移动基站电源配置技术分析

2015-07-19李海晏公诚管理咨询有限公司广东广州510610

中国新技术新产品 2015年8期

李海晏（公诚管理咨询有限公司，广东广州 510610）

移动基站电源配置技术分析

李海晏
（公诚管理咨询有限公司，广东广州 510610）

随着3G的普及以及4G牌照的发放，运营商之间的竞争更加激烈。而移动通信基站的正常运行是提高竞争力，提升用户体验的关键，所以应加强移动通信工程电源配置技术。本文主要以市电引入、开关电源、蓄电池、交流防雷器为切入点来分析移动通信基站电源配置技术，希望对大家相关工作有所启发。

移动通信基站；电源配置技术；蓄电池

移动通信基站的核心构成部分是微电子设备，极容易受到雷电、电磁、浪涌的影响，故对电源配置技术的要求较高。专业科学的电源配置技术能显著地提升通信电源设备的使用寿命，减少浪涌、故障、欠电压、停电、尖脉冲等现象的发生。

一、市电引入

基站交流供电系统的核心组件是过电压保护装置和交流配电箱，前者的规格是120kA，后者具备移动油机插座，电源是380V或220V的市电。正常情况下，市电是基站所需电量来源，是主电源。在特殊情况下，备用电源移动油机、蓄电池组均可向基站供电，是备用电源。其中，主电源与备用电源的转换是在交流配电箱上实现的。

在引入市电前，应充分考虑基站的规划设计，保证市电供给能满足基站可能的电量需求。市电引入采用三相五线引入，原则上普通市区基站可选择三类市电，郊区乡镇基站可选择四类市电，不过在条件许可的情况下应尽量选择二类市电，市电类型见表1。对于新建基站，引入交流电源的应能满足基站未来容量的发展的要求，不能低于10kVA。

为了保证用电安全，交流电不可直接引入移动通信基站，空调、机房设备、用电系统、照明的电量来源是交流电应通过独立的交流配电箱供给的。所以说，交流配电箱的配置非常重要，除了要配置倒换开关、两路交流输入端口、浪涌保护装置外，还应配置保护地线。对于空调，一个空开上接一个，保证空调空开一一对应；

表1　市电类型表

根据《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》的要求来配置相应的交流防雷器；根据基站照明、测试仪表、空调以及其它用电设备总负荷来确定交流配电箱最大的均充负荷，且预留油机接口开关。

表2　电池容量与移动基站对应表

二、开关电源

造成欠压或过压的因素有很多，主要有以下因素：（1）为了保证电压的稳定，输送电压一般会超过额定电压的10%以上，以抵消长距离输送造成的压降和损耗。基站受电端电压幅值在用电高峰期为220V±7%，在用电低谷期为220V±5%。（2）当基站位于老城区居民点、农村、旧厂矿、山区、配备临时变压器的新楼盘时，线径细、三相不平衡、线路陈旧、线路长等同样能造成电压不稳。过压时为330V-350V，欠压时为120V-170V。所以高频开关电源的输入电压一般会超过额定电压的7%，当输入电压再高时，高频开关电源会自动关机，并由蓄电池向基站的各个设备供电，避免不稳定电压对基站设备的损害。开关电源应具备以下保护功能：①保护装置；③低电压时蓄电池保护功能；②低电压两级切断功能。

对于新建机房的开关电源，满架容量应能满足远期负荷发展需要，并根据近期负荷配置整流模块数。在城区，终极容量600A；在乡村，终极容量300A及以上。采用N+1方式配置模块当期容量数量，整流模块的规格一般是-48伏DC/30A、-48伏DC/50A。根据蓄电池的容量C配置蓄电池的均充电流，均充电流约为0.1-0.15C。

三、蓄电池

蓄电池通过电能和化学能的相互转化实现电能的储存和释放，铅酸蓄电池在移动通信基站的使用率最高。蓄电池容量C与放电时间T、电池温度系数a、负荷电流I、电池所在地最低环境温度t、放电容量系数η有以下计算关系：C=KIT/η（1+a（t-25）），其中K=1.25。值得注意的是基站等级和当地电力情况是决定基站所需蓄电池容量的关键因素，所以在计算蓄电池容量时应充分考量上述因素，见表2。

从移动、电信、联通各大运营商反馈的结果来看，移动通信基站蓄电池的使用寿命非常低，远远低于理论的使用寿命，甚至对于用料精良的铅酸蓄电池也是如此。由于缺乏系统的日常维护，蓄电池容量下降过快，继而导致寿命大大缩短。所以说，加强蓄电池对延长其使用寿命非常重要。蓄电池的维护应从以下两个方面进行：（1）充电方式。当蓄电池单体电压低于2.18V，应采用恒压限流方式充电，否则采用浮充方式。（2）温度。当温度存在低温范围内时，电池的容量与温度呈正相关关系。当温度超过这个范围，电池的容量随着温度升高而降低，此时，温度越高对电池的伤害越大，电池容量就越低，使用寿命就越短。值得注意的是对于以下三种情况，应进行均衡充电，比如：电池超过三个月没有使用、电池放出5%以上的额定容量、电池按照浮充方式工作一年。

四、交流防雷器

直击雷或附近雷击的雷电感应不仅会影响到移动基站电子设备的正常使用，还有可能破坏控制系统、网络、电源系统、通信系统。这是因为雷电感应在电源线、信号线、天线、金属管道、架空线、接地线、控制线、数据线中会形成强大的浪涌电流或电压，远远超过移动基站中相关组件的荷载。安装浪涌保护器（SPD）能有效地避免雷电感应的影响。在选择浪涌保护器时应充分考量以下情况：①被保护设备的重要程度和价值；②配电系统里浪涌防护装置安装的位置；③设施对浪涌的灵敏程度；④设施内电子和电器设备产生的电磁干扰程度；⑤被保护设备所处的雷击区强度。

交流防雷器分为模块式和独立式，通常安装在基站交流输入端，其中模块式交流防雷器可安装在交流配电箱内。防雷级别的选择要根据移动通信基站的具体情况；防雷器工作电压的选择应根据基站所引入交流电的电压。交流防雷器应具有以下功能：①遥信；②热容和过流保护；③SPD模块损坏告警；④交流防雷器响应时间小于l00ns；⑤SPD模块替换。根据市电稳定性及雷击情况，城区、郊区、农村的交流防雷器最大通流量依次为80kA、100kA、120kA。