移動(dòng)基站電源配置技術(shù)分析

李海晏（公誠(chéng)管理咨詢有限公司，廣東 廣州 510610）

移動(dòng)基站電源配置技術(shù)分析

李海晏
（公誠(chéng)管理咨詢有限公司，廣東 廣州 510610）

隨著3G的普及以及4G牌照的發(fā)放，運(yùn)營(yíng)商之間的競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。而移動(dòng)通信基站的正常運(yùn)行是提高競(jìng)爭(zhēng)力，提升用戶體驗(yàn)的關(guān)鍵，所以應(yīng)加強(qiáng)移動(dòng)通信工程電源配置技術(shù)。本文主要以市電引入、開(kāi)關(guān)電源、蓄電池、交流防雷器為切入點(diǎn)來(lái)分析移動(dòng)通信基站電源配置技術(shù)，希望對(duì)大家相關(guān)工作有所啟發(fā)。

移動(dòng)通信基站；電源配置技術(shù)；蓄電池

移動(dòng)通信基站的核心構(gòu)成部分是微電子設(shè)備，極容易受到雷電、電磁、浪涌的影響，故對(duì)電源配置技術(shù)的要求較高。專業(yè)科學(xué)的電源配置技術(shù)能顯著地提升通信電源設(shè)備的使用壽命，減少浪涌、故障、欠電壓、停電、尖脈沖等現(xiàn)象的發(fā)生。

一、市電引入

基站交流供電系統(tǒng)的核心組件是過(guò)電壓保護(hù)裝置和交流配電箱，前者的規(guī)格是120kA，后者具備移動(dòng)油機(jī)插座，電源是380V或220V的市電。正常情況下，市電是基站所需電量來(lái)源，是主電源。在特殊情況下，備用電源移動(dòng)油機(jī)、蓄電池組均可向基站供電，是備用電源。其中，主電源與備用電源的轉(zhuǎn)換是在交流配電箱上實(shí)現(xiàn)的。

在引入市電前，應(yīng)充分考慮基站的規(guī)劃設(shè)計(jì)，保證市電供給能滿足基站可能的電量需求。市電引入采用三相五線引入，原則上普通市區(qū)基站可選擇三類市電，郊區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)基站可選擇四類市電，不過(guò)在條件許可的情況下應(yīng)盡量選擇二類市電，市電類型見(jiàn)表1。對(duì)于新建基站，引入交流電源的應(yīng)能滿足基站未來(lái)容量的發(fā)展的要求，不能低于10kVA。

為了保證用電安全，交流電不可直接引入移動(dòng)通信基站，空調(diào)、機(jī)房設(shè)備、用電系統(tǒng)、照明的電量來(lái)源是交流電應(yīng)通過(guò)獨(dú)立的交流配電箱供給的。所以說(shuō)，交流配電箱的配置非常重要，除了要配置倒換開(kāi)關(guān)、兩路交流輸入端口、浪涌保護(hù)裝置外，還應(yīng)配置保護(hù)地線。對(duì)于空調(diào)，一個(gè)空開(kāi)上接一個(gè)，保證空調(diào)空開(kāi)一一對(duì)應(yīng)；

表1　市電類型表

根據(jù)《通信局（站）防雷與接地工程設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求來(lái)配置相應(yīng)的交流防雷器；根據(jù)基站照明、測(cè)試儀表、空調(diào)以及其它用電設(shè)備總負(fù)荷來(lái)確定交流配電箱最大的均充負(fù)荷，且預(yù)留油機(jī)接口開(kāi)關(guān)。

表2　電池容量與移動(dòng)基站對(duì)應(yīng)表

二、開(kāi)關(guān)電源

造成欠壓或過(guò)壓的因素有很多，主要有以下因素：（1）為了保證電壓的穩(wěn)定，輸送電壓一般會(huì)超過(guò)額定電壓的10%以上，以抵消長(zhǎng)距離輸送造成的壓降和損耗。基站受電端電壓幅值在用電高峰期為220V±7%，在用電低谷期為220V±5%。（2）當(dāng)基站位于老城區(qū)居民點(diǎn)、農(nóng)村、舊廠礦、山區(qū)、配備臨時(shí)變壓器的新樓盤(pán)時(shí)，線徑細(xì)、三相不平衡、線路陳舊、線路長(zhǎng)等同樣能造成電壓不穩(wěn)。過(guò)壓時(shí)為330V-350V，欠壓時(shí)為120V-170V。所以高頻開(kāi)關(guān)電源的輸入電壓一般會(huì)超過(guò)額定電壓的7%，當(dāng)輸入電壓再高時(shí)，高頻開(kāi)關(guān)電源會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)，并由蓄電池向基站的各個(gè)設(shè)備供電，避免不穩(wěn)定電壓對(duì)基站設(shè)備的損害。開(kāi)關(guān)電源應(yīng)具備以下保護(hù)功能：①保護(hù)裝置；③低電壓時(shí)蓄電池保護(hù)功能；②低電壓兩級(jí)切斷功能。

