移动通信基站电源基础20181220
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基站配套电源详解1 基站电源组成2 市电3 交流配电箱4 开关电源5 蓄电池6 基站电源接地系统7 基站电源防雷保护8 电源线计算和选择1 基站电源组成1.1基站系统结构图通信电源组成2 市电市电分类根据通信局(站)所在地区的供电条件、线路引入方式方式及运行状态,将市电分为四类,其划分条件应符合下列要求:1、一类市电供电为从两个稳定可靠的独立电源各自引入一路供电。
该两路电源不应同时出现检修停电,平均每月停电次数应不大于1次,平均每次故障时间不应大于 h。
两路供电线宜配置备用市电电源自动投入装置。
2、二类市电供电线路允许有计划检修停电,平均每月停电次数应不大于次,平均每次故障时间不应大于6 h。
3、三类市电供电为从一个电源引入一路供电线,供电线路长、用户多、平均每月停电次数应不大于次,平均每次故障时间不应大于8 h。
4、四类市电供电应符合下列条件之一的要求:1)由一个电源引入一路供电线,经常昼夜停电,供电无保证,达不到三类供电要求。
2)有季节性常时间停电或无市电可用。
市电引入外市电引入方式有如下四种:1) 新建机房设有专用变压器,通过1 路10KV 高压引至基站专用变压器,通过变压器降压后负责基站设备供电。
2) 新建机房无专用变压器,从远端的公用变压器引 1 路380V(或220V)至基站,负责基站设备的供电。
3) 租用民房设有专用变压器的基站,从租用民房的低压配电系统的输出分路引至基站。
4) 租用民房无专用变压器的基站,从租用民房的总交流配电箱处引至基站。
●基站新建引入外市电的电压等级可根据当地供电条件、用电容量、供电部门要求综合确定。
●基站新建宜引入一路优于三类或三类(平均月市电故障≤次,平均每次故障持续时间≤8h)的市电作为主用交流电源。
外市电引入容量应按远期负荷考虑3 交流配电箱作用:基站引电的入口,为整个基站提供电源。
输出:整个机房的交流设备供电和开关电源的直流输入交流配电箱技术要求1. 基站应配置市电/油机切换开关、移动油机应急接口。
基站电源系统详一基站供电系统结构基站供电系统主要由交流供电系统和直流供电系统组成;交流供电系统:由一路市电电源、一路移动油机电源、浪涌保护器、交流配电箱具备市电油机转换功能组成;直流供电系统:由高频开关组合电源含交流配电单元、监控模块、整流模块、直流配电单元、两组或一组蓄电池组组成;交流供电系统运行方式:1市电正常时,由市电供电;2市电停电后,移动油机未到站时,站内通信设备由蓄电池放电供电;3移动油机到站,待油机启动后,由油机供电;4市电恢复后,由市电供电;直流供电系统的运行方式:在线恒压充电的全浮充供电方式;1当交流电源正常时,由整流器和蓄电池并联浮充供电整流器一方面给通信设备,一方面又给蓄电池充电,以补充蓄电池因自放电而失去的电量;2当交流电源中断后,由蓄电池单独向通信设备供电;3当交流电源恢复供电时,开关电源的监控模块自动启动整流器向通信负荷供电,并对蓄电池进行充电;蓄电池组既为备用电源,又可以吸收高频纹波电流;二基站电源系统实物布局基站内电源相关设备主要有:交流配电箱、浪涌保护器、室内地线排、高频开关组合电源、蓄电池组;三交流供电部分交流供电系统分为两种型式1. TN型:系统中,电源端有一点与地直接连接,电气装置的外露可导电部分与电源端接地点用保护线直接连接;又可分为:TN-C、TN-S、TN-C-S三种;型:在此系统中,电源端有一点与地直接连接,负荷侧电气装置外露可导电部分直接接地,此接地点在电气上独立于电源端的接地点;移动基站中常用TT型式供电对市电的要求新建基站要求引入一路三类以上年停电次数≤54,每次停电时长≤8小时的市电电源;乡镇及农村基站交流电源引入容量建议为15kW自建变压器的基站,变压器容量建议按照20KVA选定;一般市区、城郊及县城基站交流市电引入容量建议为20kW;特大城市密集市区基站,交流市电引入容量建议为25 