接入網(wǎng)通信電源系統(tǒng)設(shè)計探討

張弛龍

（中網(wǎng)聯(lián)通信發(fā)展集團有限公司，北京 100061）

0 引言

當(dāng)前通信網(wǎng)根據(jù)功能構(gòu)成、結(jié)構(gòu)，可分成三種不同的類型，即交換、傳輸以及用戶接入網(wǎng)。接入網(wǎng)是連接用戶的最后一公里，對運營商的業(yè)績提升具有非常重要的意義，接入網(wǎng)的建設(shè)也是運營商重點關(guān)注的熱點，通信電源系統(tǒng)的設(shè)計是接入網(wǎng)建設(shè)的重要一環(huán)。

1 接入網(wǎng)通信電源系統(tǒng)

1.1 接入網(wǎng)通信電源系統(tǒng)供電方式

根據(jù)有關(guān)部門提出的標(biāo)準(zhǔn)需求（YD/T1051-2018-通信局（站）電源系統(tǒng)總技術(shù)需求）。不同的電源系統(tǒng)構(gòu)成了不同的局或站。供電方式有三種典型，即分散式、集中式以及混合式。

集中式：交、直流供電系統(tǒng)均集中設(shè)置。這種供電方式的好處在于集中管控，便于搶修和維護(hù)。設(shè)計重點要考慮供電設(shè)備方案冗余，以及各種線材的選擇。

分散式：在組成與要求方面也集中供電式一樣，各個直流供電系統(tǒng)，要分敢樓層進(jìn)行設(shè)置，或是根據(jù)有關(guān)設(shè)備的系統(tǒng)做好設(shè)置工作。地點也比較靈活，可以是獨立的，也可以與通信設(shè)備在一起。優(yōu)點是系統(tǒng)可靠性較高，利于通信設(shè)備的擴容，出現(xiàn)故障一般是局部，影響小。

混合式：混合供電是根據(jù)具體環(huán)境，組合使用電、風(fēng)、光、油和儲等供電方式。該方式的混合風(fēng)、光的供電，污染較少，綠色環(huán)保，在光纜中繼站和微波無人值守中繼站使用具有較大的優(yōu)勢。

1.2 接入網(wǎng)電源設(shè)計的組成

接入網(wǎng)電源設(shè)計包括局（站）外和局（站）內(nèi)兩塊內(nèi)容。局（站）外主要包括交流電的引入、建筑物防雷地網(wǎng)等設(shè)計；局（站）內(nèi)主要包括交流配電、高頻開關(guān)電源、不間斷電源、鉛酸或鋰電池組、防雷接地等設(shè)計。

2 局（站）外設(shè)計中應(yīng)考慮的問題

2.1 交流引入

交流引入電纜宜埋地引入，避免架空方式入局（站）。

在埋地引入遇到問題時，需要把電源系統(tǒng)第一級過電壓保護(hù)設(shè)備的防護(hù)等級進(jìn)行提升。當(dāng)金屬護(hù)套電纜進(jìn)入時，需要做好接地處理。而無金屬外護(hù)套的，電纜可以穿鋼管，直接做好埋地引入工作，主要是在其兩邊，做好接地保護(hù)即可。

2.2 地網(wǎng)敷設(shè)

在建筑物周圍，做好接地工作（環(huán)形體）。機房接地引入線，需要由外調(diào)環(huán)形接地體引入并做好總匯連通的工作，MDF 架接地母線就近由總接地匯流排接地。

2.3 降低接地電阻的措施

若局站選址為高土壤電阻率地區(qū)，可通過增加化學(xué)降阻劑、選用ZGD 型低電阻接地模塊或采用換土法等降低土壤電阻率。

3 局（站）內(nèi)設(shè)計中應(yīng)考慮的問題

3.1 容量估算

對于模塊局、基站和綜合接入機房來說，只需把通信的直流負(fù)荷折算到給它供電的整流器輸入功率，加上機房專用空調(diào)及機房照明負(fù)荷功率，再考慮檢修等臨時性用電，匯總之后就是該局（站）的交流負(fù)荷。

從投資和設(shè)計角度看，交流和直流配電單元宜考慮按遠(yuǎn)期需求而配置，整流器、逆變器單元和蓄電池宜考慮按近期負(fù)荷而配置。

電源系統(tǒng)第一級過電壓保護(hù)設(shè)備由于現(xiàn)在通信技術(shù)發(fā)展快，很多新建局（站）相關(guān)專業(yè)無法預(yù)計遠(yuǎn)期設(shè)備的用電量。此時電源設(shè)計應(yīng)根據(jù)配線架的容量、業(yè)務(wù)比例，并考慮適當(dāng)裕度，推算出終期的直流負(fù)荷。

