通信基站微站电源解决方案及应用

总第１５卷１６７期　２０１３年７月　大众科技　Ｐｏｐｕｌａｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖ０Ｉ．１５　Ｎｏ．７　Ｊｕｌｙ　２０１３　

浅析３Ｇ通信基站电源系统组成及防雷解决方案　

周字　

（中国联合网络通信有限公司佛山市分公司，广东佛山５２８０００）　

【摘要】３Ｇ通信基站电源系统是３Ｇ系统重要组成部分。首先介绍了３Ｇ通信基站电源系统的原理及组成，然后针对故　

障原因进行分析，并提出了防雷的解决方案。实践证明，方案简单可行。　【关键词】３Ｇ通信基站；电源系统组成；防雷解决方案　【中图分类号】ＴＮ８６　【文献标识码】Ａ　【文章编号】１００８．１１５１（２０１３）０７－０００７—０３　

Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ａｎｄ　Ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　３Ｇ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｂａｓｅ　Ｓｔａｔｉｏｎ　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：３Ｇ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｂａｓｅ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ａｕ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｐａｒｔ　ｏｆ　３Ｇ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　３Ｇ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｂａｓｅ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｉｇｈｔｈｉｎｇ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｉｓ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔＯ　ｉｔｓ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｆａｕｌｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ，ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｒｅ　ｓｉｍｐｌｅ　ａｎｄ　ｆｅａｓｉｂｌｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：３Ｇ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｂａｓｅ　ｓｔａｔｉｏｎ；Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ；Ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ　