kW~30kW;基站内电源电缆应采用铜芯非延燃聚氯乙稀绝缘及护套软电缆;浪涌保护器1功能浪涌保护器Surge Protective Devices, SPD:通过抑制瞬态过电压及旁路浪涌电流来保护设备的装置;最大通流容量Imax :SPD不发生实质性破坏,每线或单模块能通过规定次数、规定波形模拟雷电流的最大电流峰值;2配置原则1通信基站的交流电源系统的雷电过电压保护应使用分级保护;2交流电源第一级SPD的最大通流容量,应根据局站性质、地理环境和当地雷暴日大小来确定;当存在以下不利因素时,应提高交流电源第一级SPD的最大通流容量:●局站设在高层建筑、山顶、水边、矿区和空旷高地;●局站设有铁塔或塔楼;●无专用变压器;●地处少雷区或者中雷区,根据历年统计,时有雷击发生;●交流供电线路无法按要求埋地引入;●大地电阻率较高致使站内接地电阻偏大;说明:1、城市指市区一般公共建筑物、专用机房;2、郊区指包括城市中高层孤立建筑物的楼顶机房、城郊、居民房、水塘旁以及无专用配电变压器供电的基站;3、山区指包括丘陵、公路旁、农民房、水田旁的易遭受雷击的机房;3在使用分级保护时,各级浪涌保护器之间应保持必要的退耦距离或增设退耦器件,以确保各级浪涌保护器协调工作;氧化锌SPD与氧化锌SPD之间退耦距离电缆长度应不小于5m;4在SPD的引接线上,应串接保护空开,防止SPD故障时引起系统供电中断;保护空开的标称电流不应大于前级供电线路空开的1/倍;3接线方式4导线选择说明:1使用模块式SPD时,引接线长度应小于1m,SPD 接地线的长度应小于;2使用箱式SPD时,引接线和接地线长度均应小于 ;交流配电箱具备两路电源转换一路市电、一路移动油机,并为开关电源、空调、照明等交流用电设备提供交流供电回路的功能;一般为380V/100A 63A交流电源总输入;当所需市电引入容量小于5KVA时,可以引入单相220V交流电源;设备容量、功率、电压、电流之间的关系:三相系统:S = U×IP = U×I×Cosφ其中:U=380V单相系统:S = U×I ;P = U×I×Cosφ其中:U=220VS:容量kVAU:电压VCosφ:功率因数,取开关电源取,空调设备取P:功率kWI:电流A断路器容量=计算电流×可靠系数取 ~四高频开关组合电源高频开关组合电源由交流配电单元、直流配电单元、整流模块、监控模块组成;交流配电单元:输入市电或油机电源,将交流电能分配给开关电源整流模块使用;含有浪涌保护器,作为基站电源系统的第二级防雷保护;直流配电单元:通过直流汇流母排,将开关电源整流模块输出的直流电能提供给通信设备用电,并对电池进行充电;整流模块:从交流配电取得交流电能,将交流电整流成直流电,输出到直流母排;监控模块:实时监测和控制电源系统各部分工作,对电池进行自动管理,具有标准的RS232或 RS485通信口,作为后台监控的接口;交流配电单元交流配电介绍整流模块整流模块电路基本结构高频开关整流模块的电路技术发展至今,基本形成如下图所示的电路结构面板读数直流配电单元直流配电回路需有一次下电、二次下电之分,基站设备接在一次下电回路,传输设备、监控设备接在二次下电回路.