通讯基站的备用电源自动投切
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通信基站的备用电源自动投切
随着我国移动通信步入3G时代，移动通信网络进一步飞速发展，移动通信基站的数量近年来随之成倍增涨，无论在其分布的密度还是分布的广度上，较几年前都有了明显的提升。
怎样确保数量庞大的基站正常运行，是摆在各大运营商面前一个课题。
据统计，引起基站故障的各类原因当中，由电源系统直接或间接引起的基站故障数占到了故障总数的六成以上，发电抢险在某些地区几乎成了基站维护的主要工作。
看似简单的发电抢险过程，实则包含了很多亟待解决的问题。
通过电源监控系统，可使运营商对发电抢险过程实现精确管理与全面统计，提高工作效率，减少维护成本支出，降低基站掉站率，全面改善基站电源系统的运行维护质量。
一、基站维护现状
1.1 基站数量多、种类多、分布范围广
据统计，我国各类移动通信基站的数量已超过120万个，其种类大致分为：宏站、一体站、射频拉远站、直放站等。
如此数量庞大且种类各异的基站广泛分布在普通楼宇、大型场馆、铁路、公路、江河沿线、平原、山地、岛屿等各类环境中，使基站设备的维护日趋增大。
1.2 基站环境恶劣、供电复杂、停电频繁
移动通信网络的无缝覆盖是各大运营商追求的目标，随着移动通信市场的竞争延伸到农村，覆盖也从城市延伸到农村甚至到山区，越来越多的基站建在偏远的郊外、公路的两侧、高山的顶上，维护众多的基站使用农电、小水电或是借用矿山的工业用电，经常出现电压异常波动、停电等故障，基站供电环境恶劣，市电可用度极低。
据统计，60%的基站/机房掉站是由市电停电所引起，发电抢险成为基站维护工作的最重要部份。
1.3 环境温度无法检测
由于基站的供电环境不好，在夏季用电高峰时节市电电压不稳定的情况下，容易造成空调无法正常运行，从而使得机房温度偏高，造成基站设备运行不稳定，所以维护人员需要及时掌握基站内环境温度，以避免高温影响设备的正常运行。
1.4 基站发电真实情况无法监控
基站停电后相关维护人员上站发电，不能判断和监控是否真实的发电，如何有效地进行发电分析和费用管理是发电管理系统应着力解决的问题。
1.5 维护人员上站发电，维护时间无法管理和统计
部份基站已有门禁系统，可对维护人员上站进行考勤，部份基站未作门禁系统便无法监控维护人员上站开门时间和离站时间，运营商基站维护外包后情况更为严重。
二、目前采用的监控方式
2.1 动环监控
将机房动力环境信息通过探头采集至动环监控主机，以2M传输方式将告警信息传送到监控中心动环监控平台。
该监控方式的优点是告警准确、采集数据量大、监控内容丰富；缺点是占用2M传输资源、对系统依赖性大、操作维护复杂、投资大，报警信息不能直接通知到现场维护人员和维护管理人员，需由监控中心人工通知。
2.2 干接点监控
通过RS232通用接口将开关电源内部的交流电通断信息（或借助继电器直接将低压交流电的通断信息）传送至基站主设备外部告警接口，监控中心通过移动基站专业网管提取干接点停来电信息。
该监控方式是采用的开关量，在专业网管上只能看到交流电的“通”和“断”。
该方式的优点是投资少、不占用传输资源、传送告警量简单、方便、及时。
缺点是误报警率高、且只能提供简单的停来电信息，无法实时上报开关电源直流欠压、基站蓄电池电压、交流电电压情况等其他重要的电源系统告警信息。
维护人员无法全面了解基站电源系统情况，难以做出准确的故障判断和合理的障碍抢修方案。
2.3 无线传输监控