科技论坛　・１３・　

浅析３Ｇ通信基站电源系统组成及防雷解决方案　

李晓江　（中国联合网络通信有限公司唐山市分公司，河北唐山０６３１０３）　摘要：３Ｇ通信基站在３Ｇ系统运行当中发挥着非常重要的作用，只有其正常运行才能有效的保证３Ｇ通信系统的正常运转，但是这　一装置也非常容易受到雷击，所以一定要采用相关的措施对其进行防雷保护和处理。本文主要分析了３Ｇ通信基站电源系统的组成及防　雷解决方案，希望能够给相关的工作人员提供一定的经验和借鉴。　关键词：３Ｇ通信基站；电源系统组成；防雷解决方案　３Ｇ通信基站电源设备的运行状况会很大程度上受到天气的影　响，所以在很多的通信运营商进行设备的维护当中都加强了相应的　力度，但是很多的人员都没有真正意识到其中的根本原因，所以在　维护的过程中经常会出现事后补救的状况。当前还没有一套非常科　学合理的防御措施，每一年各个地方的通信基站数量都在以非常快　的速度增长，很多设备都会因为雷击而产生危害，使得整个系统都　得不到非常有效的运行。　１　３Ｇ基站电源系统的运行原理及构成　１．１交流系统　基站交流供电系统通常配备交流配电屏，由交流配电屏控制开　关电源的交流输入，同时还能控制铁塔的航空障碍灯、空调、照明、　墙壁插座等。交流配电屏包含市电／油机倒换开关。当市电中断时，　先由蓄电池供电一段时间，值守人员发现问题后可以启动油机发电　机供电。按照机房规范，３Ｇ通信基站采用１Ｔｒ供电方式，其输出电源　为三相五线制交流电。通信基站通常采用一路二类或以上的市电电　源。考虑３Ｇ业务的大量耗电需求，郊区基站交流电源一般为　１５ｋＷ；而市区、城郊及县城基站交流市电引入容量为２０ｋＷ。采用阻　燃型电缆可提高机房防火的要求。机房的低压引入电缆采用≥　５ｘ２５ｍｍ２ＺＲ—ＢＶＶ电力电缆，插座采用面积为３ｘ２．５ｍｍ２ＺＲ—ＢＶＶ铜　芯电力电缆。交流配电屏至开关电源采用铜芯电力电缆面积为　４ｘｌ６ｍｍ２ＲＶＶＺ—ｌｋＶ，而空调采用５ｘｌ６ｍｍ２ＺＲ—ＢＶＶ铜芯电力电缆。　１．２直流供电系统　蓄电池组和开关电源在通常的情况下都是以并联的方式进行　工作的，主要是负责无线设备、监控设备等的电力供应，为了能够对　蓄电池的放电量进行有效的控制，在这一过程中需要一个能够提供　低压保护的电源来支撑整个系统的运行，市电在停电的状态下，蓄　电池应该向负荷供电，在电池处于放电的状态下，电池就会与整个　信号机进行有效的脱离。这样能够更好的保证传输设备和监控设备　的正常供电，从而能够确保传输设备和监控设备的正常运行。当电　池放电电压达到一定的值时，应该采取一定的措施进行有效的改　善，这样就能够很好的防止电池因为过度的放电而无法正常的使　用，电池组有可能脱离整个系统。在市电恢复正常的供应之后，开关　电源能够自动开启充电模式，在通常的情况下，如果只是一个基站，　应该设置两组以上的阀控式铅酸蓄电池，将其以并联的方式进行对　接并予以适用。在蓄电池后备时间的确定上，要综合考虑基站的重　要性、机房的具体条件等等因素，这样才能有效的提高电池使用的　合理性。　１．３防雷接地系统　基站机房的接地系统采用的是等电位连接。其最常用的为星形　等电位连接方案。设置在室内一块接地铜排，通过这个铜排上引接　机房内所有设备的接地线。按照机房规范，交流配电屏机架内防雷　器至开关电源的电力电缆长度应≥５ｍ，而室内接地排的接地线长　度非常短，无形加大了机房内设备的布局和布放线缆的难度。近来　通信运营商对机房进行整改，使得交流配电屏拆分为交流配电箱和　防雷箱两个设备，并挂墙安装。为提高防雷电的效果，防雷箱靠近室　内接地排安装，接地线≤ｌｍ。室内接地排至开关电源工作接地排采　用面积为７０ｍｍ　铜芯电力电缆。室内接地排至用电设备外壳，走线　架均采用面积为３５ｍｍ　铜芯的电力电缆。　２电源故障原因分析　２．１二次雷击效应（即感应雷）是当前危害基站电源设备的主要　原因　在长期的维护实践中我们不难发现，绝大多数基站设备在雷暴季节　的损坏都是在基站避雷天线、避雷器件和接地装置完好的情况下发　生的。这就说明对基站的危害并不是直击雷。实际上当移动基站铁　塔的接闪器通过引下线将雷击引入大地的一瞬间，由于人地雷电流　强度大（可达几百ＫＡ），放电时间短（通常为几十Ｉ．Ｌ　ｓ的强脉冲），因此　会在引下线周围产生瞬时强大磁场。在强磁场作用下，处于磁场之　中的导体上将产生幅度可达几千ｖ或更大的感应电动势。如果基站　设施，尤其对外部的链接线路没有很好的屏蔽措施，就极易在上面　产生很高的感应电压，如此高电压势必造成通信设备的损坏。这就　是人们所说的二次雷击效应。目前，通信基站装的防雷设备的底限　值基本上都选择在３ＫＶ以上，而对于３ＫＶ以下，尤其是０．５—１．５ＫＶ　区段的电源设备的安全防护，在基站设备上基本没有设置。　２．２电网的异常电压波动所引起的基站电源设备瞬间过荷　通信基站通常都会建设在相对比较偏僻的地方，这部分基站的　电力基本上都是使用农村的电力网络实现的，在我国很多的农村电　网当中存在着很多的问题，例如：电线老化、电压稳定性差等，在管　理方面也存在着诸多的问题，供电电压经常会出现非正常波动现　象，这也是很多电源设备被损坏的直接原因，特别是在夏季用电量　很大，同时也相对比较集中的时期，有关部门为了能够更好的对这　一问题产生的负面影响降到最小，经常会采取提高供电电压的方式　来使得供电能力能够满足相关的标准和要求，所以这种现象也就使　得电压呈现出持续走高的现象，当电压大幅下降时，电压的不稳定　性就会导致很多电源设备都会损坏，整个系统无法正常的运行。　除了以上提到的因素以外，基站在电源设备防雷措施的应用上　也存在着很多的不足，也需要通过各种各样的方式进行不断的加　强，在经过雷击之后，电源设备势必要经过相关人员的维修才能保　证其正常的运行和使用，但是在多次的维修之后，设备的各项性能　一定会受到一些影响，基站的内部如果没有采取相应的措施进行一　定的防护，电源设备也会非常容易损坏。　２Ｉ３采用中央执行控制电路　中央执行控制电路是防护系统的核心，它主要是能够起到接受　电源设备异常情况的警报信号，并且能够通过执行电路将基站的高　电压电路切断，将高电压转换成４８Ｖ的低电压进行供电，这样就能　够有效的对电源设备起到保护的作用。　结束语　基站电源系统是移动通信系统的重要组成部分，它涉及到的专　业领域有很多，同时相关的专业知识和技术也有很多，通信电源是　电信网络当中的一个非常重要的组成部分，其对通信网的正常运行　有着非常大的影响，通过相关人员的努力，通信网络的运行质量得　到了有效的提升，在很多相关的维护工作上都出现了很大的转机，　所以也更好的推动了通信技术的发展，促进了整个系统的正常运　行。　参考文献　［１］胡波，宋志国．通信网中通信电源系统的维护与管理『Ｊ１．中国新通　信．２０１２（２３）．　［２】王春鹏，拜俊鹏．浅析通信电源现状及其发展趋势『Ｊ］．信息通信，．　２０１２（１）．　【３】吴明．浅析通信基站电源设备安全运行防护原理与解决办法［Ｊ］．信　息通信技术，２００９（６）．　【４］叶家炬＿３Ｇ移动基站电源防雷解决方案『Ｊ１．电源世界，２００９（１０）．

