移動(dòng)通信基站電源設(shè)計(jì)吳振國(guó)時(shí)間年月課件

教師：吳振國(guó)

時(shí)間：2021年11月移動(dòng)通信基站電源設(shè)計(jì)

Powersupplydesignformobilecommunicationbasestations

移動(dòng)通信基站電源設(shè)計(jì)移動(dòng)通信市場(chǎng)是近年發(fā)展最快，用戶增長(zhǎng)最迅猛、業(yè)務(wù)類型多樣化最突出的市場(chǎng)。用戶需要移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)能提供覆蓋更廣、更暢通、更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。電力是通信的基礎(chǔ)，穩(wěn)定、可靠、不間斷的向通信設(shè)備供電，是通信暢通的基礎(chǔ)、是保證移動(dòng)通信各項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備正常、安全運(yùn)行的關(guān)鍵。特以移動(dòng)通信基站的電源設(shè)計(jì)為例來(lái)說(shuō)明相關(guān)設(shè)計(jì)要素。

一、移動(dòng)通信基站電源系統(tǒng)組成一般移動(dòng)通信基站交流供電系統(tǒng)由外市電、交流配電箱、市電油機(jī)轉(zhuǎn)換箱、電能計(jì)量表等組成。交流供電系統(tǒng)向移動(dòng)通信基站供用并分配安全、可靠、穩(wěn)定的交流電源，保證基站開關(guān)電源、空調(diào)、照明等交流負(fù)荷正常運(yùn)行。在基站周圍沒(méi)有低壓外電電源情況下，需新建變壓器。基站的直流供電系統(tǒng)主要由組合式高頻開關(guān)電源(架內(nèi)含交流配電單元、高頻開關(guān)整流模塊、監(jiān)控模塊、直流配電單元)和閥控式鉛酸蓄電池組等組成，承擔(dān)把380V/220V電源整流為-48V電源并給基站內(nèi)通信設(shè)備供電。移動(dòng)通信基站電源系統(tǒng)由交流供電系統(tǒng)和直流供電系統(tǒng)組成

二、移動(dòng)通信基站電源系統(tǒng)的配置原則基站交流電源的引入，其功率和交流引入線均按遠(yuǎn)期考慮，交流配電箱和組合電源架的機(jī)架容量也按遠(yuǎn)期考慮高頻開關(guān)組合電源配置原則：高頻開關(guān)組合電源滿架容量按遠(yuǎn)期負(fù)荷配置，整流模塊數(shù)量按近期負(fù)荷配置，按n+1冗余方式確定，其中n只為主用。n≤10時(shí)，1只為備用；n>10時(shí)，每10只備用1只。其n個(gè)主用整流模塊的總?cè)萘繎?yīng)按負(fù)荷電流和均充電流（10小時(shí)率充電電流）之和確定。蓄電池配置原則：蓄電池配置按近期負(fù)荷考慮，并考慮一定發(fā)展負(fù)荷的需要進(jìn)行配置。蓄電池容量按對(duì)于供電類別屬于三類市電的通信基站，蓄電池容量按對(duì)基站設(shè)備放電供電2～4小時(shí)，傳輸設(shè)備放電供電20小時(shí)；對(duì)于供電類別屬于四類市電的通信基站，蓄電池容量按對(duì)基站設(shè)備放電供電3～5小時(shí)，傳輸設(shè)備放電供電24小時(shí)。電池所在環(huán)境溫度按5℃考慮。電池容量應(yīng)根據(jù)中華人民共和國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD5040-2005《通信電源設(shè)備安裝工程設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算。電源線選擇原則：機(jī)房?jī)?nèi)蓄電池放電回路的導(dǎo)線按允許電壓降，并兼顧允許載流量選型；交流導(dǎo)線按允許載流量，并兼顧機(jī)械強(qiáng)度選型。交流導(dǎo)線采用非延燃電纜，接地導(dǎo)線采用多股銅芯電纜。交流中性線應(yīng)采用與相線相等截面的導(dǎo)線。

三、移動(dòng)通信基站電源系統(tǒng)配置移動(dòng)通信基站數(shù)量眾多、分布區(qū)域廣，從高山到平原、城市到農(nóng)村以及特殊場(chǎng)合（火車站、汽車站、繁華商業(yè)區(qū)），基站耗電量根據(jù)站址分布區(qū)域不同，其耗電量會(huì)有所不同。下面以一個(gè)G、C、W網(wǎng)共存的基站為例進(jìn)行交直流供電系統(tǒng)配置設(shè)計(jì)及計(jì)算。示例：G、C、W網(wǎng)共存的基站條件如下表所示。序號(hào)名稱單位數(shù)量技術(shù)指標(biāo)備注1GSM設(shè)備架11.5KW

