電信局（站）的通信及建築負荷的供電電源主要是市電，當市電因某種原因停電時，此時通信及必須保證供電的建築負荷則由備用電源（柴油發電機組或燃氣輪機發電機組）供電。市電交流供電系統的設計規模是根據供電負荷的大小及供電種類的多少而決定的。低壓交流供電系統是由低壓配電設備（開關、電器等）、饋電線路及用電設備組成的。通信局（站）低壓交流供電系統由市電交流供電系統、發電機組交流供電系統和電力室交流供電系統組成的。低壓配電室市電低壓交流供電系統通常是由一台或多台變壓器的低壓配電設備組成的低壓供電系統。當配置多台變壓器時，每台變壓器的低壓配電設備的供電系統間均設有母聯開關設備，以保證其供電的可靠性。低配室的市電低壓交流供電系統主要是對電信局（站）內的所有建築負荷（空調、動力、照明等）及通信電力機房所需的交流電源供電。
基本介紹
- 中文名：低壓交流供電系統
- 外文名：Low voltage AC power supply system
組成,設計原則,低壓電器的組合原則,低壓電器的選擇,低壓電器的選擇要求,斷路器額定電壓、電流的選擇,交流接觸器的選擇,低壓斷路器的主要技術指標,低壓交流供電系統的切換,兩路市電電源在低壓供電系統上的切換,市電供電電源與備用電源的切換方式,電力室交流供電系統供電電源的切換,低壓配電屏,成套低壓配電屏,小容量低壓配電屏,通信用交流配電屏,低壓配電設備的維護及故障處理,
組成
低壓交流供電系統是由低壓配電設備（開關、電器等）、饋電線路及用電設備組成。通信局（站）低壓交流供電系統由市電交流供電系統、發電機組交流供電系統和電力室交流供電系統組成。
市電低壓交流供電系統的設計應考慮地方供電部門對不同類型用電設備的計費要求。
由於電信局（站）的建設規模不同，相應的交流供電系統的繁簡有所不同。
（1）易的交流供電系統。由一台交流配電屏（箱）組成；由交流配電箱和組合開關電源的交流配電單元組成交流供電系統。一台交流配電屏（箱）作為變壓器的受電及配電，該種形式的供電系統適用於小型電信站，如微波站、光纜郊外站、幹線有人站及移動通信基站等。交流配電屏（箱）電源的輸入端通常是有二路電源引入（市電、油機電源）。
（2）成套低壓配電設備的交流供電系統。成套低壓配電設備的數量是根據電信局（站）的建設規模、所配置的變壓器數量、用電設備的供電分路要求及預計遠期的發展規模而確定。
設計原則
2 首先應保證設備的供電質量及供電的可靠性。
2 低壓配電系統設計應根據工程的建設規模、總負荷容量、設備的用電性質及饋電分路要求綜合考慮確定。
2 系統接線應力求簡單、靈活、操作安全、維護方便。
2 系統及機房的設計應兼顧遠期的發展。
低壓電器的組合原則
在供電迴路中，應裝有隔離電器和保護電器。對於裝有交流接觸器的迴路還應有操作電器。隔離電器主要在電路檢修時起電源的隔離作用，通常用隔離開關或插頭；保護電器用於切斷短路電流，所採用的電器一般是低壓斷路器、熔斷器；操作電器用於接通或斷開迴路，常用電器是交流接觸器、組合電器或低壓斷路器。
各級保護設備之間，發生故障短路時，保護電器的動作應有選擇性。
用熔斷器和接觸器組成的迴路應裝設帶斷相保護的熱繼電器，或用帶接點的熔斷器作為斷相保護。
支線上採用熔斷器或斷路器時，幹線上的斷路器應帶短延時的過流脫扣器保護（變電所的低壓配電饋電開關均屬於配電幹線開關）。
斷路器與斷路器配合時，斷路器過流脫扣器配合的級差可取0.1～0.2s，即負荷斷路器為瞬動，低配幹線斷路器選用短延時過流脫扣器。
熔斷器與熔斷器配合時，上一級熔斷器應較下一級熔斷器大一級，對於NT型熔斷器，前後級熔斷器額定電流比為1.6:1；對於RT0型熔斷器，前後級熔斷器額定電流比為2～2.5:1。
低壓電器的選擇
低壓配電設備的選擇條件除低壓配電屏的結構形式（固定安裝或是抽出式）外，最關鍵是對低壓控制電器元件的選擇。所謂控制電器，是指能在電路中起到接通和斷開電路作用的電器。電信電源的供電應保證絕對安全、可靠、不允許中斷，為此選用的低壓控制電器元件應是技術先進、質量可靠的產品。工程中常用的低壓電器有空氣斷路器、塑殼斷路器、隔離開關、負荷開關、轉換開關、熔斷器、交流接觸器、中間繼電器等。
