通信電源系統(tǒng)運行維護(hù)的思考

孫云娟

(河南師范大學(xué)新聯(lián)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453002)

通信電源系統(tǒng)作為通信系統(tǒng)的“心臟”，在通信網(wǎng)絡(luò)中具有無可比擬的作用。通信電源系統(tǒng)為通信局站內(nèi)設(shè)備提供交流和直流供電，是通信設(shè)備正常運行和保障通信暢通的基礎(chǔ)。一旦設(shè)備供電出現(xiàn)問題，將導(dǎo)致通信業(yè)務(wù)的中斷和癱瘓，造成難以估量的經(jīng)濟和社會影響[1]。

1 通信電源系統(tǒng)的特點

1.1 設(shè)備對通信電源系統(tǒng)的要求

1) 可靠性：通信設(shè)備所承載的業(yè)務(wù)往往非常重要，不允許出現(xiàn)中斷，這就要求電源系統(tǒng)保證連續(xù)供電，一旦中斷，會影響整個通信系統(tǒng)的正常運行。為了保證通信電源的可靠性，通信機房通過雙市電接入、雙蓄電池等措施來保證連續(xù)供電。

2) 穩(wěn)定性：通信設(shè)備對電壓波動、瞬間電壓、諧波脈沖非常敏感，過壓、欠壓都會導(dǎo)致通信設(shè)備運行異常且影響通信設(shè)備的使用壽命。通信設(shè)備的正常運行，要求電源系統(tǒng)的電壓、電流、交流電頻率、直流電脈沖諧波控制在一定范圍內(nèi)，電源系統(tǒng)的輸出電源必須具有高穩(wěn)定性。

3) 集成性：針對寸土寸金的城市，減小電源系統(tǒng)的占地面積，有利于減少經(jīng)濟投資。這些要求通信電源系統(tǒng)朝著集成化、模塊化、小型化方向發(fā)展。

4) 高效性：伴隨著5G的商用，通信設(shè)備每平方公里的接入設(shè)備達(dá)到百萬級別，系統(tǒng)容量和設(shè)備功耗都在不斷的增加，這就要求提高電源系統(tǒng)的運行效率、降低熱損耗，增大功率密度。最終達(dá)到節(jié)能。

1.2 通信電源系統(tǒng)的構(gòu)成和功能

通信電源系統(tǒng)包括交流供電系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)、接地系統(tǒng)。

圖1 通信電源系統(tǒng)構(gòu)成圖

1.2.1 交流供電系統(tǒng)

交流供電系統(tǒng)包括交流供電線路、發(fā)電機組、低壓交流配電柜、交流不間斷電源UPS系統(tǒng)、逆變器。

1) 交流供電線路一般由兩條線路引入兩路市電，通過高壓配電柜和變壓器將10 kV高壓市電轉(zhuǎn)為380V后送到低壓配電柜。

2) 發(fā)電機組的作用是兩路市電突然中斷后，發(fā)電機組能夠瞬間自動啟動，為低壓交流配電柜供電，保障設(shè)備的正常用電。為安全起見，設(shè)置兩套。

3) 低壓交流配電柜可實現(xiàn)市電和柴油發(fā)電機組的自動倒換或手動倒換，將380V的低壓交流電分別送到照明設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、整流器等用電設(shè)備，并可檢測電流和電壓的變化。當(dāng)市電中斷或者變化超過門限值時自動發(fā)出聲光告警，提醒維護(hù)人員處理。

4) 當(dāng)市電正常時，市電經(jīng)整流器整流后通過浮充為蓄電池充電。當(dāng)市電中斷時，蓄電池通過DC/AC模塊將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。當(dāng)市電恢復(fù)后，自動轉(zhuǎn)換為市電供電。

5) 交流不間斷電源UPS系統(tǒng)的作用為，在市電正?；蛘咧袛嗲闆r下，都可為通信設(shè)備提供穩(wěn)定、可靠的交流電輸出。

1.2.2 直流供電系統(tǒng)

直流供電系統(tǒng)包括直流配電柜、整流器設(shè)備、DC/DC直流電壓轉(zhuǎn)換器組成。

1) 直流配電柜的作用是給通信設(shè)備提供直流電源的輸出，通常為保障供電的可靠性，接入兩組蓄電池，其中一組發(fā)生故障時，自動切換到另外一組備用蓄電池。人機交互界面可實時監(jiān)控蓄電池組的電壓，供電負(fù)載電流、浮充電流、均充電流。發(fā)生過壓、欠壓等異常時可發(fā)出聲光告警，以提醒維護(hù)人員處理。

2) 整流器設(shè)備的作用是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，輸出端為直流配電柜，通信機房內(nèi)的直流通信設(shè)備和蓄電池并聯(lián)接入直流配電柜取電。

3) 蓄電池的作用是在市電中斷時，蓄電池自動為直流通信設(shè)備提供直流電源輸出。在市電恢復(fù)正常后，通過浮充或者均充為蓄電池充電，保持蓄電池具有充足的電量。

4) DC/DC直流電壓轉(zhuǎn)換器的目的是將-48V的直流電源轉(zhuǎn)換為不同的直流電源電壓，滿足不同的直流設(shè)備對直流電源的需求。

1.2.3 接地系統(tǒng)

接地系統(tǒng)包括直流系統(tǒng)接地、交流系統(tǒng)接地、保護(hù)接地、防雷接地，目前在通信接地系統(tǒng)中常采用四者聯(lián)合接地的方式。

1) 直流系統(tǒng)接地也可稱為功能接地或通信接地。正極接地可保證通信直流電源電壓為負(fù)值，延長了通信設(shè)備元器件的耐久性、減少了用戶線路對地絕緣不良時引起的串話、利用大地完成通信信號和供電的回路。

