接入網通信電源系統設計探討

張弛龍

（中網聯通信發展集團有限公司，北京 100061）

0 引言

當前通信網根據功能構成、結構，可分成三種不同的類型，即交換、傳輸以及用戶接入網。接入網是連接用戶的最后一公里，對運營商的業績提升具有非常重要的意義，接入網的建設也是運營商重點關注的熱點，通信電源系統的設計是接入網建設的重要一環。

1 接入網通信電源系統

1.1 接入網通信電源系統供電方式

根據有關部門提出的標準需求（YD/T1051-2018-通信局（站）電源系統總技術需求）。不同的電源系統構成了不同的局或站。供電方式有三種典型，即分散式、集中式以及混合式。

集中式：交、直流供電系統均集中設置。這種供電方式的好處在于集中管控，便于搶修和維護。設計重點要考慮供電設備方案冗余，以及各種線材的選擇。

分散式：在組成與要求方面也集中供電式一樣，各個直流供電系統，要分敢樓層進行設置，或是根據有關設備的系統做好設置工作。地點也比較靈活，可以是獨立的，也可以與通信設備在一起。優點是系統可靠性較高，利于通信設備的擴容，出現故障一般是局部，影響小。

混合式：混合供電是根據具體環境，組合使用電、風、光、油和儲等供電方式。該方式的混合風、光的供電，污染較少，綠色環保，在光纜中繼站和微波無人值守中繼站使用具有較大的優勢。

1.2 接入網電源設計的組成

接入網電源設計包括局（站）外和局（站）內兩塊內容。局（站）外主要包括交流電的引入、建筑物防雷地網等設計；局（站）內主要包括交流配電、高頻開關電源、不間斷電源、鉛酸或鋰電池組、防雷接地等設計。

2 局（站）外設計中應考慮的問題

2.1 交流引入

交流引入電纜宜埋地引入，避免架空方式入局（站）。

在埋地引入遇到問題時，需要把電源系統第一級過電壓保護設備的防護等級進行提升。當金屬護套電纜進入時，需要做好接地處理。而無金屬外護套的，電纜可以穿鋼管，直接做好埋地引入工作，主要是在其兩邊，做好接地保護即可。

2.2 地網敷設

在建筑物周圍，做好接地工作（環形體）。機房接地引入線，需要由外調環形接地體引入并做好總匯連通的工作，MDF 架接地母線就近由總接地匯流排接地。

2.3 降低接地電阻的措施

若局站選址為高土壤電阻率地區，可通過增加化學降阻劑、選用ZGD 型低電阻接地模塊或采用換土法等降低土壤電阻率。

3 局（站）內設計中應考慮的問題

3.1 容量估算

對于模塊局、基站和綜合接入機房來說，只需把通信的直流負荷折算到給它供電的整流器輸入功率，加上機房專用空調及機房照明負荷功率，再考慮檢修等臨時性用電，匯總之后就是該局（站）的交流負荷。

從投資和設計角度看，交流和直流配電單元宜考慮按遠期需求而配置，整流器、逆變器單元和蓄電池宜考慮按近期負荷而配置。

電源系統第一級過電壓保護設備由于現在通信技術發展快，很多新建局（站）相關專業無法預計遠期設備的用電量。此時電源設計應根據配線架的容量、業務比例，并考慮適當裕度，推算出終期的直流負荷。

3.2 交流配電箱

交流配電箱應具有手動的市電/油機轉換開關，該轉換開關應采用具有電氣和機械聯鎖的切換裝置。在滿足本期工程的同時，應預留開關電源所需分路，便于實現電源設備更新或擴容時不引起系統供電中斷。

交流配電箱應做好防雷設計。

3.3 開關電源容量選擇

根據《通信電源設備安裝工程設計規范》，電源系統整流模塊根據N+1冗余配置原則，N 為主用整流模塊數量。

3.4 蓄電池組的容量選擇

根據《通信電源設備安裝工程設計規范》，計算蓄電池需求容量。

字體 代表意義Q 蓄電池容量（Ah）K安全系數，值1.25 I負荷電流（A）T放電率η放電容量系數t 實際電池所在地最低環境溫度數值α容量溫度系數（電解液溫度為25℃，一般1小時率時，取α=0.008）

3.5 接地及等電位連接

為了能讓通信設備的安全、質量得到保障，通信電源的交流和直流系統都必須有良好的接地裝置。通信局（站）必須采用聯合接地方式和等電位聯接， 在保證電力系統正常運行的同時，保護人員安全和設備免受損壞。

3.6 電力電纜的選取

電力電纜是電源設計的一個重要方面，電力電纜選擇一是要選擇型號，二是要做截面的選擇。

一般來說，交流電纜是根據允許的電流來選擇的。交流電力電纜截面的選擇一般有四種方法：按機械強度允許的導體最小截面，按允許的溫升按經濟電流密度選擇及按允許電壓損失選擇。直流電力線則由線路電壓降決定。直流供電回路按允許壓降發確定電纜截面共有三種方法：電流矩法、固定壓降分配法和最小金屬用量法。

3.7 其他需要注意的問題

對于直流供電系統來說，供模塊局、移動基站通信設備的直流供電系統是不一樣的。系統具有兩次下電功能，即當市電停電一段時間后，監控系統先自動將接入一般負荷的接觸器斷開，切斷一般負荷供電，以保證電池繼續放電供重要負荷用電，當電池放電至終止電壓（1.8V）時，自動斷開電池組，以防止過放電而損壞電池。

4 案例分析

以北京市某地區某通信局為例，該局語音設備耗電量2850W，傳輸設備耗電量520W，數據設備耗電量6230W，合計該局-48V 總負荷用電量為：9600.0W。

根據YD/T5040-2005《通信電源設備安裝工程設計規范》，該局具有1路市電，無備用柴油發電機組，蓄電池組后備時間按8小時考慮。電源系統整流模塊根據N+1冗余配置原則。直流設備配置如表1。

表1 某通信局直流設備配置表

交流設備配置：交流容量綜合考慮負荷需求、蓄電池組充電、空調照明及適當考慮負荷發展，本局擬配置380V/160A 交流配電屏1臺。詳細數據如下表2。

表2 某通信局交流容量估算表

防雷與接地：機房采用聯合接地系統，接地引入線采用40mm×4mm 熱鍍鋅扁鋼引至機房內，機房接地系統采用等電位設計。安裝好的設備機架、電纜機架及各種金屬構件必須接地，機架各部分必須電氣連接，配置如表3。

表3 防雷模塊配置表

5 結束語

本文基于接入網電源系統設計和優化的要求，理論聯系實際，對具體設計方案進行了研討。通信電源系統的多樣性，決定各有其不同的側重，希望通過本文，能夠引起同業人士對接入網通信電源系統設計的進一步關注和研究。