通信基站应急供电用高压直流柴油发电机组
- 格式:pdf
- 大小:230.60 KB
- 文档页数:3
2024年移动通信基站电源设备维护要点基站电源系统为移动主体设备及传输设备的配套支撑系统之一,涉及动力机械学、化学、电子、通信与自动控制技术、计算机应用等多种专业学科知识。
其维护工作的目的为保证通信设备获得持续、稳定、可靠的能源,为通信设备提供正常运行的环境,保证系统的安全。
对此,维护人员需要具备一定的专业技能。
电源设备种类较多,受外界因素影响较大,如果维护不得力,设备总体的故障率就会很高,动力环境监控系统失去效用,运行成本开支大,基站不安全因素较大。
为降低运营成本,防止蓄电池组早期报废,现就基站市环境及对电源维护的重点进行分析,并提出解决方案。
一、基站市电环境因素在整个通信行业中,移动通信基站所处的环境较为复杂,市电引入的建设因受基站环境条件限制,建设配置要求有所不同,维护要求有所差异,如许多基站建于高楼或高山上。
客观上讲,基站的市电环境大多没有交换局要求高,但对电池的质量要求较高,这给蓄电池组的配置、维护和管理增加了许多困难,如果维护不当,将会造成电池组的早期失效。
(1)高楼基站此类基站处于城市中,一般情况下供电较为稳定。
影响市电停电时间较长的两大因素为:当城市能源较为紧张时,供电部门对城市压负荷,该问题一般发生在夏季,用户端电话压低,出现市电故障,此类情况多为业主无自备油机发电,故障时间一般不超过24h。
对于此类问题,应采取在动力环境监控系统配合下的限制直流负荷措施,防止蓄电池组过放电,事后加强蓄电池的维护充电。
(2)高山基站指远离城市的乡村山丘基站,此类基站使用农电,对市电建设要求较高。
笔者认为此类基站的建设应根据当地情况及安全条件选用较高的市电引入方式,有条件的最好采用10kV高压市电引入。
在农村电力供应中,高压市电引较为380V市电引入稳定,并且受人为因素的影响小。
如有可能,可配置一台自动发电机组,以实现交流供电自动化。
基站位于农村山丘,由于移动油机不便接入发电,基站配置一台自动发电组,因市电问题而产生过放电的情况,加之动力环境监控系统的配合,系统出现问题也能及时处理。
移动通信基站与高压电力系统的隔距计算摘要:本文分析了高压电力系统对基站可能产生的电磁危害途径,提出了安全限值建议和防护隔距计算方法,给出了在特定参数条件下两者之间的隔距计算结果和可能采取的防护措施。
关键词:高压电力系统、移动通信基站、地电位升、隔距、防护措施1. 概述由于移动通信的迅速发展,移动通信基站数量不断增加,分布范围不断扩大,在一般城市的市区基站站间距已达500~700米左右。
另一方面,经济的发展带动了城市用电量的增大,110kV及以上等级的高压电力线和变电站开始大规模进入市区,移动通信基站不可避免地要与高压电力系统相接近。
由于110kV及以上等级的高压电力系统采用中性点直接接地方式,单相接地故障将产生很大的短路电流,可能会对临近的基站产生磁感应和地电位升等危险影响。
如何在规划的区域内设置基站,与电力系统保持适当的间距,而不影响基站正常运行,不危及基站内各种设备和工作人员的安全,是通信工程和电力工程设计面临的一大课题。
能否套用原邮电部规定的地电位升限值300伏、通信线路磁感应纵电动势430/650伏标准,来规划两者之的间隔距?能否将基站设置在输/变电站内?在郊区和农村,当没有高大建筑物用于安装天线时,能否将基站天线安装在电力线杆塔上,以节省费用呢?本文针对上述问题,从高压电力系统对基站影响的机理出发,分析了可能产生的危害途径,提出了防护隔距计算方法和安全限值取值建议,给出了在特定参数条件下两者之间的隔距要求。
2. 计算需要考虑的问题当高压电力系统与基站临近时,可能会对基站产生两方面影响:干扰影响和危险影响。
干扰影响可能会影响通信设备正常运行,影响人体身心健康,但不会造成通信设备损坏或人员伤亡。
危险影响可能会烧毁通信设备,造成人员伤亡。
对于35kV和10kV电力系统,通常中性点经消弧线圈接地或不作接地处理,在发生单相短路接地故障时,由于短路电流峰值较小,其产生的磁感应和地电位升危险影响较小,本文只考虑110kV及以上等级的高压电力系统(以下简称“高压电力系统”)的危险影响。
通信基站微站电源解决方案及应用汪 磊湖南省康普通信技术有限责任公司引言移动互联网的快速发展和5G时代的到来,带动了移动数据流量爆炸式增长,运营商需要建设大量的基站来应对大流量的数据需求。
在城市地区,由于建筑物的遮挡,单纯依靠宏基站和大天线覆盖,已经不能满足网络信号的覆盖需求。