电压继电器在板背面,已经标识出负载分路特性断路器容量=计算电流×可靠系数取 ~熔断器容量=计算电流×可靠系数取 ~ 2内部直流铜排整流模块输出监控模块监控单元电路原理架内信号线连接监控模块介绍蓄电池管理浮充、均充●浮充充电应解决的两个问题:1. 补偿电池因自放电而产生的容量损失2. 避免过充造成电池寿命的缩短●浮充电压一般在~只范围内选定温度为25℃时●均衡充电电压~只●整流设备应能浮充/均充方式的自动转换;蓄电池放电后,整流设备自动向蓄电池进行均充电,当充电电流小于每安时50mA或充入电量是放出电量的倍时,均充自动转为浮充;五蓄电池组蓄电池是储存电能的一种设备;它能将充电时得到的电能转变为化学能保存起来,需要电能时又能及时将化学能变为电能释放出来,供用电设备使用;这种转换可以反复循环多次;1电池槽、盖:超强阻燃塑料;2提手:便于搬运;3正负极群:板栅采用铅钙合金;4微细玻璃纤维隔板;5汇流排:耐大电流冲击;6端子:内嵌铜芯,电阻最小化,极柱密封技术;7安全阀:进口阀帽,具有耐酸和良好的弹性恢复能力;内含电解液影响寿命的因素密封阀控铅酸蓄电池的浮充寿命为10年左右,充放电次数为1000—1200次;除了电池本身的设计、工艺水平和充放电循环周期以外,影响蓄电池使用寿命的因素还包括:1放电深度:电池的过放电会严重的缩短电池的使用寿命,因此要严禁电池的过放电;2充电电流:充电电流过大会使电池内盈余气体增多,升高电池内压,而且滞留在正极周围的氧会窜入 PbO2内层,引起极板氧化腐蚀;3环境温度:环境温度越高,电池的寿命越短;4电池的不均衡性:多节串联的电池在运行过程中有时会发生容量、端压不一致的情况,通常采用均充的方法来解决;电池单体间连接安装方式1单层立放2双层立放多层安装时需要注意机房地面承重能力3双层卧放多层安装时需要注意机房地面承重能力;4四层卧放多层安装时需要注意机房地面承重能力;六室内地线排七移动油机用快速插头八日常维护1运行状态2交流配电维护交流缺相整流模块内部DSP芯片由交/直流两端供电,因此关闭整流模块的输入空开,此时模块内部DSP芯片仍由直流母牌供电,该整流模块测量其输入市电为0,则上报监控单元M500F,系统可能出现“市电缺相”或者“整流模块市电故障”系统输出总电流减少整流模块在市电85V~170V是输入功率是线性增长,因此在市电输入小于170V的情况下,系统的总输出电流/输出功率是随着市电而变化的交流接触器不吸合1交流接触器控制板件故障交流采样板故障:A14C3S1,输入两路市电、输出一路,一路;逻辑控制板:A14C3C2,两路市电采样输入,逻辑比较后将选择信号送到A14C3C1板;逻辑驱动板:A14C3C1,两路市电A相输入,辅助电源,交流接触器的工作电源220VDC,9VDC,A14C3C2板选择信号输入,放大后驱动交流接触器工作;测量各板件的输入输出接口,定位故障板件,更换;2接触器本身故障:断开市电,接触器的驱动线圈电阻阻值为120~130欧姆;若为0,则已经短路烧坏;若原大于120欧姆,则已经烧坏开路;3整流模块维护模块故障直接用新模块更换即可;无需设置任何参数;如果暂时拔出故障模块,需要清除当前“模块通信中断”则需同时按”ESC”与“ENT”键复位监控模块;若需清除“模块丢失”告警,则需按“”键并按”ENT” 