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地铁民用通信机房解决5G基站电源方案研究

作者：信劲松 霍励 李云鹏 李斯博

来源：《数字技术与应用》2019年第07期

摘要：我国5G技术目前处于高速发展阶段，如何快速部署5G基站，成为当前面临的挑战。本文通过介绍地铁民用通信机房在5G基站部署上的优势，分析锂电池、直流远供电在5G基站部署上的应用，为推动5G基站快速部署提供参考。

关键词：5G基站;地铁;通信机房

中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）07-0024-01

0 引言

随着移动网络的飞速发展，5G网络已经到来，“人与人、人与物、物与物之间的连接”形成真正的万物互联时代。在全球较早发展5G技术研究的国家中，我国处于领跑地位。在技术研发、网络建设与应用创新方面皆取得阶段性成果。快速、高效、广普、全覆盖的构建下一代智能移动通信网，成为加速我国信息化建设、网络高速发展、引领社会智能化、赢得国际信息化领先水平的重要基础条件。

1 城区5G基站面临的电源问题

1.1 5G网络的备电要求 龙源期刊网

5G时代的到来更多的会被应用在人脸识别、移动支付、自动驾驶、VR、人工智能、物联网等业务中，让信息改变社会，让“万物互联”成为可能。而相应的对于断网后的影响也成为难以接受的弊端，5G网络的通信保障成为重中之重。因此基站拥有可靠的后备电源成为5G网络基站建设中必不可少的因素。

1.2 城区5G基站建设需求

传统基站采用宏基站搭配室内分布系统解决室内外网络覆盖。而5G时代，需采用高低频搭配与宏基站结合各类小微站，通过高低站密集立体式的网络结构进行覆盖，5G基站的数量会远超4G基站规模。而小微站拥有重量轻，体积小，使用灵活等特点，可与城区的广告牌、路灯、信号灯等相结合。如何解决城区范围内未来大范围新增的5G基站引电及备电问题，成为快速大范围覆盖5G网络的重要课题。

