基站電源配套設(shè)備及線纜配置分析

唐連雷，修 麗

(吉林吉大通信設(shè)計(jì)院股份有限公司, 吉林 長春 130012)

一個(gè)完整的基站電源系統(tǒng)主要由交流系統(tǒng)、備用發(fā)電系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、后備電源系統(tǒng)、地線系統(tǒng)等組成，包括變壓器、智能電表、交流配電箱、浪涌抑制器、油機(jī)、組合開關(guān)電源、蓄電池組、各設(shè)備間線纜等。

1 電源配套

1.1 外市電引入

新址新建基站宜引入一路優(yōu)于三類或三類的市電作為主用交流電源，按遠(yuǎn)期負(fù)荷考慮需配置功率應(yīng)不小于20 kW。共址基站需結(jié)合新增設(shè)備的供電需求，重新核算現(xiàn)有基站交流引入容量、交流線纜等是否滿足本期工程需求。

1.2 交流配電箱

新址新建基站配置交流配電箱時(shí)需按照遠(yuǎn)期負(fù)荷來考慮，若市電引入容量按照20 kW考慮，則交流配電箱可選擇380 V/63 A即可滿足需求。共址基站對(duì)交流配電箱的整改需考慮容量及空開大小是否滿足新增設(shè)備后的總功耗需求。

1.3 浪涌抑制器

在基站側(cè)，為將雷電過電壓限制在設(shè)備的承受水平上，采用多級(jí)保護(hù)、逐級(jí)限壓的方式，增加B級(jí)保護(hù)，且開關(guān)電源設(shè)備處安裝40 kA的C級(jí)SPD。

1.4 組合開關(guān)電源

新址新建基站開關(guān)電源整架滿配容量按照遠(yuǎn)期負(fù)荷配置，而本期整流模塊的使用數(shù)量按照近期負(fù)荷配置。共址基站開關(guān)電源的整改需考慮容量及電壓等級(jí)是否滿足新增設(shè)備需求。另斷路器和熔斷器的選取需考慮可靠系數(shù)的計(jì)取。

1.5 蓄電池組

新址新建基站蓄電池組按照近期負(fù)載需求配置，并兼顧一定的遠(yuǎn)期負(fù)荷，再結(jié)合市電狀況及基站地理位置綜合考慮，一般要求蓄電池組對(duì)基站設(shè)備保證2～4 h供電，對(duì)傳輸設(shè)備保證20 h不間斷供電。另從輸出電壓值考慮，一般情況下，當(dāng)蓄電池組電壓降到-47 V時(shí)，為保證傳輸設(shè)備的供電切斷基站其他設(shè)備，當(dāng)電壓降到-44 V時(shí)，為保護(hù)蓄電池組壽命再切斷所有設(shè)備供電。共址基站需結(jié)合蓄電池組容量、基站負(fù)荷、使用時(shí)間等判斷是否滿足新增設(shè)備需求。

1.6 直流電纜

直流電纜是按照遠(yuǎn)期負(fù)荷來配置，選型的決定因素是壓降和載流量，選擇電纜截面積時(shí)要注意壓降盡量小，同時(shí)考慮電纜的經(jīng)濟(jì)性和施工的便利性。一般直流電纜的正極用紅色，負(fù)極用藍(lán)色。

1.7 交流電纜

交流電纜是按照遠(yuǎn)期負(fù)荷來配置，選型的決定因素是載流量和機(jī)械強(qiáng)度，室外交流電纜一般采用鎧裝電纜ZA-RVV22，室內(nèi)交流電纜一般采用阻燃軟電纜ZA-RVV。交流電纜的A相、B相、C相及零線分別與紅色、綠色、黃色及淺藍(lán)色對(duì)應(yīng)。