對(duì)于新建機(jī)房的開(kāi)關(guān)電源，滿架容量應(yīng)能滿足遠(yuǎn)期負(fù)荷發(fā)展需要，并根據(jù)近期負(fù)荷配置整流模塊數(shù)。在城區(qū)，終極容量600A；在鄉(xiāng)村，終極容量300A及以上。采用N+1方式配置模塊當(dāng)期容量數(shù)量，整流模塊的規(guī)格一般是-48伏DC/30A、-48伏DC/50A。根據(jù)蓄電池的容量C配置蓄電池的均充電流，均充電流約為0.1-0.15C。

三、蓄電池

蓄電池通過(guò)電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)電能的儲(chǔ)存和釋放，鉛酸蓄電池在移動(dòng)通信基站的使用率最高。蓄電池容量C與放電時(shí)間T、電池溫度系數(shù)a、負(fù)荷電流I、電池所在地最低環(huán)境溫度t、放電容量系數(shù)η有以下計(jì)算關(guān)系：C=KIT/η（1+a（t-25）），其中K=1.25。值得注意的是基站等級(jí)和當(dāng)?shù)仉娏η闆r是決定基站所需蓄電池容量的關(guān)鍵因素，所以在計(jì)算蓄電池容量時(shí)應(yīng)充分考量上述因素，見(jiàn)表2。

從移動(dòng)、電信、聯(lián)通各大運(yùn)營(yíng)商反饋的結(jié)果來(lái)看，移動(dòng)通信基站蓄電池的使用壽命非常低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論的使用壽命，甚至對(duì)于用料精良的鉛酸蓄電池也是如此。由于缺乏系統(tǒng)的日常維護(hù)，蓄電池容量下降過(guò)快，繼而導(dǎo)致壽命大大縮短。所以說(shuō)，加強(qiáng)蓄電池對(duì)延長(zhǎng)其使用壽命非常重要。蓄電池的維護(hù)應(yīng)從以下兩個(gè)方面進(jìn)行：（1）充電方式。當(dāng)蓄電池單體電壓低于2.18V，應(yīng)采用恒壓限流方式充電，否則采用浮充方式。（2）溫度。當(dāng)溫度存在低溫范圍內(nèi)時(shí)，電池的容量與溫度呈正相關(guān)關(guān)系。當(dāng)溫度超過(guò)這個(gè)范圍，電池的容量隨著溫度升高而降低，此時(shí)，溫度越高對(duì)電池的傷害越大，電池容量就越低，使用壽命就越短。值得注意的是對(duì)于以下三種情況，應(yīng)進(jìn)行均衡充電，比如：電池超過(guò)三個(gè)月沒(méi)有使用、電池放出5%以上的額定容量、電池按照浮充方式工作一年。

四、交流防雷器

直擊雷或附近雷擊的雷電感應(yīng)不僅會(huì)影響到移動(dòng)基站電子設(shè)備的正常使用，還有可能破壞控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、電源系統(tǒng)、通信系統(tǒng)。這是因?yàn)槔纂姼袘?yīng)在電源線、信號(hào)線、天線、金屬管道、架空線、接地線、控制線、數(shù)據(jù)線中會(huì)形成強(qiáng)大的浪涌電流或電壓，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)移動(dòng)基站中相關(guān)組件的荷載。安裝浪涌保護(hù)器（SPD）能有效地避免雷電感應(yīng)的影響。在選擇浪涌保護(hù)器時(shí)應(yīng)充分考量以下情況：①被保護(hù)設(shè)備的重要程度和價(jià)值；②配電系統(tǒng)里浪涌防護(hù)裝置安裝的位置；③設(shè)施對(duì)浪涌的靈敏程度；④設(shè)施內(nèi)電子和電器設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾程度；⑤被保護(hù)設(shè)備所處的雷擊區(qū)強(qiáng)度。

交流防雷器分為模塊式和獨(dú)立式，通常安裝在基站交流輸入端，其中模塊式交流防雷器可安裝在交流配電箱內(nèi)。防雷級(jí)別的選擇要根據(jù)移動(dòng)通信基站的具體情況；防雷器工作電壓的選擇應(yīng)根據(jù)基站所引入交流電的電壓。交流防雷器應(yīng)具有以下功能：①遙信；②熱容和過(guò)流保護(hù)；③SPD模塊損壞告警；④交流防雷器響應(yīng)時(shí)間小于l00ns；⑤SPD模塊替換。根據(jù)市電穩(wěn)定性及雷擊情況，城區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)村的交流防雷器最大通流量依次為80kA、100kA、120kA。

結(jié)語(yǔ)

隨著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，電源配置技術(shù)將逐步完善，以適應(yīng)基站工作環(huán)境及電網(wǎng)狀況的變化。在日常的工作中，應(yīng)根據(jù)基站實(shí)際情況，采取合理的電源配置技術(shù)，保證移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。

[1]余揚(yáng)堯.移動(dòng)通信工程電源配置[C].四川省通信學(xué)會(huì)2009年年會(huì)論文集，2009：232-238.

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