淺析直流遠供技術(shù)在高鐵覆蓋中的應(yīng)用

張 振，劉學(xué)明，江緒亮

（廣州杰賽科技股份有限公司，廣東 廣州510310）

1 直流遠供系統(tǒng)原理

直流遠供是將傳統(tǒng)的－48 V的直流電源，通過近端設(shè)備升壓至－380 VDC（在－225 V～－400 V內(nèi)可調(diào)），采用相應(yīng)的電纜傳送至遠端設(shè)備進行供電或通過DC／DC適配器進行降壓后供電，系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

圖1 直流遠供系統(tǒng)圖

2 直流遠供安全技術(shù)保障

直流遠供安全性主要有以下幾點：（1）直流供電系統(tǒng)采用懸浮供電方式（與大地懸浮隔離），系統(tǒng)運行與市電網(wǎng)相對隔離。網(wǎng)絡(luò)維護人員的維護操作全過程避免了與交流市電的接觸，相對于傳統(tǒng)的交流市電供電方式提高了安全性，如圖2。由于采用懸浮供電的方式，因此人在抓住其中任何一根裸電纜時，都不會和大地構(gòu)成回路，因此一定程度上可以避免電擊事件的發(fā)生。（2）饋電線路運行出現(xiàn)任何異常狀態(tài)時，可以關(guān)閉輸出、發(fā)出告警并上傳（開路）。（3）直流供電輸出利用懸浮技術(shù)提高了防雷擊能力。

圖2 高壓直流懸浮供電與傳統(tǒng)交流供電方式的區(qū)別

3 直流遠供電纜計算和選擇

直流遠供選擇的電纜一般分為兩種，一種是光電復(fù)合纜，另一種是光纜和電纜分離。光電復(fù)合纜優(yōu)點是節(jié)約空間，減少工程中單獨布防電纜的工程量；缺點是造價較高，組網(wǎng)不夠靈活。

電纜規(guī)格計算公式為：

S＝2Lρ／（（Us／Uo－1）U2o／Po）

式中，L是傳輸距離；ρ是導(dǎo)線電阻率；Us是近端輸出電壓；Uo是遠端輸入電壓；Po是遠端設(shè)備功率。

4 直流遠供組網(wǎng)方案

直流遠供系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)供電組網(wǎng)模式主要有點對點、長距離級聯(lián)、星型等，高鐵場景中一般采用點對點和長距離級聯(lián)組網(wǎng)模式，通過光電復(fù)合纜或電纜對遠端RRU進行供電。

（1）點對點組網(wǎng)方式

遠供電源設(shè)備與BBU同機房安裝。遠供輸電線纜可選用光電復(fù)合纜或者銅芯電纜＋光纜，考慮遠端設(shè)備的電源輸入接續(xù)和防雷問題，遠端需配置電源分配器和防雷保護器，組網(wǎng)示意圖如圖3。

圖3 點對點組網(wǎng)方式

（2）長距離級聯(lián)組網(wǎng)方式

對于采用多級RRU級聯(lián)合并構(gòu)建超級小區(qū)覆蓋的方案，選取道路沿線的宏基站作為遠供電源近端站，分別向上下行方向的RRU直流遠程供電。根據(jù)功率和線纜規(guī)格，單方向設(shè)計RRU站點級聯(lián)數(shù)量應(yīng)嚴(yán)格控制，不宜大于8個。BBU和傳輸設(shè)備安裝在近端站，遠端RRU建議選用直流48 V供電方式，以降低高壓接觸網(wǎng)磁場干擾，遠供輸電線纜建議使用銅芯電纜，與光纜同路由同桿路同管道布防，亦可以根據(jù)需要采用光電復(fù)合纜。組網(wǎng)示意圖如圖4。

圖4 長距離級聯(lián)組網(wǎng)方式

5 直流遠供技術(shù)在滁州高鐵覆蓋中的應(yīng)用

2011年滁州聯(lián)通建設(shè)了41個基站補充覆蓋京滬高鐵，2012年建設(shè)了10個基站補充覆蓋合淮蚌客專，全部為拉遠基站。因鐵路沿線地形復(fù)雜，存在引電困難、成本高、工期緊且網(wǎng)絡(luò)保障要求等級高等因素，根據(jù)查勘現(xiàn)網(wǎng)基站情況，結(jié)合今后維護的便利性和安全性，對所有基站采用直流遠供方式進行供電。其中2012年合淮蚌客專覆蓋方案如表1。

該方案中根據(jù)基站拉遠組網(wǎng)方式，采用點對點直流遠供組網(wǎng)，綜合G／W基站同址及后期基站擴容等因素，遠端功耗按1600 W計列，近端輸出電壓為－380 V，遠端輸入電壓為－48 V，銅芯電纜電阻率為0．0185Ωm／mm2，根據(jù)上文公式計算可知，合蚌18基站最低所需電纜線徑為2×4 mm2。由于線徑大運行能量損耗低，綜合投資及實際施工情況，本期電纜全部選擇2×4 mm2規(guī)格組網(wǎng)。

表1 2012年合淮蚌客專直流遠供基站清單

6 結(jié)束語

直流遠供技術(shù)的應(yīng)用更好地解決了高鐵沿線復(fù)雜場景基站的供電問題，加快工程進度，降低建設(shè)與維護成本，保障基站安全穩(wěn)定可靠供電，為高鐵無線覆蓋提供了強有力的支撐，同時取得較好的社會和經(jīng)濟效益。