在热点地区、城市密集区,微基站成为经济、可靠的替代方案。
微基站体积小巧、安装快捷,能够安装在具备供电及光纤连接的任意地点,真正实现了零站址任意部署,分流吸收宏蜂窝下的数据话务,体现出较高的性价比。
通信基站微站电源维护现状目前通信高频开关电源技术已经非常成熟,各主流厂商的设备在功能、技术指标、安全可靠性上取得很大进步,在环境的适应性、扩展性、智能化等方面也有很大进展。
基站使用的组合式开关电源在使用上越来越方便,需要维护和调整的项目越来越少,极大地减轻了维护人员的工作量。
但是基站电源系统的故障发生率并没有因为开关电源技术而得到改善,此外业主用电不规范、停电、雷击等干扰都会导致供电线路出现问题,引起网络中断。
微站电源系统特点随着网络覆盖范围的扩大,基站呈现出数量大、分布范围广的特点,基站环境变得复杂。
越来越多的基站建在偏远地区、高山上,市电可用度低,有些基站使用农电、小水电或借用矿山的工业用电,因此供电系统不够稳定,经常出现电压异常波动、停电等故障,因此基站供电容量和质量不能得到保证,基站维修存在很大困难。
野外基站大量建设,雷击灾害时有发生,由雷电流释放形成的地电位抬高而进行的反击放电是基站设备遭受雷击损坏的主要原因之一。
微站独立电源具有安全可靠、无噪声、无污染、不受地域限制且故障率低的特点。
在建设施工上简便,规模大小可以根据实际情况进行调节,不需要架设输电线路,从能源和环境角度上看,使用微站独立电源,尤其是太阳能发电,是很经济的选择。
微站内的用电设备主要有主体设备、传输设备、电源设备、空调设备、监控设备等。
主体设备每架功率在2.5kW左右;传输设备一般在250W以下;电源设备的组合开关电源一般在50W以下;一般会安装1~2台空调,平均功率为3kW;监控设备用电一般低于10W。
通信信号电源重修知识点汇总1、通信电源系统及交流变配电设备一、判断题(正确打√,错误打×)1.当通信局站的电气设备发生火灾时,如果需要剪断电源线以切断电源时,应先断零线,后断相线。
(×)2.中性线是指通常所说的保护地线。
(×)3.在三相五线制系统中,设备中的零线排必须与设备保护地线排绝缘。
(✓)4.在三相五线制系统中,严禁在公共零线和保护地线中加装开关或熔断器。
(✓)5.移动基站低压交流供电系统采用TN-S系统时,零线N必须重复接地。
(×)6.直流基础电源首选标称值为+24V。
(×)7.停电检修时,应先停低压,后停高压;先断负荷开关,后断隔离开关,送电顺序则相反。
切断电源后,三相线上均应接地线。
(✓)8.核实负荷开关确实断开,设备不带电后,再悬挂“有人工作,切勿合闸”警告牌方可进行维护和检修工作。
警告牌只许原挂牌人或监视人撤去。
(✓)9.高压隔离开关可以带载操作。
()10.空开跳闸时,表示供电线路曾经出现过大电流。
(✓)二、单项选择1.为了保证相序一致,三相电路中以(A)三种颜色来标志ABC三相电源。
A、黄、绿、红B、绿、黄、红C、黄、红、绿2.直流电源标称电压为-48伏,受电端子上电压变动范围为(A )伏。
A、-40~-57 VB、-45.5~-52.5VC、-48~-53.5V3.电流通过心脏、呼吸系统、头部、脊髓、中枢神经系统是最危险的,电流途径与通过心脏电流的百分比最大的是(A )A、左手到双脚B、右手到双脚C、左手到右手D、左脚到右脚4. DC/DC变换器是(A)。
A.直流/直流变换器B.整流器C.逆变器D.变压器5. TN-S供电方式中,下面哪种说法正确?(B )A. 零线排可以与金属机架连接。
B. 零线排必须与金属机架绝缘。
C. 零线排与金属机架绝缘或与金属机架连接都是允许的。
D. 零线排必须与地线排相连6. YD1970.1-2009中规定,-48V电源直流放电回路全程压降不大于3.2V,这是指(B )。
直流远供系统配置及施工规范一.直流远供系统配置1.技术介绍高压直流远供系统一般由局端设备、传输线路、远端设备组成。
通常情况下,48V直流电源系统的供电线路不超过100米,无法提供远距离供电。
直流远供,是在基站(局端)通过远供设备将机房的-48V电压升压为直流280V或者380V,(一般采用直流380V系统,以减少线损,提高传送距离。
)通过复合光缆或专用铝缆把电能输送到远端设备,在设备端通过远供设备降压为-48V设备使用。
图1.1.1-1直流远供系统结构图2.设备功耗新疆联通WCDMA网的基站设备选用两个厂家的设备:阿勒泰、博州、伊犁、塔城、石河子、克拉玛依、奎屯、哈密、吐鲁番为中兴设备,其他地州为华为设备。
根据下表两个厂家RRU设备功耗列表,按3载扇的典型功耗并考虑远期发展,每个RRU设备按照200W计算。