2CDMA設(shè)備架11.2KW

3WCDMA設(shè)備架11KW

4傳輸設(shè)備架10.24KW

5通信設(shè)備工作電壓范圍

-40V～-57V

6開關(guān)電源效率

0.92

7開關(guān)電源功率因數(shù)

0.95

8空調(diào)臺(tái)22.2KVA單機(jī)架功耗，9照明

1KVA

10市電電源類別

三類市電

11蓄電池對(duì)基站設(shè)備放電供電時(shí)間

4小時(shí)

12蓄電池對(duì)傳輸設(shè)備放電供電時(shí)間

20小時(shí)

13蓄電池的放電終止電壓

1.8V

14蓄電池內(nèi)阻壓降

0.24V

15蓄電池組所在環(huán)境溫度

5℃

16蓄電池組至開關(guān)電源電纜總長(zhǎng)度米20

17開關(guān)電源至主設(shè)備電纜總長(zhǎng)度米10

18開關(guān)電源至傳輸設(shè)備電纜總長(zhǎng)度米10

G、C、W網(wǎng)共存的基站給定條件表

1.直流供電系統(tǒng)配置及計(jì)算直流供電系統(tǒng)的設(shè)備配置和導(dǎo)線選擇主要是根據(jù)基站各種通信設(shè)備近遠(yuǎn)期的直流負(fù)荷調(diào)查統(tǒng)計(jì)，來(lái)配置開關(guān)電源、蓄電池組、交直流配電分路的容量和數(shù)量以及導(dǎo)線線徑和規(guī)格型號(hào)的選擇。設(shè)備負(fù)荷基站主設(shè)備負(fù)荷：基站傳輸負(fù)荷：

2.蓄電池組容量

計(jì)算根據(jù)蓄電池“放電容量系數(shù)表”，由（式7-12）計(jì)算蓄電池組容量Q

≈618+113=731(Ah)考慮到近期內(nèi)一定的發(fā)展余量，基站配置2組500Ah蓄電池組。

2.蓄電池組容量

計(jì)算（1）蓄電池均充時(shí)總電流

（2）整流模塊數(shù)量整流模塊數(shù)量按近期負(fù)荷配置并考慮N+1備份冗余，整流模塊容量按50A選取。

本期應(yīng)配置5塊50A整流模塊。

2.蓄電池均充時(shí)

總電流基站的直流電纜主要由蓄電池組至開關(guān)電源、開關(guān)電源至主設(shè)備、開關(guān)電源至傳輸設(shè)備三部分組成。根據(jù)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T1051—2010《通信局（站）電源系統(tǒng)總技術(shù)要求》中規(guī)定，直流配電屏內(nèi)放電回路（即開關(guān)電源系統(tǒng)內(nèi)從連接蓄電池組的兩端到各直流輸出分路兩端）電壓降應(yīng)≤500mV。因此，應(yīng)先將允許全程壓降減去0.5V，再適當(dāng)分配蓄電池組至開關(guān)電源的導(dǎo)線允許壓降（以不超過(guò)0.5V為宜）和開關(guān)電源輸出端至通信設(shè)備受電端的導(dǎo)線允許壓降，然后計(jì)算確定相應(yīng)直流導(dǎo)線的截面積。根據(jù)給定通信設(shè)備的工作電壓范圍及蓄電池組放電終止電壓，得出全程壓降應(yīng)不大于3.2V。（4）開關(guān)電源選取開關(guān)電源滿架容量按遠(yuǎn)期負(fù)荷配置，本期選取滿架容量不小于400A及整流模塊容量為50A的開關(guān)電源架。（5）直流電力電纜的選取

2.蓄電池均充時(shí)

總電流計(jì)算配置2組500Ah蓄電池組放電電流根據(jù)式(7-12)得：

計(jì)算蓄電池組至開關(guān)電源電纜線徑假設(shè)蓄電池組至開關(guān)電源為0.5V且一組蓄電池組損壞的情況下，電纜采用單芯銅芯電纜。根據(jù)式(7-13)得：

2.蓄電池均充時(shí)

總電流選取單芯銅芯電纜截面積大于95電纜，根據(jù)電纜載流量，95單芯銅芯電纜載流量(272A)滿足要求，選用ZA-RVV1*95選取單芯銅芯電纜截面積大于2.79

2.蓄電池均充時(shí)

總電流

計(jì)算開關(guān)電源至通信設(shè)備電纜線徑的計(jì)算已知全程壓降應(yīng)不大于3.2V，蓄電池組內(nèi)阻壓降0.24V,蓄電池組至開關(guān)電源為0.5V，開關(guān)電源內(nèi)部回路電壓降為0.5V，則開關(guān)電源至通信設(shè)備壓降為1.96V。根據(jù)式(7-13)得：根據(jù)電纜