低壓電器的選擇要求
（1）電器的額定電壓和頻率應與所在的迴路相符。對於某些設備，應考慮正常工作時可能出現的最低或最高電壓。
（2）電器的額定電流應等於或大於所控制迴路的負荷電流，並應承載異常情況下可能通過的電流，保護裝置應在允許的持續時間內切斷電路。
（3）電器應按所在場所的環境條件選擇。
（4）電器應滿足短路條件下的動穩定和熱穩定性，斷開短路電流的電器應滿足短路條件下的通斷能力。
（5）在TN-C及TN-C-S系統中，嚴禁單獨斷開N線。當保護電器的PEN極斷開時，必須連同相線極一起斷開。
（6）在TN、TT系統中，無電源轉換或雖有電源轉換但零序電流分量很小的三相四線配電線路，其隔離電器或開關電器不宜斷開N線。
（7）在含有較大零序電流分量的TN、TT系統的線路中，進行電源轉換或聯絡用的功能性的開關電器，應將N線與相線一起斷開或接通，且不應使這些線路並聯運行（除非該裝置是為這種情況設計的）。當兩個電源或線路的中性線有可能並聯運行時，不應採用TN-C或TN-C-S系統。
斷路器額定電壓、電流的選擇
Un≥Uln
Ino≥Ijn
Int≥Ijn
式中：
Un——斷路器額定電壓；
Uln——線路額定電壓；
Ino——斷路器額定電流；Ijn：線路的計算電流；
Int——過電流脫扣器的額定電流。
交流接觸器的選擇
交流接觸器的結構形式、產品種類較多，選用時需根據不同的負荷性質、設備的運行要求來選擇。選擇交流接觸器時應具體考慮如下幾點：
（1）根據被控制設備的運行情況選擇，運行情況分為如下三種：連續運行、間斷運行、反覆短時運行（即暫載率在40%以下時）。
（2）對於連續運行的設備，交流接觸器的額定容量應大於被控制設備長時間運行的最大負荷電流。一般只按實際最大負荷占交流接觸器額定容量的67%～75%範圍來選擇接觸器的額定電流。
（3）對於間斷持續運行的用電設備，所選用的接觸器的容量應大於實際運行負荷的最大電流值，一般應使其最大電流為接觸器額定容量的80%。
（4）選用交流接觸器還應考慮其安裝環境。當採用開啟式的安裝方式時，所允許承受的電流可適當超過上述的規定範圍；但如果裝於抽屜式的低壓配電屏內時，因散熱條件差，故交流接觸器選用的容量應不超過上述規定的數值。
（5）根據設備的運行要求（可逆、加速、降壓啟動）來選擇不同結構型式（三極、四極、五極）的接觸器。
（6）用於低壓無功功率補償進行投切電容的交流接觸器應選用專用的電容接觸器。電容接觸器主觸頭是經過特殊設計和處理的，能夠可靠地投切電容。
低壓斷路器的主要技術指標
低壓斷路器的主要技術指標見表1。
額定電壓：400V
額定頻率：50Hz
額定絕緣電壓：1000V，50Hz
額定脈衝承受電壓：12KV，50Hz
在試驗電壓為3500V，50Hz，1min時不應有任何損壞。
表1 空氣斷路器、塑殼斷路器的主要技術指標（以施耐德為例）
項目 | 單位 | NSX 100 | NSX 160 | NSX 250 | NSX 400 | NSX 630 | MT08～ 40H1 | MT40b～ 63H1 |
額定極限短路分斷容量380V/415V（H級） | kA | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 65 | 100 |
額定短路接通容量220V/415V（H級） | kA | 143 | 220 | |||||
額定工作短路斷開容量380V/415V（H級） | kA | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 65 | 100 |
額定瞬時短路承受容量 | 1skA | 65 | 100 | |||||
分斷時間 | ms | 25 | 25 | |||||
閉合時間 | ms | 70 | 80 | |||||
機械使用壽命 | 次 | 50000 | 40000 | 20000 | 15000 | 15000 | 20000～25000 | 10000 |
電氣壽命440V（In） | 次 | 30000 | 20000 | 10000 | 7000 | 7000 | 5000～10000 | 1500 |