3.2 交流配電箱

交流配電箱應(yīng)具有手動的市電/油機轉(zhuǎn)換開關(guān)，該轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)采用具有電氣和機械聯(lián)鎖的切換裝置。在滿足本期工程的同時，應(yīng)預(yù)留開關(guān)電源所需分路，便于實現(xiàn)電源設(shè)備更新或擴容時不引起系統(tǒng)供電中斷。

交流配電箱應(yīng)做好防雷設(shè)計。

3.3 開關(guān)電源容量選擇

根據(jù)《通信電源設(shè)備安裝工程設(shè)計規(guī)范》，電源系統(tǒng)整流模塊根據(jù)N+1冗余配置原則，N 為主用整流模塊數(shù)量。

3.4 蓄電池組的容量選擇

根據(jù)《通信電源設(shè)備安裝工程設(shè)計規(guī)范》，計算蓄電池需求容量。

字體 代表意義Q 蓄電池容量（Ah）K安全系數(shù)，值1.25 I負(fù)荷電流（A）T放電率η放電容量系數(shù)t 實際電池所在地最低環(huán)境溫度數(shù)值α容量溫度系數(shù)（電解液溫度為25℃，一般1小時率時，取α=0.008）

3.5 接地及等電位連接

為了能讓通信設(shè)備的安全、質(zhì)量得到保障，通信電源的交流和直流系統(tǒng)都必須有良好的接地裝置。通信局（站）必須采用聯(lián)合接地方式和等電位聯(lián)接， 在保證電力系統(tǒng)正常運行的同時，保護(hù)人員安全和設(shè)備免受損壞。

3.6 電力電纜的選取

電力電纜是電源設(shè)計的一個重要方面，電力電纜選擇一是要選擇型號，二是要做截面的選擇。

一般來說，交流電纜是根據(jù)允許的電流來選擇的。交流電力電纜截面的選擇一般有四種方法：按機械強度允許的導(dǎo)體最小截面，按允許的溫升按經(jīng)濟電流密度選擇及按允許電壓損失選擇。直流電力線則由線路電壓降決定。直流供電回路按允許壓降發(fā)確定電纜截面共有三種方法：電流矩法、固定壓降分配法和最小金屬用量法。

3.7 其他需要注意的問題

對于直流供電系統(tǒng)來說，供模塊局、移動基站通信設(shè)備的直流供電系統(tǒng)是不一樣的。系統(tǒng)具有兩次下電功能，即當(dāng)市電停電一段時間后，監(jiān)控系統(tǒng)先自動將接入一般負(fù)荷的接觸器斷開，切斷一般負(fù)荷供電，以保證電池繼續(xù)放電供重要負(fù)荷用電，當(dāng)電池放電至終止電壓（1.8V）時，自動斷開電池組，以防止過放電而損壞電池。

4 案例分析

以北京市某地區(qū)某通信局為例，該局語音設(shè)備耗電量2850W，傳輸設(shè)備耗電量520W，數(shù)據(jù)設(shè)備耗電量6230W，合計該局-48V 總負(fù)荷用電量為：9600.0W。

根據(jù)YD/T5040-2005《通信電源設(shè)備安裝工程設(shè)計規(guī)范》，該局具有1路市電，無備用柴油發(fā)電機組，蓄電池組后備時間按8小時考慮。電源系統(tǒng)整流模塊根據(jù)N+1冗余配置原則。直流設(shè)備配置如表1。

表1 某通信局直流設(shè)備配置表

交流設(shè)備配置：交流容量綜合考慮負(fù)荷需求、蓄電池組充電、空調(diào)照明及適當(dāng)考慮負(fù)荷發(fā)展，本局?jǐn)M配置380V/160A 交流配電屏1臺。詳細(xì)數(shù)據(jù)如下表2。

表2 某通信局交流容量估算表

防雷與接地：機房采用聯(lián)合接地系統(tǒng)，接地引入線采用40mm×4mm 熱鍍鋅扁鋼引至機房內(nèi)，機房接地系統(tǒng)采用等電位設(shè)計。安裝好的設(shè)備機架、電纜機架及各種金屬構(gòu)件必須接地，機架各部分必須電氣連接，配置如表3。

表3 防雷模塊配置表

5 結(jié)束語

本文基于接入網(wǎng)電源系統(tǒng)設(shè)計和優(yōu)化的要求，理論聯(lián)系實際，對具體設(shè)計方案進(jìn)行了研討。通信電源系統(tǒng)的多樣性，決定各有其不同的側(cè)重，希望通過本文，能夠引起同業(yè)人士對接入網(wǎng)通信電源系統(tǒng)設(shè)計的進(jìn)一步關(guān)注和研究。