表1.2.1-1两个厂家RRU设备功耗统计表序号配置华为RRU 中兴RRU峰值功率典型功率峰值功率典型功率1 1个载扇100W 70W 140W 105W2 2个载扇180W 120W 205W 140W3 3个载扇250W 170W 265W 175W3.配置原则3.1.远端设备配置原则目前,新疆联通直流远供系统所使用的远端设备一般为500W、600W和800W这三种。
考虑远端设备长期工作的稳定性,S3和S33的站型应选用1台500W或600W远端设备,S333的站型可选用1台800W远端设备或2台500W远端设备或2台600W远端设备。
根据中标厂家设备类型,单台远端设备能够满足站点需求的应作首选,尽量减少远端设备配置数量。
3.2.局端设备配置原则局端设备容量根据接入远端站RRU设备的总功耗+线路损耗(按照远端设备功率的40%计),按照N+1的模块冗余配置。
根据移动基站的组网方式,直流远供系统可采用星型、链型和环形的供电拓展方式,考虑基站供电安全性,建议1个局端站点接入远端基站属最多不超过3个。
通信电源运行维护规程规范篇一:通信电源运行维护规程通信电源设备运行维护规程一、总则通信电源是通信畅通的基础和保障,通信电源应保证对通信设备不间断的质量良好的供电。
通信电源设备应满足通信设备对电源的要求。
1.1 系统概述通信电源放置在网控楼一楼载波机房和电源室(蓄电池组),为光纤通信设备、交换设备、载波设备、GPS同步主时钟、通信终端设备、保护接口装置提供交直流电源,是通信网络正常运行的根本保障。
通信电源包括两台艾默生PS48300/30智能高频开关电源和两组艾默生Telion系列T2V300E/A型号阀控式密封铅酸蓄电池组。
智能高频开关电源由交流分配屏、直流分配屏,整流模块、监控模块组成。
通信电源的维护由通信班负责,维护人员应熟悉所辖通信电源《用户手册》、《技术手册》,看得懂《通信电源开关柜用户配线表》,掌握《基本操作说明书》和测试步骤。
维护职责有:1) 认真执行上级规程和各项规章制度,落实岗位责任制。
2) 切实做好对通信电源设备的维护,组织分析电源设备的运行情况,保证设备完好、系统运行正常。
3) 发生故障时,要迅速采取措施,组织抢修并向上级报告。
4) 提出设备的更新和改造项目,经上级批准后进行实施。
5) 管理电源设备的原始记录和技术档案资料。
6) 加强人员培训,学习业务技术和先进经验,不断提高维护水平。
1.2 检修申请流程1.2.1 接到电气值班人员线路停电和恢复供电通知,维护人员必须在通信电源设备现场,密切监视备用电源和蓄电池的工作状态,发现问题及时处理,并做好记录。
1.2.2 长时间失去交流供电时,仅有蓄电池备用,维护人员应密切监视蓄电池的供电电压。
当蓄电池供电电压降至-46V时,应关闭备用设备电源,尽量减少直流供电负载,并及时与电气值班人员联系。
如同时遇电网事故,通信中断将影响电网事故处理时,以保证主要通信畅通为原则,不考虑蓄电池损坏问题。
2.3通信电源设备检修前,按规定报检修申请,申请批准后,在批复的工作期限内履行工作票手续,完成检修作业。
2016年11月25日第33卷第6期Telecom Power Technology Nov.25,2016,Vol.33 No.6
收稿日期:2016-07-18
作者简介:田智会(1972-
),男,陕西扶风人,控制工程硕士,高
级工程师,主要从事中高端军民用新能源发电和柴油发电机组及其电子电气控制系统的研发改进工作。
文章编号:1009-3664(2016)06-0156-02 中图分类号:TM611.2 文献标识码:A运营探讨通信基站应急供电用高压直流柴油发电机组田智会,庄衍平,许乃强
(上海科泰电源股份有限公司,上海
201712
)
摘要:文章设计了通信基站应急供电用高压直流柴油发电机组,发电机发出690 V以上交流电压,不需经外部AC/DC
或DC
/
DC转换升压,经过机组内部电源转换后,其能够直接输出满足通信基站高压系统需要的高压直流(DC240 V/
336 V)。当交流市电停电时,可由该方案高压直流柴油发电机组向高压直流供电系统提供电力,实现向通信设备供电和
蓄电池充电,具有一体化设计、移动运输方便、接线简单便捷、转换效率高、可靠性高等优点。关键词:通信基站;高压直流;应急供电;柴油发电机组
HVDC Diesel Generator for Emergent Power Supply of Communication Base Station