2) 交流系統(tǒng)接地根據(jù)低壓配電供電系統(tǒng)的不同，通常采用TN、TT和IT三種制式。以保證相間電壓穩(wěn)定以及降低工頻交流電對通信設(shè)備的干擾。

3) 保護(hù)接地的作用是在設(shè)備的金屬外殼因絕緣層受損或者由于設(shè)備故障而帶電時，保護(hù)人身和設(shè)備的安全[2]。

4) 防雷接地的作用是保證通信設(shè)備在出現(xiàn)感應(yīng)雷、雷電波、直擊雷時，能夠通過疏導(dǎo)、隔離、等位、中和等方式來避免由于雷電瞬間過壓而引起的設(shè)備損壞。

5) 聯(lián)合接地是將直流系統(tǒng)接地、交流系統(tǒng)接地、保護(hù)接地、防雷接地共用一組地網(wǎng)，地網(wǎng)每個點都是等電位，組成一個閉合的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。該方式具有良好的防雷和抗干擾作用。

1.3 通信機房常用的供電方式

1) 集中供電方式：集中供電方式由交流供電系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)、接地系統(tǒng)組成。交流供電系統(tǒng)屬于一級供電。

2) 分散供電方式：在大容量的通信樞紐樓，由于所需的供電電流過大，集中供電方式難以滿足通信設(shè)備的要求，因此，采用分散供電方式為負(fù)載供電。

3) 混合供電方式：在無人值守的通信基站、光纜中繼站、微波中繼站，通常采用市電、太陽能電源系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、蓄電池電源等混合供電方式，以保證通信設(shè)備的用電穩(wěn)定和可靠。

4) 一體化供電方式：在城市、居民樓頂?shù)葯C房面積嚴(yán)重受限的區(qū)域以及野外施工環(huán)境特別差、不適合動用機械設(shè)備的區(qū)域，往往要求電源設(shè)備體積和占用的面積小。采用一體化供電方式時，通信設(shè)備與電源設(shè)備裝在同一機架內(nèi)，下層為電源供電設(shè)備、上層為通信設(shè)備，由低壓市電直接供電。如華為迷你室外一體化基站，一般采用這種供電方式。部署迅速和方便，施工難度低。

2 通信電源系統(tǒng)維護(hù)中的問題

2.1 現(xiàn)場環(huán)境和交流電供電復(fù)雜

三大運營商的競爭主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，為了增加覆蓋范圍，越來越多的站點建設(shè)在河流兩側(cè)、公路兩側(cè)、偏遠(yuǎn)郊區(qū)、山區(qū)。這些站點所使用的交流電多為工業(yè)用電、小水電、農(nóng)電。這些電源穩(wěn)定性和可靠性較差，經(jīng)常出現(xiàn)停電、電壓波動較大，導(dǎo)致站點的供電不穩(wěn)定。且偏遠(yuǎn)地區(qū)的站點機房在空調(diào)、換氣、除濕裝置等硬件配備和人工維護(hù)方面也有所欠缺，導(dǎo)致這部分站點的設(shè)備運行總體環(huán)境較差。

2.2 系統(tǒng)維護(hù)管理不規(guī)范

通信電源系統(tǒng)維護(hù)人員多為身兼數(shù)職的人員，無固定的維護(hù)人員，維護(hù)人員的業(yè)務(wù)水平參差不齊。維護(hù)管理制度缺失較普遍，未將維護(hù)工作做到平時，多為出現(xiàn)故障后前往現(xiàn)場進(jìn)行故障的處理，預(yù)防性工作和巡檢性工作缺失。

3 通信電源系統(tǒng)運行維護(hù)的策略

3.1 系統(tǒng)的建設(shè)

通信設(shè)備的取電應(yīng)盡量選用專線引入：如長距離低壓供電，建議增設(shè)站點專用變壓器；若站點使用的電源為農(nóng)電、小型水電、工業(yè)用電，則需要重點關(guān)注電源電壓的異常波動情況。機房引入電纜與架空線纜之間需使用專用接頭連接，保證連接可靠，且需做好防腐處理，可避免接頭長期暴露在室外由于腐蝕而導(dǎo)致虛接情況的發(fā)生。針對重要通信設(shè)備和重點局點，需具備雙市電引入、雙柴油發(fā)電機組、雙蓄電池的方案保障通信設(shè)備的供電[3]。

3.2 系統(tǒng)的維護(hù)和管理

建立日常維護(hù)和管理制度，定期對通信設(shè)備的電源系統(tǒng)進(jìn)行巡檢，檢查機房的交流配電柜和直流配電屏等供電設(shè)備，檢查接頭的牢固程度，是否有松動和虛接[4]。對站點的負(fù)載電流進(jìn)行定期檢查。蓄電池作為通信電源系統(tǒng)的最后一道防線，其作用不可替代。定期對蓄電池進(jìn)行放電測試，測試蓄電池的端電壓，檢查是否有漏液，更換問題蓄電池。由于整流器是采用風(fēng)冷方式進(jìn)行冷卻，需定期對電源系統(tǒng)的防塵網(wǎng)進(jìn)行除塵，以免由于灰塵堆積影響風(fēng)扇的通風(fēng)和散熱。加強電源系統(tǒng)維護(hù)人員專業(yè)能力的培養(yǎng)，建立專業(yè)電源系統(tǒng)維護(hù)隊伍，盡量避免身兼數(shù)職。

4 結(jié)論

根據(jù)以上所述，各級管理和技術(shù)人員，在通信電源系統(tǒng)的設(shè)計、建設(shè)、維護(hù)和管理工作中，應(yīng)該給予通信電源系統(tǒng)足夠的重視，將各項計劃和措施落實到日常工作中，從而保證通信電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、高效性。