电系统

低压配电房1#母线ATS 1#双投刀开关 1#发电机 上母排 切换柜 2#双投刀开关 下母排 低压配电房2#母线ATS 2#发电机 低压配电系统的母线及进线、母联开关容量按远期负荷配置，配电柜按满足近期负荷并考

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虑一定裕量以满足发展负荷的需要，低压配电进线柜处宜安装油机与市电的ATS装置。ATS装置必须采用四极切换，容量按远期负荷配置。

低压配电主接线采用单母线分段接线方式，且配有母联开关，进线、母联开关之间必须采用电子和机械互锁，确保供电安全。低压配电系统宜采用TN-S供电模式，在变压器和油机中性点分别做零地复接。所有的配电出线开关容量必须按远期负荷配置，建议单个配电开关的容量不超过630A。

建议新建局房的开关电源、UPS、机房空调的交流配电箱（屏）应分别由低压配电房不同的低压配电母线供电，以提高供电的可靠性，便于低压配电系统日常维护、检修和两台发电机之间的负荷任意调配。

5 开关电源和蓄电池

局房的开关电源容量按近期容量配置，单系统总容量不超过2000A，实际负荷不得超过1200A，建议控制在1000A以内（按照4组1000Ah蓄电池3小时放电率计算值）。

局房的开关电源整流机架单架容量不小于1000A，局房的开关电源整流模块数量按照n＋1冗余方式配置。

开关电源直流系统宜按分散供电模式设计，尽量靠近用电设备，直流系统全程压降控制在3V以内。直流设备主、备用电从同一套开关电源系统的不同分路引出。交直流电力电缆与信号电缆不许混合交越和并排混合绑扎。

蓄电池的容量按中期负荷容量配置，单组蓄电池组的容量宜为1000Ah，蓄电池充电电流按10小时率计算。

6 机房UPS

机房UPS的供电模式，建议负荷小于250KVA时采用集中供电，当负荷超过250kVA时采用分散供电。机房UPS主机容量按中期容量配置，单机容量不宜超过250KVA。

UPS输出配电系统不应超过三级，以实现空开的级差配合。

UPS主机配置、供电结构应根据负荷性质、容量、电源路数、安装位置等因素综合考虑，一般分以下等级：

（1）一般等级：采用UPS单机系统供电；

（2）较高等级：采用N＋1并联冗余UPS系统供电或两套独立UPS单机系统双路由供电； （3）高等级：采用两套独立N＋1并联冗余UPS系统双路由供电（N要求不大于2）。 UPS蓄电池组的后备放电时间为2－2.5小时，每台单机UPS配置一至二组电池。

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一套UPS系统主回路与旁路应从低配同一母线的不同空开引入。UPS主机内置隔离变压器，输出配电头柜三相负荷尽量平衡，零地电压控制在1V以下。

机房UPS交流配电系统的配电柜、母线及总开关容量按远期负荷结合UPS单机容量和台数配置。

总柜配电分路开关根据开关的“选择性配合表”按总开关额定电流配置，建议中、小交换机房建议配置额定电流为100—125A的分路开关。

7 机房空调设备

对于交换、数据、IDC等机房应采用恒温恒湿精密空调，其它机房若安装设备数量较多，且今后有较大的发展空间，宜选用恒温恒湿的精密空调，一般通信机房采用商用柜式空调或小型精密空调。恒温恒湿空调不能与商用柜式空调共室使用，机房空调实现N+1备份。

恒温恒湿的精密空调冷凝器按45℃室外环境温度配置，安装位置应便于日常清洗维护。 恒温恒湿的精密空调单机容量要求30－100KW，小型精密空调的单机容量要求选用5－15KW，商用柜机空调要求选用3－5匹。

恒温恒湿的精密机房空调的送风方式应根据机房的条件确定，交换、数据、IDC等热密度高的机房宜采用下送风的形式，其余机房一般采用上送风。机房设备局部冷却与空调系统送风方式统一，风道与机房设备布置匹配，保证气流组织合理。

通信机房通信设备单位面积功耗估算表：

机房类型 交换机房 传输机房 数据机房 IDC机房 局站类型 第一类通信局站 第二类通信局站 备注：

① 机房面积应按机房实际面积估算（应剔除附属楼梯、门庭等非机房面积）。

② 估算表中通信机房设备功耗为预测值，具体各通信局站可按该功耗值乘以0.6－1的系数进行调整。

③通信机房空调用电功耗一般可按通信设备额定功耗值的0.8-0.9估算。

④在通信局站中电力、电池室面积应占总机房面积的17－20％，以满足远期机房的安装要求。

300W/m2 250W/m2 300W/m2 200W/m2 500W/m2 400W/m2 600W/m2 500W/m2 支撑机房 3G核心机房 500W/m2 400W/m2 600W/m2 8 电力电缆及空气开关的配合