TIAN Zhi-hui,ZHANG Yan-ping,XU Nai-qian
g
(Shanghai Cooltech Power Co.,Ltd.,Shanghai 201712,China)
Abstract:This paper designs the high voltage DC diesel generator for emergent power supply of communication basestation with AC690V voltage output,which does not need the external AC/DC and DC/DC converter.And it can direct-
ly supply high voltage DC(DC240 V/336 V)power to meet the need of high voltage system of communication base station
after be converted by the inner converter.When the city AC power fails,the high voltage DC diesel generator can supply
power to the HVDC system,which can supplies power for communication equipments and charging
of batteries.Mean-
while,it also has many advantages such as the convenient transportation with integrated design,simple and convenient cir-
cuit connections,high conversion efficiency,high reliability,etc.
Key words:communication base station;HVDC(high voltage DC);emergent power supply;diesel generator
0 引
言
通信电源是通信设备提供直流电能或交流电能的电源装置,是任何通信系统赖以正常运行的重要组成部分.通信质量的高低,不仅取决于通信设备的性能和质量,而且与通信电源系统供电的质量密切相关。通信电源是通信系统的重要基础设施,一旦通信电源系统发生故障而中断,就会使通信中断,甚至使整个通信基站陷于瘫痪,从而造成严重损失,因此通信电源在通信网络中处于极为重要的位置。为保障市电较长时间停电时通信设备能够正常工作,通信基站必须配置油机(汽油机和柴油机)发电机组,因柴油发电机组压缩比大,热效率高、经济性和排放性能都优于汽油发电机组,在通信基站中主要采用柴油发电机组。近年来高压直流(HVDC)供电系统(区别于常规直流-48 V系统)经过实验工程及实验结果已验证了其优越性和发展前景,是未来信息和电信技术设备供电系统的首选方案。由于其众多优点如系统效率高、可靠性高、成本低、维护费用低,该系统目前已在国内外通信基站供电系统中逐步推广应用。高压直流供电系统是由多个并联冗余整流器和蓄电池组成的,正常情况下整流器将市电交流电源转换为240 V、336 V等直流电源,供给电信设备和给蓄电池充电。电信设备所需的其他等级的直流电源,由DC/DC变换器变化而来。当市电交流电源停电时,由蓄电池放电来为电信设备供电;当市电交流电源长期停电时,由备用发电机组来为电信设备供电和给蓄电池充电。现有技术中作为高压直流供电系统用柴油发电机组,常采用输出电压为单相220 V/50 Hz或三相400 V/50 Hz交流发电机组,其输出需要外加AC/DC电源转换器才能变为高压直流供电系统所需的DC
240 V、DC336 V等直流电源,接线复杂,无法一体化,且因交流电压相电压为AC220 V
,因电压低存在转换
效率低的缺点。
1
高压直流柴油发电机组设计方案简介
1.1
结构布局
本高压直流柴油发电机组箱体中分为三大部分,即控制系统安装位置、机组安装位置和消音器间,如图1。柴油发电机组位于机组间中部,控制系统安装位