低壓交流供電系統的切換
低壓交流供電系統的自動切換應包括三部分：即兩路市電電源在低壓供電系統上的切換、市電與備用發電機組供電系統的切換及通信樓電力機房交流引入電源的切換。
兩路市電電源在低壓供電系統上的切換
兩路市電電源在低壓供電系統上的切換是根據電信局（站）的建設規模大小而採用不同的切換方式。但無論採用何種切換方式，兩路電源切換的開關間應具有機械和電氣的聯鎖功能，以確保設備、供電及人身的安全。
兩路市電電源在低壓供電系統上的切換是針對通信局有一路或兩路市電引入，配置兩台或以上變壓器而言。
對於用電負荷較大的電信局（站），一般配置兩台以上變壓器。每兩台變壓器的低壓配電系統間設有母線聯絡斷路器。在低壓交流供電系統中兩路市電電源的切換通常有如下兩種類型：
（1）兩路市電在高壓側採用分段運行方式時（在高壓供電線路及變電站容量受限的情況下），高壓系統不允許設母聯開關。在低壓側兩路市電配電母線間設有母聯開關，當其中一路市電電源檢修或故障停電時，則兩路市電在低壓側通過低壓母聯開關進行聯絡以確保電信負荷的用電（此時的保證供電負荷應不允許超過每路市電電源的供電容量）；
（2）變壓器故障時的低壓系統供電電源的切換：配置多台變壓器的低壓供電系統，每兩台變壓器的低壓配電系統間設有母線聯絡斷路器，當其中任一台變壓器發生故障時，通過母聯開關來保證故障變壓器所帶保證負載的供電。
市電供電電源與備用電源的切換方式
（1）規模較小的電信局（站）：市電與備用發電機組電源的切換，一般在油機室或電力機房的交流配電屏上進行切換。如微波站、幹線有人站、移動基站等，因兩路交流電（通常是一路市電和一路油機電）均引至一台交流屏（或交流配電箱）內，其交流電源的切換採用手動或自動方式。早期產品大多採用手動切換方式，僅在無人值守站採用自動切換方式。目前由於電信電源正在逐步實施計算機集中監控管理，電力機房正逐步向無人或少人值守方向發展。為此，兩路電源的切換設備應儘量實現自動切換併兼有手動功能。
（2）大中型的電信局（站）：市電與備用發電機組電源的切換，一般在低壓配電室或電力機房的總交流配電屏上進行切換。
在電信樞紐樓的實際工程設計中，無論是建築負載還是電信負載的保證供電電源，其市電供電電源與備用電源的切換均在低壓配電室相關配電屏上進行人工或自動切換。採用該種切換方式後，電信樓各相關樓層的電力室的交流供電電源尚有如下兩種配電方式：
1）從低壓配電房的兩段不同母線上各引一路電源至各電力室交流配電屏的兩路引入電源的進線端。正常供電的電源切換在低壓配電室進行，交流配電屏兩路電源的其中一路作為低壓配電室某配電設備檢修時的應急備用電源，這種配線方式可確保通信供電的可靠性。
2）電信負載的保證供電電源，其市電供電電源與備用電源在各相關樓層的電力室交流配電屏上進行人工或自動切換；而建築負載的保證供電電源，其市電供電電源與備用電源在低壓配電室或油機配電屏上進行人工或自動切換。目前對於大面積的高層電信樞紐樓電源工程的設計中均設多層電力機房及分散供電方式，同時建築需油機保證供電的設備負荷較大，這樣勢必使油機供電電源的饋電分路增加許多，需增加多台油機配電電源的配電設備，同時也要相應地增加電力機房的面積。為此通信用電的市電供電電源與備用電源在各相關樓層的電力室交流配電屏上進行人工或自動切換對於大面積的高層電信樞紐樓不太合適。
從供電的可靠性、經濟性、高層大面積電信樞紐樓供電的適用性及便於維護方面考慮，電信樞紐樓市電供電電源與備用電源的切換應在低壓配電室進行切換。
電力室交流供電系統供電電源的切換
電力室交流供電系統是由總交流配電設備和各套直流設備、UPS供電系統的交流配電設備組成。
為保證電力機房交流供電的可靠性，儘量減少低配饋電分路、有利於樓內電源通道的規劃、及時掌握電力機房的通信交流用電情況，建議電力機房配置總交流配電設備，該設備應有兩路電源供電，可互為備用。
該種配電方式對於高層大面積電信樞紐樓的多層及分散小容量供電的電力機房比較適宜。採用這種配線方式後，分散電力機房交流配電屏的供電電源從相鄰的電力室的總交流配電屏上引入。
低壓配電屏