从低压配电房至电力室的电力电缆，如采用主、备两路供电，尽量不从同一电缆沟敷设，

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以防意外同时受损。建议两套开关电源共用两路主备供电线路，即减少低压配电房的出线开关、电缆，又可以在平时分别接在主线路和备线路，提高了线路的利用率，大大降低了线路损耗（但每根低配电缆的安全载流量必须满足两套开关电源的同时运行电流和充电电流）。

交流电力电缆应采用阻燃型塑料软电缆，单相供电采用三芯电缆，三相供电采用五芯电缆。 交流电力电缆的导体截面选择，应符合下列要求：

（1）线路电压损失应满足用电设备正常工作及起动时端电压的要求；

（2）按敷设方式确定的导体载流量，必须大于远期负荷计算电流的125%，主、备用供电的线路，每根导线的实际运行电流不得超过允许载流量的40%；

（3）导体应满足动稳定与热稳定的要求。

在三相五线制配电系统中，中性线的允许载流量不应小于线路中最大不平衡负荷电流，且应计入谐波电流的影响，保护线最小截面应符合下表的规定。

相线芯线截面S（mm） S≤１６ １６＜S≤３５ S＞３５ 2PE线最小截面（mm） S １６ S/２ 2任何设备或电路在设计、投入使用前必须对低压断路器进行参数整定，从低配到设备配电箱的断路器建议采用ABB或梅兰日兰断路器，同一局房断路器尽量采用同一品牌。低压断路器脱扣器的选择与整定应按照以下要求：

（1）低压断路器过流脱扣器的额定电流In（也就是额定不间断电流Iu）应大于线路的远期负荷计算电流的125%。

（2）低压断路器过流脱扣器动作电流的整定为：

①低压断路器的瞬时过电流脱扣器的整定电流应躲过尖峰电流，以免引起低压断路器的误动作，如机房空调等设备在启动过程中，会在短时间内产生数倍于其额定电流的高峰值电流，从而使低压断路器在短时间内承受较大的尖峰电流。

②短延时过流脱扣器的动作电流也应躲过线路的尖峰电流。短延时过流脱扣器的动作时间一般分0.2S、0.4S和0.6S三种，按前后保护装置的保护选择性来确定，应使前一级保护的动作时间比后一级保护的动作时间长一个时间级差，也就是说，为保证选择性，上一级断路器的短延时动作时间至少比下一级断路器的短延时动作时间长0.1—0.15S。

③长延时过流脱扣器主要是用来保护电力电缆过负荷，因此其动作电流只需要大于线路的远期负荷计算电流的125%。长延时过流脱扣器的动作时间应躲过允许短时过负荷的持续时间，

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以免引起低压断路器的误动作。

④过流脱扣器的动作电流与被保护电力电缆的配合要求：为了避免电力电缆因出现过负荷或短路引起绝缘线缆过热受损甚至发生火灾但其低压断路器不会跳闸事故的发生，低压断路器过流脱扣器动作电流的要求是：长延时过流脱扣器额定电流应小于电力电缆允许载流量的80%，瞬时和短延时的过流脱扣器额定电流应小于电力电缆允许载流量的4.5倍。

必须注意的是：63A以下MCCB微型断路器是不具备瞬时过电流选择性脱扣功能的。 以下数据供参考：

RVVZ塑料绝缘铜电缆 低压断路器 建议最明敷25℃大的长时相线允期的经长延时过流脱扣器额定2截面积（mm） 瞬时过电流脱扣器的动作电流（A） 许电流济和安电流（A） （A） 全运行电流(A) 线路的最大负荷电流的4×240+1×95 398 200 线路的尖峰电流﹤lop(o)≤1791A 125%≤lop(1)≤318A 线路的最大负荷电流的4×120+1×50 252 120 线路的尖峰电流﹤lop(o)≤1134A 125%≤lop(1)≤202A 线路的最大负荷电流的4×16+1×16 70 40 线路的尖峰电流﹤lop(o)≤315A 125%≤lop(1)≤56A 注：表内“建议最大的长期的经济和安全运行电流”是根据目前电力价格与中国联通浙计函[2006]013号公布的某电缆(集团)有限公司电缆价格，按照投资（购买主材料）三年即收回成本的理念计算而得。

（3）各级空开或熔断器必须相互配合以实现选择性，一般要求是前一级空开的额定电流（即长延时过流脱扣器额定电流）至少是后一级空开的1.6倍，前一级熔体的额定电流是后一级熔体的2—3倍。

