關于通信基站電源系統設計的探討

1.黃華志 2.劉明團

1.交通運輸部南海航海保障中心廣州通信中心 2.廣州市突發事件預警信息發布中心

關于通信基站電源系統設計的探討

1.黃華志 2.劉明團

1.交通運輸部南海航海保障中心廣州通信中心 2.廣州市突發事件預警信息發布中心

本文將介紹了通信基站電源系統，對外市電引入、交流供配電、直流供配電、蓄電池、直流遠供、防雷接地、空調等子系統設計進行深入的探討。

通信基站電源；交流供配電；直流供配電；防雷接地；空調

前言

通信基站電源系統以滿足基站設備24小時不間斷供電為原則，對通信網絡可靠運行是非常重要的。通信基站電源系統需要積極推動優化設計，從而確保通信網絡的安全。本文將對通信基站電源設計進行了深入的分析。

1、通信基站電源系統介紹

通信基站電源系統包括了外市電引入、交流供配電、直流供配電、蓄電池、直流遠供、防雷接地、空調等子系統。通信基站使用市電作為主用電源，移動油機作為備用電源。當市電正常時，由市電電源供基站用電；當市電檢修或者故障停電時，就由移動油機來進行供電。市電和移動油機的轉換在各站內雙電源轉換箱上來進行。油機沒有供電的時候，有蓄電池組放電供電。直流配電系統應該具有兩級電壓切斷裝置，第一級先是要切斷基站負荷，第二級為電池放電直至終止電壓時切斷電池。

2、通信基站電源系統設計

2.1 外市電引入

各新建基站的外市電引入優選從公共電網引入一路380V/220V的交流電源；如無法引入，則在滿足供電質量前提下，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。自建變壓器優選油浸式產品，變壓器容量按照基站遠期規劃容量配置。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于三類(平均月市電故障≤4.5次，平均每次故障持續時間≤8h)的市電作為主用交流電源。

2.2 交流供配電

各新建基站的交流供電系統優選從公共電網引入一路較可靠的380V市電(距離較遠時可采用10kV市電引入，在基站附近新建變壓器)，每站一般配置1個380V/100A或380V/63A掛墻式交流配電箱(容量應滿足基站遠期需求)，輸出分路及容量應滿足開關電源、空調、照明、插座等的需求。各基站配置1個浪涌保護器SPD(可內置在配電箱內，Imax根據基站位置和行標要求確定)。各基站配置1個油機/市電轉換屏，亦可于交流配電箱內設置移動油機/市電轉換開關。

2.3 直流供配電

基站直流供電一般都是采取組合式開關電源系統，開關電源的作用是將交流電進行整流濾波，輸出純凈的-48V直流電，一部分給基站的主設備進行供電，另外一部分通過監控模塊來設置給后備蓄電池組充電。基站開關電源由四部分組成：交流配電單元、整流模塊、監控模塊和直流配電單元。電源容量分機架容量和配置容量：機架容量是最大配置容量(滿配容量)，配置容量是當前電源配置模塊數*單個整流模塊額定容量。基站開關電源直流配電單元負責給通信設備提供直流電源的分配，基站主設備接入一次下電配電單元，傳輸設備和監控設備接入二次下電配電單元。

2.4 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，由蓄電池向用電設備供電。蓄電池均、浮充電壓，25±5℃情況，每節蓄電池的浮充電壓應為2.23-2.27V，均充電壓應為2.30-2.35V。基站配備的蓄電池一般為兩組，每組24節，浮充電壓一般設定為-54V。

2.5 直流遠供

直流遠供應用于取電費用高、取電難度大、小微站增補、拉遠需求、后備動力保障能力不足等場景，利用局端基站的-48V電源作為遠程供電系統局端設備的電源輸入，將48V電壓變換成215-410V的高壓直流，通過復合光纜將高壓直流電源輸送給遠端設備，遠端設備再將高壓直流轉換成-48V電源供給BBU設備。若BBU為交流供電，則不需要遠端設備，直接將高壓直流電源供給設備。解決48V直流電源傳輸距離近，拉遠設備引電困難。為保障遠端基站穩定性，直流遠供系統局端設備采用n+1模塊化配置，最大容量一般在5KW以上，遠端設備的容量在600W左右，一般可接入2個RRU。電源傳輸距離在4KM以上，一般按不超過6KM 考慮。

2.6 防雷接地系統

1)防雷系統。通信基站安裝SPD浪涌保護器來防止感應雷的破壞。在交流配電箱安裝第一級浪涌保護器(60-120KA)，在開關電源交流接入處安裝第二級浪涌保護器(40KA)，在開關電源直流輸出處安裝第三級浪涌保護器(15KA)。

2)接地系統。通信電源中的接地系統按用途可分為：工作接地、保護接地、防雷接地。通信局站各類電信設備的工作接地、保護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合接地方式。

2.7 空調系統

基站空調首先選用高能效比與大風量以及小焓差的空調。空調的選型是應該滿足冷量的最大需求，考慮冷量冗余及基站熱負荷季節性波動，基站實際冷負荷需求，在夏季與冬季、白天和晚上的變化范圍非常大。當建筑負荷變化超過總負荷變化的40%時，最大可選冷量按80%配置。一般基站空調按兩臺主備配置，啟動溫度設置為26-28℃。

3、結束語

綜上所述，隨著我國通信網絡的快速發展，經濟的增長與社會的發展以及人們物質生活的提升對通信提出了更高和更新的要求，對通信基站電源系統的要求也越來越高。作為通信系統的重要部分，通信基站電源系統就必須要具有高可靠性與高穩定性以及高效率性的特點，通過通信基站電源系統的設計分析，從而實現網絡安全可靠的目標。

[1]漆逢吉.通信電源[M].北京：北京郵電大學出版社，2005.

[2]GB 50689-2011.通信局(站)防雷與接地工程設計規范[S].中國計劃出版社，2011.

[3]周志敏，周紀海，紀愛華.電子信息系統防雷接地技術[M].北京：人民郵電出版社，2004.