键确认清除;风扇故障风扇根据环境温度运行27~40摄氏度;现场可更换,需将模块拔出后,用起子拆卸盖板;风扇故障时,模块红指示灯闪烁,并将信息送到监控;4直流配电维护1直流配电日常维护要求负载重要性区分负载供电与电池保护优先性注意温升注意电池维护2常见故障处理电池支路断:电池支路检测是通过压差来判断的;当压差超过400mV时,就会触发电池支路断告警;负载支路断负载支路断告警只有在负载支路端接有负载的情况下断开熔断器或开关才会触发告警;电池测试3整流模块维护●整流模块是具备全套告警保护功能和有源均流整合功能,故不需要按时检查或调整参数;其完善的自检功能能够及时发现早期产生的问题;●均流反映整流模块运行品质的参数●在常规条件下,每个整流模块输出电流变动在平均电流值的±2A或±3%之内;这是内部环路电路参数来调整每个单元所占之份额;一般而言,如有1~2个整流模块漂移,均流参数超出指标, 多半可认为漂移的整流模块内电路上存在漂移组件;这也就是模块出现故障的前兆. 必须加以特别的关注.●多个整流模块均流都未达要求,则很可能问题出在监控模块上;●风冷型整流模块因环境空气不断吹入模块中, 对一般室内环境而言, 整流模块就是长时间运行, 所吹入的尘埃是不会影响模块运行的.●但如处在尘埃特大的环境中如基建环境, 整流模块被吹入过量的尘埃, 这会影响整流模块运行. 需要加以除尘. 请通知本公司, 由本公司技服人员来现场除尘. 请勿擅自打开模块外壳除尘以免损坏模块.4蓄电池维护蓄电池的保养维护重点1保证蓄电池及时充足电量. 经常处在充电不足的蓄电池是严重影响使用寿命的.措施:利用三段式充电, 提高充电效果, 尽量在较短的时间内完成充电.2 保证蓄电池处于活泼状态, 长时期蓄电池不通过大容量的充放电,蓄电池会活性降低. 导致容量下降.措施:定期做蓄电池的放电测试.3注意是蓄电池的环境温度。
基站电源维护知识移动通信近十多年来在我国的发展可以用超高速来描述也一点不为过,而作为通信的“心脏”电源的维护至关重要。
本文主要是探讨一下基站用直流供电系统的供电保证和维护问题。
一、移动通信基站用直流供电系统移动通信基站设备采用直流供电系统提供能源。
目前均采用组合式机架电源系统,配带在线浮充供电制的铅酸蓄电池组组成的直流不间断供电系统。
其供电电压为-48 V。
其整流器的输出电流容量则视主机需求、电池组充电需求、不间断供电裕度需求等考虑而定。
目前的组合式机架电源系统随着应用的极其广泛,各制造厂特别是知名品牌的专业厂,在其功能、性能和技术指标上都己取得了大量的进步,其主要特点为:(1)充分考虑了体积小、重量轻、方便安装与维护的需求;(2)标准化、模块化、整流模块可以热插拔;(3)适应电压范围宽;(4)充分考虑了防雷抗涌等需求;(5)都支持对电源系统进行后台管理的无人值守功能需求;(6)尽技术可能考虑了对蓄电池组的管理功能;(7)充分考虑了特殊情况下的一次及二次下电需求;(8)其它安全及可靠性设计如抗地震能力等。
当然也不可否认,不同制造厂在器件选用及制造工艺水平上,还确实存在一定差异,导致设备运行的稳定性和可靠性存在一定差异,甚至可以说良莠不齐。
正因为如此,电源的维护工作的重要性就很显然。
二、移动基站的一般特点(1)交流供电复杂。
有的为三相供电,有的为单相供电,有的是南电专线送达,但同样存在如高压送达至专用变压器,变压器的容量大小及低压侧的线路距离问题;有的则可能直接并接在农网、居民生活用电线路或厂矿企业的生产用电线路上;从而可能导致供电质量差,如电压波动范围很宽,电压突变情况经常发生,经常频繁停电等。
(2)基站数量多、分布广、站点环境差异大。
为了网络覆盖而不得不将大量基站建在野外高山上、民房制高点、高温高湿区等,从而不仅导致交流供电难度大,还导致雷击的机率升高、高温高湿致使设备运行稳定性及寿命降低、故障率升高等。