（4）一般来说，要保证上下两级低压断路器之间选择性动作，上一级断路器宜选择带短延时的过流脱扣器，而且其动作电流要大于下一级过流脱扣器动作电流一级以上，至少上一级的动作电流不小于下一级动作电流的1.2—1.3倍。

(5)各断路器的分断能力必须大于该处的最大短路电流。

直流电力电缆应采用阻燃型双层塑料软电缆，其导体截面选择，应符合下列要求： （1）线路电压损失应满足全程压降的要求；

（2）按敷设方式确定的导体载流量，必须大于远期负荷计算电流的125%，主、备用供电的线路，每根导线实际运行电流不得超过允许载流量的40%。

（3）导体应满足动稳定与热稳定的要求。

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9 直流配电系统

直流配电柜及总开关容量按远期负荷配置，机房电源分配柜（列头柜）建议配置额定电流为400A及以下的总熔丝和额定电流为200—250A及以下的分路熔丝。

有两个直流电源输入的分配柜，电源必须由同一直流系统供电，其进线通过各自的总空开或熔断器后，不应直接连接，否则达不到相互备用的作用。由于历史的原因，这种有两个直流电源输入的分配柜，如果其电源不是由同一直流系统供电的，该分配柜的进线通过各自的总空开或熔断器后，严禁有相互的连接，否则不但达不到相互备用的作用，而且由于这二路电源来自二套开关电源和蓄电池，当某一开关电源交流停电或对蓄电池均充时，两电源之间存在电压差，就对两支线路产生巨大的环流，可能烧毁该支路的导线和熔丝。

有两个直流输入电源接头的服务器必须从不同的电源支路接入（同一直流配电屏内的不同熔丝或空开），建议从同一直流系统的不同电源分配柜引入，以提高供电的可靠性。

直流电力电缆熔断器或空气开关的选择与整定与交流电缆相同，以下数据仅供参考：

RVVZ塑料绝缘铜电缆 低压断路器 明敷建议最大的长截面积25℃时期的经济和安瞬时过电流脱扣器的动作电流长延时过流脱扣器额定电流（A） 2（mm） 允许电全运行电流（A） 流（A） (A) 线路的最大负荷电流的125%≤线路的尖峰电流﹤lop(o)≤240 552 200 lop(1)≤442A 2484A 线路的最大负荷电流的125%≤线路的尖峰电流﹤lop(o)≤120 375 120 lop(1)≤300A 1688A 线路的最大负荷电流的125%≤16 105 40 线路的尖峰电流﹤lop(o)≤473A lop(1)≤84A 注：表内“建议长期的经济和安全运行电流”是根据目前电力价格与中国联通浙计函[2006]013号公布的某电缆(集团)有限公司电缆价格，按照投资（购买主材料）两年零两个月即收回成本的理念计算而得。 10 专业机房配电

专业机房配电一般由动力输出配电柜（低配、UPS或直流输出柜）、头柜、机架配电面板三级组成，不超过三级。每列设备设置一个头柜，头柜根据需要宜采用一主一备双面头柜，有UPS双电源系统的局房，专业设备交流主、备电源引自不同电源系统，直流电源引自同一直流系统的不同熔断器分路。

专业设备机架宜采用配电面板，包括合适的空开和螺栓接线端子，可适当选用工业插座；不许在地板下设置配电设备，不许级联，严禁布放临时电力线。

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中、小机房的电源分配柜（列头柜）建议配置额定电流为100A的总开关和额定电流为50A及以下的分路开关。同时，不建议在此电源分配柜的50A的分路开关下再挂接电源分配箱，如果确实条件限制，该第三级电源分配箱的总开关宜为40A，分路开关不得超过20A，具体数据请查阅各开关厂家技术资料中的“选择性配合表”，以下提供天津梅兰日兰开关的部分数据。 下级 上级 C45N C45AD NC100H-N100LS C型曲线 D型曲线 D型曲线 In(A) 20 25 32 40 50 60 20 25 32 40 40 50 63 80 100 （A） 110 138 176 220 275 330 240 300 384 480 480 600 756 960 1200 C45 选择性故障电流极限 C型曲线 额定电流In(A) 5 10 15 20 25 32 45 C45N 选择性故障电流极限 （A） 110 138 176 220 275 330 240 300 384 480 480 600 756 960 1200 C型曲线 额定电流In(A) 5 10 15 20 25 32 40 50 60 C45AD 选择性故障电流极（A） 110 138 176 220 275 330 240 300 384 480 480 600 756 960 1200 限 D型曲线 额定电流In(A) 5 10 15 20 25 32 40

综上所述，交换局供配电系统要做好全面的规划和设计，重视配电开关的配置，保证电缆线路、供配电设备安全运行，提高供用电的可靠性。

作者简介：万显辉，男，电气工程师，中国联通台州分公司运维部动力中心主任。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/zopf.html