鞏峰峰+喬慧

【摘要】 本文介紹了通信基站電源系統(tǒng)，對(duì)外市電引入、交流供配電、直流供配電、蓄電池、直流遠(yuǎn)供、防雷接地、空調(diào)等子系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行簡要分析。

【關(guān)鍵詞】 通信基站電源 交流供配電 直流供配電 防雷接地 空調(diào)

一、引言

通信基站電源系統(tǒng)以滿足基站設(shè)備7×24小時(shí)不間斷供電為原則，對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)可靠運(yùn)行至關(guān)重要。隨著各運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)共建共享，通信基站電源系統(tǒng)需積極推進(jìn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證通信網(wǎng)絡(luò)的安全。本文對(duì)通信基站電源設(shè)計(jì)進(jìn)行簡要分析。

二、 通信基站電源系統(tǒng)介紹

通信基站電源系統(tǒng)包含外市電引入、交流供配電、直流供配電、蓄電池、直流遠(yuǎn)供、防雷接地、空調(diào)等子系統(tǒng)[1]。

通信基站使用市電作為主用電源，移動(dòng)油機(jī)作為備用電源。當(dāng)市電正常時(shí)，由市電電源供基站用電；當(dāng)市電檢修或故障停電時(shí)，由移動(dòng)油機(jī)供電。市電與移動(dòng)油機(jī)的轉(zhuǎn)換在各站內(nèi)雙電源轉(zhuǎn)換箱上進(jìn)行。油機(jī)未供電時(shí)，由蓄電池組放電供電。直流配電系統(tǒng)應(yīng)具有兩級(jí)電壓切斷裝置，第一級(jí)先切斷基站負(fù)荷（優(yōu)先保證傳輸設(shè)備用電），第二級(jí)為電池放電至終止電壓時(shí)切斷電池（保護(hù)電池）。

三、 通信基站電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、外市電引入。各新建基站的外市電引入優(yōu)選從公共電網(wǎng)引入一路380V/220V的交流電源；如無法引入，則在滿足供電質(zhì)量前提下，按以下兩種方案引入：①從基站所在或附近的建筑物就近引入一路380V/220V的交流電源；②自建變壓器，引入一路10kV高壓市電。自建變壓器優(yōu)選油浸式產(chǎn)品，變壓器容量按照基站遠(yuǎn)期規(guī)劃容量配置。不管采用何種引入方式，各基站要求至少引入一路三類或優(yōu)于三類（平均月市電故障≤4.5次，平均每次故障持續(xù)時(shí)間≤8h）的市電作為主用交流電源。

2、交流供配電。各新建基站的交流供電系統(tǒng)優(yōu)選從公共電網(wǎng)引入一路較可靠的380V市電（距離較遠(yuǎn)時(shí)可采用10kV市電引入，在基站附近新建變壓器），每站一般配置1個(gè)380V/100A或380V/63A掛墻式交流配電箱（容量應(yīng)滿足基站遠(yuǎn)期需求），輸出分路及容量應(yīng)滿足開關(guān)電源、空調(diào)、照明、插座等的需求。各基站配置…1個(gè)浪涌保護(hù)器SPD（可內(nèi)置在配電箱內(nèi)，Imax根據(jù)基站位置和行標(biāo)要求確定）。各基站配置1個(gè)油機(jī)/市電轉(zhuǎn)換屏，亦可于交流配電箱內(nèi)設(shè)置移動(dòng)油機(jī)/市電轉(zhuǎn)換開關(guān)。

3、直流供配電。基站直流供電一般采用組合式開關(guān)電源系統(tǒng)，開關(guān)電源的作用是把交流電進(jìn)行整流濾波，輸出純凈的-48V直流電，一部分給基站主設(shè)備供電，另一部分通過監(jiān)控模塊設(shè)置給后備蓄電池組充電?；鹃_關(guān)電源由四部分組成：交流配電單元、整流模塊、監(jiān)控模塊和直流配電單元。電源容量分機(jī)架容量和配置容量：機(jī)架容量是最大配置容量（滿配容量），配置容量是當(dāng)前電源配置模塊數(shù)*單個(gè)整流模塊額定容量。基站開關(guān)電源直流配電單元負(fù)責(zé)給通信設(shè)備提供直流電源的分配，基站主設(shè)備接入一次下電配電單元，傳輸設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備接入二次下電配電單元。