24第 37 卷 数字技术与应用

锂电池 铅酸电池 循环使用寿命 1200～2000次 500～900次 比能量 150Wh/kg 40Wh/kg 充电时间 2～4h 8h以上 充放电电能效率 >97% <80% 体积 体积小 体积大 重量 每100Ah 50kg左右 每100Ah 220kg左右 收稿日期:2019-06-10作者简介:信劲松(1969—),男,河南郑州人,硕士,毕业于华中理工大学,中级工程师,研究方向:LTE、CDMA、GSM和传输、数据通信等 网络规划、优化、建设。0 引言随着移动网络的飞速发展,5G网络已经到来,“人与人、人与物、物与物之间的连接”形成真正的万物互联时代。在全球较早发展5G技术研究的国家中,我国处于领跑地位。在技术研发、网络建设与应用创新方面皆取得阶段性成果。快速、高效、广普、全覆盖的构建下一代智能移动通信网,成为加速我国信息化建设、网络高速发展、引领社会智能化、赢得国际信息化领先水平的重要基础条件。1 城区5G基站面临的电源问题1.1 5G网络的备电要求5G时代的到来更多的会被应用在人脸识别、移动支付、自动驾驶、VR、人工智能、物联网等业务中,让信息改变社会,让“万物互联”成为可能。而相应的对于断网后的影响也成为难以接受的弊端,5G网络的通信保障成为重中之重。因此基站拥有可靠的后备电源成为5G网络基站建设中必不可少的因素。1.2 城区5G基站建设需求传统基站采用宏基站搭配室内分布系统解决室内外网络覆盖。而5G时代,需采用高低频搭配与宏基站结合各类小微站,通过高低站密集立体式的网络结构进行覆盖,5G基站的数量会远超4G基站规模。而小微站拥有重量轻,体积小,使用灵活等特点,可与城区的广告牌、路灯、信号灯等相结合。如何解决城区范围内未来大范围新增的5G基站引电及备电问题,成为快速大范围覆盖5G网络的重要课题。1.3 城区机房现状问题目前城区现有基站多采用机房+天馈的方式覆盖,自从分布式基站(BBU+RRU)设备的出现,将BBU集中放置,采用RRU拉远覆盖的方式更为普遍。5G时代在考虑多家运营商共享机房的情况下,单机房需求放置BBU的数量约为40台以上,备电时间运营商需求普遍在7个小时以上。而目前现有机房普遍在30平方米左右,而且已经放置了运营商大量2G、3G、4G设备,原有机房市电申请的容量也不足以满足5G设备的放置。而对机房的改造和新建,都将有昂贵的成本,随着5G基站大量建设,5G基站的引电及备电问题应运而生。2 地铁民用通信机房解决城区5G基站电源问题2.1 地铁民用通信机房的优势随着城市高速发展,轨道交通成为人们出行首选交通方式,而轨道交通中地铁占比更高,主城区可做到2KM范围内必然有一个地铁站,目前每一个地铁站均会有一个民用通信机房。民用通信机房面积普遍在60-70平方米,比传统的基站机房面积大了一倍;而民用通信机房引入电均是由轨道公司提供的双路60-90kVA的380V一级负荷供电,相比传统基站机房申请的市电供电的安全保障级别更高,可为5G基站提供保障性供电。同时机房内的消防与暖通均有轨道公司提供,相关要求均满足通信机房需求[1]。2.2 锂电池备电的优势随着锂电池发展技术的成熟,锂电池相比较传统的铅酸阀控电池有着循环放电次数多、能量体积高、工作温度范围大、体积小、重量轻等优势,具体对比如表1所示。通过在地铁的民用通信机房采用锂电池,通过利用其体积小、重量轻等特点,不但满足民用通信机房内地铁设备的备电问题,同时通过做储能中心,为地铁站点周边5G基站的备电提供可能。另一方面可搭配新型的开关电源,通过智能监控5G基站的用电峰值,通过设置供电阀值,在峰值时结合市电+锂电池灵活为5G基站供电,在低谷时市电为锂电池充电。削峰填谷,错峰供电,可有效的最大限度降低5G基站引电成本。2.3 直流远程供电系统直流远程供电系统主要由三部分组成,分别为母站局端设备,子站远端设备和传输侧光电复合缆部分。通过将地铁民用通信机房内常规的-48V直流电通过局端设备升压到DC 240V～410V,通过光电复合缆输送到子站的远端设备,通过远端设备的降压,把高压降低为DC—48V、或AC 220V的电压,为远端负载提供有效供电。通过搭配地铁民用通信机房内锂电池,可有效的为地铁站周边2km范围内的5G站点提供24小时备电保护,在特殊情况下免维护的为站地铁民用通信机房解决5G基站电源方案研究信劲松1 霍励2 李云鹏2 李斯博2(1.中国电信集团公司河南省电信分公司,河南郑州 450000;2.广东省电信规划设计院有限公司,广东广州 510630)摘要:我国5G技术目前处于高速发展阶段,如何快速部署5G基站,成为当前面临的挑战。本文通过介绍地铁民用通信机房在5G基站部署上的优势,分析锂电池、直流远供电在5G基站部署上的应用,为推动5G基站快速部署提供参考。关键词:5G基站；地铁；通信机房中图分类号:TN86文献标识码:A文章编号:1007-9416(2019)07-0024-01通信技术DOI:10.19695/12-1369.2019.07.14