成套低壓配電屏
電信局（站）所配置的低壓配電屏必須是產品先進、質量可靠的產品。成套低壓配電屏分為受電、饋電（動力、照明等）、聯絡屏、自動切換屏等。選用低壓配電設備時應根據工藝的饋電分路及分路容量要求、計費要求、系統操作的運行方式的要求進行選擇。低壓配電設備的結構形式通常有兩種可供選擇，一種是固定式，另一種是抽屜式。兩種結構形式各有利弊，應根據使用、維護的要求而選擇。從使用及維護的方面看，抽屜式的低壓配電設備維護方便，便於更換開關，同容量的開關在不同的屏內可相互替換。但應注意的是抽屜式的低壓配電屏由於採用封閉式的結構，屏內散熱比固定式屏差，為此在選擇開關時應考慮環境溫度的影響，需考慮0.8的降容係數。
大容量機組所配置的發電機組控制屏、油機電源轉換屏通常是隨主機由供應商一併提供。小容量的機組除發電機組控制屏隨主機提供外，油機電源轉換屏需由工程設計人員設計配置，所配置的容量需根據機組的功率及遠期所需要的功率綜合考慮配置。
小容量低壓配電屏
小容量低壓配電屏主要是用於用電負荷小的電信局（站），作為變壓器或低壓受電及局（站）的交流配電屏。
（1）容量計算
選擇設備時應按終局容量選擇。其額定容量應滿足下式要求：
Ie≥Sex1000/1.73×380
式中：
Ie——低壓配電屏的額定電流（A）；
Se——變壓器的額定容量（kVA）。
（2）主要技術性能
輸入為二路市電及一路油機電源或一路市電及一路油機電源，為便於集中監控管理，做到無人或少人值守，開關應具有手動及自動切換功能，配線方式為三相五線。
計費方式：動力用電和照明用電實現分別計費。低壓配電屏的分路容量應按供電負荷需求考慮。
通信用交流配電屏
通信用電的交流配電屏均安裝在電力機房，該屏是供電給各種通信設備所需直流電源的整流器（高頻開關整流器、相控整流器）及通信所需的市電和油機保證的交流供電電源、交流不間斷電源（UPS）、小型通信站的保證照明、空調用電。
近年來由於國外通信電源設備的大量引進，國內市場產品供應商有百家之多，為此與之相配套的通信用電的交流配電屏種類繁多，交流電流額定值等級各有不同。各生產廠家交流配電屏的交流電流額定值等級及開關分路容量是根據各自生產的高頻開關整流器的產品系列而確定的，為此通信用交流配電屏的開關分路容量隨著不同生產廠家的產品而不同。我國通信行業標準中對於通信用交流配電屏產品系列的交流電流額定值等級規定如下：380V/50A、380V/100A、380V/200A、380V/400A、380V/630A、380V/800A、380V/1000A。
目前隨著IDC通信業務的發展，UPS設備的配置單機容量越來越大，有（3+1）200kVA系統、（1+1）480kVA系統、（2+1）300kVA系統，因此對交流電源供電的需求容量遠大於1000A。部分工廠所生產的交流配電屏開關容量除有上述等級外，尚生產大容量的通信交流屏，作為通信交流總配電或大容量UPS供電系統的供電電源屏（380V/1250A、380V/1600A）。這些交流屏均應具有微機監控功能，帶有RS232或RS485串列通信接口。
低壓配電設備的維護及故障處理
低壓配電設備的維護應包括基本要求、日常巡視及故障處理。
（1）基本要求
●配電設備停電檢修時，應報主管部門同意並通如用戶後方可進行。
●熔斷器應有備用，不應使用額定電流不明或不合規定的熔斷器。
●每年檢測一次接地引線及接地電阻，接地電阻不應大於規定值。
（2）日常巡視
●各種電器開關的動作是否正常，接線端接觸是否良好。
●熔斷器的溫升應低於80℃。
●母線排溫度及接觸是否良好。
●絕緣子是否有裂痕。
●無功補償控制器工作是否正常，電容器瓷瓶是否出現裂痕。
●設備運行聲音是否正常。
（3）故障處理
● 自動斷路器跳閘或熔斷器燒斷時，應查明原因再恢復使用，必要時允許試送電一次。
● 對固定安裝的電器開關、器件一旦出現故障或損壞，為保證設備和人身的安全，應停電進行檢修或更換。
● 若必須在帶電情況下維護，維護人員應配戴安全工具及手套，避免相間及相對地短路，並在有人監護下進行。
● 抽屜式配電屏內的電器開關、器件一旦出現故障或損壞，應利用同容量的備用設備更換。
