電源系統(tǒng)故障造成基站斷站問(wèn)題的分析與處理

楊太星，曹偉事，符開(kāi)宇

（中國(guó)電信集團(tuán)公司內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市電信分公司，內(nèi)蒙古自治區(qū) 包頭014020）

通信電源系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，是保證通信暢通的基礎(chǔ)，是通信系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的基本保證。本文對(duì)電源系統(tǒng)故障影響基站斷站的問(wèn)題進(jìn)行了分析，并著重介紹了電源系統(tǒng)維護(hù)存在的問(wèn)題及應(yīng)該采取的有效措施。

1 基站斷站問(wèn)題

1．1 基站斷站原因分析

引起基站斷站故障的原因主要有電源系統(tǒng)故障、傳輸系統(tǒng)故障、其他原因等。以某市無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為例，對(duì)基站運(yùn)行一年期間的斷站故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。如圖1所示，發(fā)生基站斷站故障的主要原因是電源系統(tǒng)故障，占比高達(dá)53．82%，其次是傳輸系統(tǒng)故障，占比為26．75%，還有其他原因占比為19．43%。

通過(guò)基站故障時(shí)長(zhǎng)渲染效果圖，可以直觀地發(fā)現(xiàn)故障較高基站主要分布在近郊和城鄉(xiāng)結(jié)合處，如圖2所示。城市近郊和城鄉(xiāng)結(jié)合處的市電系統(tǒng)主要是農(nóng)電系統(tǒng)，晝夜負(fù)荷差別很大，電壓不穩(wěn)定，經(jīng)常發(fā)生停電等問(wèn)題。

圖1 斷站原因分析

圖2 基站故障時(shí)長(zhǎng)渲染效果圖

1．2 電源系統(tǒng)的故障分析

如圖1所示，電源系統(tǒng)故障是導(dǎo)致基站斷站的最主要原因。進(jìn)一步對(duì)電源系統(tǒng)故障進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，電源系統(tǒng)故障主要有交流電停電（含閥控式密封鉛酸蓄電池性能差）、高頻開(kāi)關(guān)電源故障、環(huán)境溫度過(guò)高、人為破壞（主要是偷盜）、其它原因等。各原因占比如圖3所示，其中，電源系統(tǒng)故障主要是交流電停電（含閥控式密封鉛酸蓄電池性能差）和高頻開(kāi)關(guān)電源故障問(wèn)題，占比高達(dá)到80．85%。

圖3 電源系統(tǒng)故障分析

2 基站斷站對(duì)效益影響的分析

2．1 基站斷站率指標(biāo)定義

月基站斷站率指標(biāo)定義如式（1）所示，年基站斷站率指標(biāo)定義如式（2）所示，

式中，N為日基站退服累計(jì)次數(shù)；X為日基站總數(shù)量；T為一個(gè)月的自然月天數(shù)；

即，基站斷站率計(jì)算公式是：基站斷站率＝Σ月每日基站斷站率／月天數(shù)；每日基站斷站率＝日基站退服累計(jì)次數(shù)／日基站總數(shù)量＊100%。

2．2 電源系統(tǒng)對(duì)效益影響的估算

以某市無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為例，在網(wǎng)運(yùn)行基站有700個(gè)，全年斷站率1．32%，估算全年斷站次數(shù)約3200次，平均斷站時(shí)長(zhǎng)約為1小時(shí)。假設(shè)每個(gè)基站每小時(shí)收入約為100元人民幣，那么全年影響收入約32萬(wàn)元。發(fā)電產(chǎn)生的費(fèi)用，按平均每小時(shí)成本200元計(jì)算，總發(fā)電費(fèi)用約為64萬(wàn)元。合計(jì)產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)損失約96萬(wàn)元，對(duì)運(yùn)營(yíng)商品牌的間接影響就更加巨大。

網(wǎng)絡(luò)中使用的閥控式密封鉛酸蓄電池總值約2000萬(wàn)元，按使用壽命8年計(jì)算，蓄電池每年合計(jì)成本250萬(wàn)元。網(wǎng)絡(luò)中使用的高頻開(kāi)關(guān)電源總值約960萬(wàn)元，按使用壽命15年計(jì)算，開(kāi)關(guān)電源每年合計(jì)成本64萬(wàn)元。我們可以得出，閥控式密封鉛酸蓄電池和高頻開(kāi)關(guān)電源每年成本合計(jì)約314萬(wàn)元，若因維護(hù)不到位等原因，導(dǎo)致電源系統(tǒng)設(shè)備不能達(dá)到使用壽命，則會(huì)增加投資成本。

3 電源系統(tǒng)維護(hù)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

3．1 現(xiàn)行維護(hù)模式

隨著技術(shù)發(fā)展，對(duì)電源維護(hù)工程師數(shù)量的要求大大縮減?，F(xiàn)在運(yùn)營(yíng)商電源維護(hù)工作一般都是省公司和地市分公司運(yùn)維部各設(shè)主管一人，負(fù)責(zé)制定省公司和地市分公司電源維護(hù)計(jì)劃、過(guò)程檢查與考核。電源維護(hù)的具體工作則由第三方代維單位負(fù)責(zé)實(shí)施。電源維護(hù)工程師的人員管理、考核及培訓(xùn)均由第三方代維單位負(fù)責(zé)。