通过总线系统将机房动力环境信息采集至监控主机，由监控主机内手机模块将报警信息以短信方式直接发送到现场维护人员和维护管理人员手机上，并能以手机上网方式传输到监控中心平台上，该方式的优点是投资少、运行维护成本低、告警信息全面及时、可扩展性强。
误报警率低，便于维护管理和统计分析，缺点是目前无法实现将现场实时录像传输到监控中心。
三、备自投解决方案
采用针对通信基站用电特点而开发的备用电源自动投切装置，能有效解决上述不足。
3.1 适用范围
适用于宏站、一体站、射频拉远站、直放站、市内分布系统信源及干放，也适用于中心局、汇接局、模块局、接入网等综合机房电源及发电的监控。
3.2 解决方案
配置：GP100备用电源自动投入1台，基站总监控系统1套
功能特点：
当基站停电时，GP100备自投将电源自动切换到蓄电池上，同时实时监测电压，通过到基站监控主机。
可根据用户需求，设定蓄电池电压值，GP100备自投将上传到监控主机。
当油机开始供电的时候，GP100备自投装置将电源自动切换到油机供电。
同时记录油机供电时间，将油机供电起始时间上送到监控个主机，如果停电时间过长，油机断电，备自投装置将电源自动切换到电池上供电，同时上传油机供电结束时间。
当市电回复正常的时候，GP100备自投将电源自动切换到市电，同时记录下油机供电截止时间，上传油机供电时间和油机截止时间。
工作过程：
图3-1 基站备自投工作过程
在通信基站的供电过程中，存在如图3-1所示的3种状态，GP100能够自动识别当前供电模式，并切换到合理的接线方式。
各种模式下的供电方式如图3-2 ~图3-4所示：
图3-2 市电供电模式
在市电供电模式下，GP100投入市电供电线路，并接入电池组。
通信电源由市电供电，给基站设备供电并对蓄电池充电。
图3-3 蓄电池供电模式
当市电失电后，GP100切断市电供电回路，保持蓄电池供电回路；基站设备由蓄电池供电。
同时，GP100向控制中心发送失电告警和实时电池电压，以便管理员第一时间掌握失电状态和蓄电池剩余供电时间。
图3-4 发电机供电模式
当应急电源（发电机）到位后，GP100实时检测应争电源的状态：
●应急是源工作稳定后，GP100将应急电源接入供电回路；
●应急电源接入正常后，GP100断开蓄电池回路，避免给蓄电池充电、消耗应急电源供电能力；
●GP100记录应急电源供电时间和功率，并实时上传到监控中心；
●GP100实时监测应急电源的状态，一旦应急电源失效（如：发电机故障、燃料不足等），主动切断应急电源供电回路，同时接通蓄电池回路；供电方式自动切换到图3-3所示的模式。
图3-4 市电恢复后的供电模式
当GP100监测到市电恢复时，投入蓄电池并切断应急电源后，接通市电，将基站供电模式恢复到如图3-2所示的正常市电供。
3.3 监控系统特点
1、投入资金少、运行成本低，不需要占用专门传输通道，充分提高系统资
源利用率，经济合理；
2、告警及时，将站点停、来电情况、蓄电池电压情况、自动切换电源；
3、记录并统计各个故障点时间、应急电源供电时间；为日后给应急供电服
务商结算、蓄电池寿命管理提供可靠数据；
4、组网方式灵活，可组成多个分中心和子系统，以利于维护工作，提高故
障处理的效率。
四、案例分析
**基站**号分机市电停电，现场自动切换到蓄电池供电，后油机供电，由于停电时间较长，油机停止供电，该基站又自动切换到蓄电池供电，同时记录了油机供电时间，坚持到市电恢复，减少了经济损失。
GP100备用电源自动投入(以下简称备自投)装置在四川某市的通信基站应用已有多年 ,它不仅作为花钱少、增加供电可靠性见效快的措施。
据不完全统计 , 2013-2016年该市通信系统基站的GP100备自投装置动作 19次，全部自投成功 ,大大减少停电带来的经济损失。