4、蓄電池。蓄電池的作用為后備電源，在交流停電情況下，因蓄電池與整流器并聯(lián)，由蓄電池向用電設(shè)備供電。蓄電池均、浮充電壓，25±5℃情況，每節(jié)蓄電池的浮充電壓應(yīng)為2.23-2.27V，均充電壓應(yīng)為2.30-2.35V?；九鋫涞男铍姵匾话銥閮山M，每組24節(jié)，浮充電壓一般設(shè)定為-54V。

5、直流遠(yuǎn)供。直流遠(yuǎn)供應(yīng)用于取電費(fèi)用高、取電難度大、小微站增補(bǔ)、拉遠(yuǎn)需求、后備動(dòng)力保障能力不足等場景，利用局端基站的-48V電源作為遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)局端設(shè)備的電源輸入，將48V電壓變換成215～410V的高壓直流，通過復(fù)合光纜將高壓直流電源輸送給遠(yuǎn)端設(shè)備，遠(yuǎn)端設(shè)備再將高壓直流轉(zhuǎn)換成-48V電源供給BBU設(shè)備。若BBU為交流供電，則不需要遠(yuǎn)端設(shè)備，直接將高壓直流電源供給設(shè)備。解決48V直流電源傳輸距離近，拉遠(yuǎn)設(shè)備引電困難。

為保障遠(yuǎn)端基站穩(wěn)定性，直流遠(yuǎn)供系統(tǒng)局端設(shè)備采用n+1模塊化配置，最大容量一般在5KW以上，遠(yuǎn)端設(shè)備的容量在600W左右，一般可接入2個(gè)RRU。電源傳輸距離在4KM以上，一般按不超過6KM考慮。

6、防雷接地系統(tǒng)。1）防雷系統(tǒng)。通信基站安裝SPD浪涌保護(hù)器來防止感應(yīng)雷的破壞[2]。在交流配電箱安裝第一級(jí)浪涌保護(hù)器（60-120KA），在開關(guān)電源交流接入處安裝第二級(jí)浪涌保護(hù)器（40KA），在開關(guān)電源直流輸出處安裝第三級(jí)浪涌保護(hù)器（15KA）。2）接地系統(tǒng)。通信電源中的接地系統(tǒng)按用途可分為：工作接地、保護(hù)接地、防雷接地。通信局站各類電信設(shè)備的工作接地、保護(hù)接地以及建筑防雷接地共同合用一組接地體的接地方式稱為聯(lián)合接地方式[3]。

7、空調(diào)系統(tǒng)。基站空調(diào)首先選用高能效比、大風(fēng)量、小焓差的空調(diào)。空調(diào)的選型是滿足冷量的最大需求，考慮冷量冗余及基站熱負(fù)荷季節(jié)性波動(dòng)，基站實(shí)際冷負(fù)荷需求，在夏季和冬季、白天和晚上的變化范圍非常大。當(dāng)建筑負(fù)荷變化超過總負(fù)荷變化的40%時(shí)，最大可選冷量按80%配置。一般基站空調(diào)按兩臺(tái)主備配置，啟動(dòng)溫度設(shè)置為26-28…℃。

結(jié)束語：隨著移動(dòng)通信的飛速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)增長、社會(huì)發(fā)展和人們物質(zhì)生活及精神生活水平的提高對(duì)通信提出了更高、更新的要求，對(duì)通信基站電源系統(tǒng)的要求也越來越高。作為通信系統(tǒng)的“心臟”，通信基站電源系統(tǒng)必須具有高可靠性、高穩(wěn)定性、高效率的特點(diǎn)，通過通信基站電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全可靠的目標(biāo)。

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