2 案例

某局站，工作電壓為-48 V，無采暖設(shè)備，無線設(shè)備直流功耗3 kW，要求后備時(shí)間不小于4 h，傳輸設(shè)備直流功耗0.5 kW，要求后備時(shí)間不小于10 h，空調(diào)功耗2.5 kW，照明及其他負(fù)載功耗0.4 kW，直流系統(tǒng)放電回路全程總壓降不超3.2 V，蓄電池組的連接件總壓降按照要求不應(yīng)大于0.24 V，開關(guān)電源直流配電部分按照要求不應(yīng)大于0.5 V，開關(guān)電源到蓄電池組線纜距離為5 m，允許壓價(jià)取0.6 V，分析配套設(shè)備及相關(guān)線纜配置情況。

(1)蓄電池組選型

一般計(jì)算蓄電池容量的公式如(1)所示。

(1)

當(dāng)輸出電壓降到47 V時(shí)：I1=(3 kW+0.5 kW)×1000÷47 V≈74.5 A

當(dāng)輸出電壓降到44 V時(shí)：I2=0.5 kW×1 000÷44 V≈11.4 A

由公式(1)計(jì)算可得蓄電池組容量需求為：

根據(jù)式(1)的推導(dǎo)結(jié)果，需要配置2組單體2 V容量400 Ah的蓄電池組。

(2)組合開關(guān)電源選型

一般考慮10 h放電率，1組400 Ah蓄電池組的浮充電流為40 A，浮充電壓按53.52 V考慮，則直流總負(fù)荷為：

(3 kW+0.5 kW)×1 000+2×40 A×53.52 V=7.78 kW

組合開關(guān)電源的總?cè)萘俊?.78 kW×1 000/48 V=162 A

整流模塊按照每塊50 A考慮，則配置數(shù)量為4塊即可滿足需求，若再考慮N+1備份的方式，則相應(yīng)增加1塊備份，故該機(jī)房可選擇滿架配置為600 A而現(xiàn)容量250 A的組合開關(guān)電源。

(3)當(dāng)前負(fù)荷

a.直流功耗：((3 kW+0.5 kW)×1 000+2×40 A×53.52 V)/0.95=8.191 kW。

b.空調(diào)功耗；2.5 kW×1 000×0.85=2.125 kW。

c.其他功耗：0.4 kW×1 000×0.8=0.32 kW。

合計(jì)：8.191 kW+2.125 kW+0.32 kW=10.636 kW 。

(4)遠(yuǎn)期負(fù)荷

遠(yuǎn)期負(fù)荷按照不小于20 kW考慮。

(5)交流配置

交流引入負(fù)荷按遠(yuǎn)期負(fù)荷考慮，則：

交流引入容量=20 kW/0.8=25 kVA。

外市電引入一般選用380 V三相供電，市電的最低相電壓可取187 V。

引入的最大交流電流=交流容量÷最低相電壓÷相數(shù)=25 kVA×1 000÷187V÷3≈44.56 A

根據(jù)推導(dǎo)結(jié)果，交流配電箱的選擇容量可配置為63 A。

(6)開關(guān)電源至蓄電池組線纜配置

遠(yuǎn)期設(shè)備負(fù)載電流按照200 A考慮，則：

S≥ 2LIρ/ΔU=2×5×200×0.0184/0.6=61.33 mm2

選用RVVZ 1X70 mm2銅芯阻燃聚氯乙稀絕緣護(hù)套軟電纜。

(7)交流配電箱至開關(guān)電源線纜配置

開關(guān)電源遠(yuǎn)期配置按400 A考慮。

選用RVVZ 4X25 mm2銅芯阻燃聚氯乙稀絕緣護(hù)套軟電纜1條。

3 結(jié)束語

綜上分析，合理配置基站電源的配套設(shè)備及線纜，達(dá)到了精細(xì)化設(shè)計(jì)的目的，并為多運(yùn)營商在共建共享基站電源系統(tǒng)時(shí)合理選取建設(shè)方案、節(jié)約建設(shè)成本提供參考。