代維單位維護(hù)工程師每月按計(jì)劃開(kāi)展電源維護(hù)工作，主要是定期對(duì)電源系統(tǒng)工作參數(shù)進(jìn)行測(cè)試與故障處理，并對(duì)機(jī)房及設(shè)備進(jìn)行衛(wèi)生清潔。測(cè)試的內(nèi)容主要包括市電電壓、開(kāi)關(guān)電源的輸入和輸出電壓、單只蓄電池端電壓、機(jī)房環(huán)境溫濕度等。故障處理主要是對(duì)工作不正?；驌p壞的模塊、蓄電池進(jìn)行更換。電源維護(hù)日常使用的儀表工具主要有數(shù)字萬(wàn)用表、紅外測(cè)溫計(jì)等。

3．2 維護(hù)工作存在的問(wèn)題

在現(xiàn)在的維護(hù)工作中，閥控式密封鉛酸蓄電池和高頻開(kāi)關(guān)電源的關(guān)鍵參數(shù)均沒(méi)有進(jìn)行測(cè)試或調(diào)整。如蓄電池的電導(dǎo)值沒(méi)有進(jìn)行測(cè)試；蓄電池的浮充電壓和均充電壓的溫度修正值沒(méi)有進(jìn)行調(diào)整；開(kāi)關(guān)電源的直流回路壓降沒(méi)有進(jìn)行測(cè)試；整流模塊負(fù)載均流沒(méi)有調(diào)整；整流模塊輸出電壓值沒(méi)有校準(zhǔn)；開(kāi)關(guān)電源的浮充電壓和均充電壓沒(méi)有根據(jù)蓄電池生產(chǎn)廠家相關(guān)參數(shù)要求進(jìn)行設(shè)置。

由于各種原因，基站環(huán)境溫度很難控制在恒溫條件下，但環(huán)境溫度對(duì)蓄電池的使用壽命影響也很大，蓄電池在25℃的環(huán)境下可獲得較長(zhǎng)的壽命，若長(zhǎng)期運(yùn)行溫度升高10℃，使用壽命約降低一半。

浮充電壓對(duì)蓄電池的使用壽命影響也很大，一般應(yīng)設(shè)置在2．235～2．24V間（不同生產(chǎn)廠家參數(shù)設(shè)置點(diǎn)不同）。浮充電壓過(guò)高會(huì)產(chǎn)生過(guò)度充電，長(zhǎng)期過(guò)充電會(huì)使電解液被過(guò)度電解氣化，電池內(nèi)部酸度增加、電解液減少，加速電池極板的腐蝕，降低電池容量，影響電池壽命；浮充電壓過(guò)低會(huì)產(chǎn)生閥控式鉛酸蓄電池充電不足，長(zhǎng)期處于虧電狀態(tài)，會(huì)使電池極板硫化，產(chǎn)生不可逆還原現(xiàn)象，蓄電池的充、放電性能變差，蓄電池的使用壽命變短。

還有因?yàn)閭淦穫浼蛔愕仍?，致使開(kāi)關(guān)電源整流模塊輸出電流與負(fù)荷配置不合理，不能滿(mǎn)足設(shè)備和蓄電池均充電流的需求，使蓄電池常年處于虧電狀態(tài)下運(yùn)行，影響蓄電池的使用壽命。

開(kāi)關(guān)電源各整流模塊沒(méi)有按要求進(jìn)行均流調(diào)整，個(gè)別整流模塊長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行造成故障。

4 采取的措施

4．1 正確設(shè)置設(shè)備參數(shù)

高頻開(kāi)關(guān)電源的工作參數(shù)設(shè)定，就是利用控制模塊控制整流模塊的輸出，用來(lái)實(shí)現(xiàn)蓄電池充放電的不同功能，使其在最優(yōu)工作狀態(tài)下穩(wěn)定可靠工作，壽命最大化。開(kāi)關(guān)電源可提供蓄電池均充和浮充兩種充電方式，要根據(jù)不同型號(hào)的蓄電池及環(huán)境溫度對(duì)均充和浮充的電壓、電流值和轉(zhuǎn)換條件按要求進(jìn)行設(shè)置。與此同時(shí)，要用精度較高的電壓表校準(zhǔn)監(jiān)控系統(tǒng)及高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)所顯示的浮充、均充電壓值與蓄電池組端電壓值是否一致，這樣才能保證蓄電池組的浮充、均充電壓的真實(shí)性。在此基礎(chǔ)上，一定要啟用隨著蓄電池周?chē)h(huán)境溫度的變化及時(shí)調(diào)整蓄電池浮充電壓的溫度補(bǔ)償功能，溫度補(bǔ)償系數(shù)也要結(jié)合本地的實(shí)際情況，綜合考慮蓄電池種類(lèi)、溫度變化范圍等來(lái)確定。在環(huán)境溫度超過(guò)25℃時(shí)，每升高1℃，單格電池的浮充電壓應(yīng)下調(diào)0．03 V。