置和消音器间分置其两端。箱体底部设置有底座油箱,油箱容量可满足20 h以上发电所需柴油量。消音器间分隔墙上开有与发电机组散热器尺寸相配合的窗口,散热器紧贴于分隔墙面上,机组工作时其热风由窗口进入消音器间后由顶部排气格栅处散逸。消音器间留有排水开口,雨水从顶部排气格栅进入后可排掉,不会进入机组间。在机箱端面设置有控制系统箱,其上部为柴油发电机组控制系统,下部安装有整流器监控器及整流器。箱体外部安装有急停开关,用于出现紧急情况时由箱体即可实现停机。因整流器中主要发热元件有大功率半导体及其散热器,功率变换变压器,大功率电阻,发热元件的布局是按发热程度的大小,由小到大排列,整流器采用强制风冷,即利用风扇强制空气对流,在风道的设计上使散
·651·
2016年11月25日第33卷第6期田智会,等: 通信基站应急供电
用高压直流柴油发电机组Telecom Power Technology
Nov.25,2016,Vol.33 No.6
热片的叶片轴向与风扇的抽气方向一致,发热量越小的器件越要排在整流器风道风向的上风处,发热量越大的器件越靠近排气风扇。图1 高压直流柴油发电机组结构示意图注:1.进油口;2.油位计;3.加油口;4.底座油箱;5.消音器;6.排烟管1;7.发电机组散热器;8.排烟管2;9.发电机组;10.波纹管;11.控制系统及电源转换箱体;12.发电机控制系统;13.整流器及监控器;14.急停开关;15.侧面进风格栅;16.检修门;17.排气格栅;18.箱体;19.端面进风格栅及空气过滤网 冷却气流经箱体端面进风格栅及空气过滤网进入箱体内整流器安装部位后,经整流器自带风扇驱动进入发电机组安装位置,由风力强劲的发电机组散热器风扇驱动排出箱体外,因端面进风格栅主要为冷却整流器引进新风,发电机组冷却空气主要由箱体两侧进风格栅处进风。该空气流动通道使进风量充足,空气流动途径充分通过各散热面,冷却效果满足整个系统的散热要求,同时风力强劲的发电机组散热器风扇可作为相对较弱的整流器冷却风扇的冗余,可保障仅用整流器冷却风扇也可实现对整流器冷却。1.2 电子电气系统柴油发电机组控制系统可实现对柴油发电机组控制以及与整流器监控器通讯,其通过RS485接口可实现与有人监控中心的远程控制,既可实现系统的自动测试、自动诊断、自动控制,又可实现电源系统的遥信、遥测和遥控。柴油发电机组控制系统具有自动、手动、实验三种运行模式。可以对发电机相(线)电压、电流、频率、转速、功率、温度、压力等情况进行实时监控。对过速、油压低、水温高、过压、欠压、过频、欠频、过流、短路、启动等故障能实时报警。可通过对机组输出电压及频率与设定值的比较进行自动调节,能自动维持机组的准启动状态,能实现机组的急启、自启,能实现柴油发电机组与市电的自动切换。整流器采用最新的高频开关整流技术,数字化双DSP控制,以及有源PFC、软开关技术,分立式柜体设计,系统具有高可靠性、维护便利、休眠节能等优点,全面满足中、小通信基站、无人值守站的供电需求,为通信机房设备提供智能、绿色、环保、安全、高效的高压直流电源。整流器采用了良好的热设计、EMC设计和可靠性设计,使交流输入电压适应范围、功率因数、功率密度、电磁兼容性、可靠性、转换效率等主要技术指标均非常良好。整流器采用了热插拔技术,可以在线安装或更换整流模块。整流器具有交流输入过压、交流输入欠压
、
直流输出过压、直流输出限流与短路保护和散热器过温保护等保护功能。
发电机组发出的三相690 V交流电,由整流器交流输入断路器控制为系统内整流器供电。整流器把交流电整流稳压为稳定的高压直流电(240 V/336 V),
所有整流器并联输出,整流器数量配置应考虑三相负载平衡要求,如图2
。
图2 高压直流柴油发电机组电气原理图
机组对外输出时,交流配电状态、整流器状态、直流分路状态都由控制器检测或控制。控制器具有8组干节点告警输出接口,可以组合输出15种不同的系统
故障告警。1.3
固定转速和变速(习惯称为变频)柴油发电机组
选择
该高压直流柴油发电机组在发电机的选择上可采用固定转速和变速(习惯称为变频)两种选择,其中变频柴油发电机组在小功率段具有非常明显的优势。变频柴油发电机组包括变速发动机、永磁同步电机和控制模块,其能根据负载功率的变化自动调整发动机的转速,从而改变发电机的输出频率和功率,使发电机组始终工作在最节能的状态;变速发动机的机械动力转换为可变频率和可变电压的电源,经过开关电源整流环节输出稳定的恒压直流电,即使在非线性负载和不平衡负载的情况下,也能输出持续、稳定、不间断的电源。稀土永磁中频发电机有很多优势,采用无轴承外转子结构,简单的机械结构使电机具有长寿命,高效率和高可靠性,因无摩擦功率损失,综合效率可达96%
以上,远高于小功率传统定速发电机。配用转速可调发动机后输出功率可调,工作转速范围常处于1 200-
3 000 r/min,与负载可实现最佳匹配,功率输出与转