要定期檢查各輸出熔斷器、空氣開(kāi)關(guān)及輸出電流是否與額定值匹配，接線端子是否牢固、溫度是否正常。要定期調(diào)整各整流模塊均流參數(shù)，使各個(gè)整流模塊均勻工作，防止個(gè)別整流模塊長(zhǎng)期過(guò)載工作造成故障。圖4為通信電源系統(tǒng)圖，開(kāi)關(guān)電源直流配電屏是安裝在開(kāi)關(guān)電源設(shè)備內(nèi)部的。

圖4 通信電源系統(tǒng)示意圖

4．2 培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)維護(hù)團(tuán)隊(duì)

雖然電源系統(tǒng)技術(shù)向高智能、高自動(dòng)化發(fā)展，但嚴(yán)格、認(rèn)真、精細(xì)的維護(hù)在任何時(shí)候都是電源系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保障。再好的系統(tǒng)也需要正確地使用和維護(hù)，只有嚴(yán)格、認(rèn)真、精細(xì)的維護(hù)才能最大程度發(fā)揮設(shè)備效能。應(yīng)該建立一支專(zhuān)業(yè)的維護(hù)隊(duì)伍，培養(yǎng)一批技術(shù)專(zhuān)家，由技術(shù)專(zhuān)家掌握核心技術(shù)，制定設(shè)備維護(hù)檢修計(jì)劃等，并對(duì)日常維護(hù)時(shí)測(cè)試所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)處理。電源系統(tǒng)的日常維護(hù)工作由代維單位的電源維護(hù)工程師實(shí)施。技術(shù)專(zhuān)家要定期對(duì)代維設(shè)備進(jìn)行抽檢，對(duì)代維單位的電源維護(hù)工程師進(jìn)行業(yè)務(wù)培訓(xùn)。

4．3 儀器儀表配置管理

電源系統(tǒng)維護(hù)需要配置相關(guān)的儀器儀表工具，并保證能夠正常使用。貴重的儀器儀表要建立使用檔案，存放在省公司，由省公司的技術(shù)專(zhuān)家管理，如蓄電池放電容量測(cè)試儀、蓄電池電導(dǎo)測(cè)試儀、數(shù)字式示波器（三相電能質(zhì)量分析儀）、雜音測(cè)試儀、防雷器測(cè)試儀、紅外熱像儀等。根據(jù)日常維護(hù)需求配置常用的儀器儀表，存放在地市分公司，由地市分公司技術(shù)專(zhuān)家保管，如高精度數(shù)字萬(wàn)用表、非接觸式測(cè)溫儀、鉗形電流表、接地電阻測(cè)試儀等。

4．4 建立設(shè)備運(yùn)行檔案

電源系統(tǒng)設(shè)備入網(wǎng)后要建立運(yùn)行檔案，詳細(xì)記錄設(shè)備型號(hào)、運(yùn)行參數(shù)、維護(hù)歷史、重大故障、性能下降預(yù)警等。根據(jù)設(shè)備運(yùn)行檔案可以制定設(shè)備維護(hù)計(jì)劃，例如新設(shè)備入網(wǎng)間段或接近設(shè)備壽命間段的設(shè)備，維護(hù)周期應(yīng)縮短；而在設(shè)備進(jìn)入運(yùn)行穩(wěn)定間段，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)維護(hù)周期。應(yīng)通過(guò)設(shè)備運(yùn)行檔案掌握每個(gè)基站每組蓄電池的性能，在市電停電后根據(jù)蓄電池放電時(shí)間統(tǒng)籌安排發(fā)電。在確保供電安全的前提下，合理利用負(fù)載放電做好核對(duì)性放電試驗(yàn)記錄。

4．5 備品備件管理

加強(qiáng)備品備件管理，如做好定置管理等。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障，需要更換備件時(shí)，能夠迅速準(zhǔn)確地替換設(shè)備、排除故障，盡力減少因故障而造成的效益損失。

5 結(jié)束語(yǔ)

通信設(shè)備維護(hù)在于“三分修、七分養(yǎng)”。為使電源系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期處于安全、穩(wěn)定、可靠的連續(xù)運(yùn)行，防患于未然，應(yīng)建立完整的設(shè)備運(yùn)行檔案，正確、合理地制定設(shè)備維護(hù)周期，按計(jì)劃周期進(jìn)行設(shè)備檢查；合理調(diào)整系統(tǒng)設(shè)備配置，提高設(shè)備利用率，延長(zhǎng)電源系統(tǒng)設(shè)備使用時(shí)間，發(fā)揮其最大效能。在保證通信暢通的前提下，降低能耗，節(jié)約維護(hù)費(fèi)用。

［1］ 工信部．YD／T10512010通信局（站）電源系統(tǒng)總技術(shù)要求［Z］．2010．