通信基站用變壓器的選擇及分析

王鶴玲，許檜，任守濤

(1.沈陽昌信電氣工程有限公司，遼寧 沈陽 110141;2.遼寧高科節能熱電設計研究院，遼寧沈陽 110141)

1 前言

基站交流供電系統主要向通信基站供應并分配安全、優質、可靠、穩定的交流電源，保證基站開關電源、空調、照明等交流負荷正常穩定工作。變壓器則作為通信基站電力外線的主要設備，如何正確選擇變壓器，是保證通信基站供電系統可靠、穩定、經濟運行關鍵。變壓器的選擇包括兩個方面:一是變壓器位置及公用專用的選擇;二是變壓器容量及型號的選擇。

2 通信基站用變壓器位置及公用專用的選擇

2.1 位置選擇

變壓器最佳位置是指能使該臺區內低壓線路的線損、投資和消耗的材料最少的位置。通信基站電力外線采用終端降壓，低壓直接入戶的方式，縮短低壓供電距離，減少低壓線損耗，供電質量穩定、良好，設備故障率降低。變壓器盡量安裝在基站附近，方便運行，要避開車輛、行人較多的場所，不得選擇在水田邊、沼澤地、低洼積水地帶，不得選擇在陡坡大的山坡上，盡量不占用農田，應選擇在地質較好、地勢平坦，且便于更換和檢修設備的地方。

2.2 公用專用選擇

現在市電、農電用電負荷大，如存在季節性停電、電壓波動大等因素，且線路壓降大，造成電壓不穩、斷相、拉閘斷電情況經常發生，基站停電頻繁，停電時間過長，電池頻繁充放電，極大地影響了電池使用壽命，給基站留下斷站的隱患。所以，設置基站專用變壓器，不受其他用戶影響，使供電安全保障程度高，停電頻率降低。

根據現場情況統計，專用變壓器比公用變壓器，交流供電中斷次數降低70%左右。這將使設備壽命提高60%以上，特別是空調、蓄電池組、開關電源整流模塊的故障率、損壞率顯著下降，從而降低了維護人員的工作量與工作強度，降低了通信基站維護、運行成本。

3 通信基站用變壓器容量的選擇

3.1 交流負荷統計(以宏基站為例)

表1

說明:

(1)通信設備功率由通信廠家提供;(2)空調功率見設備銘牌;

(3)照明及儀表為估算;

(4)電池充電功率P(kW):

Q:電池容量，Ah;2.35:均充電壓;0.9:開關電源效率。

3.2 計算容量

新建基站大部分在鄉鎮及農村，以鄉鎮及農村地區的負荷參數進行計算，如果考慮無功功率和無功功率補償，則計算公式為

不考慮無功功率和無功功率補償，僅考慮有功功率，則計算公式為:

S為全部所有交流負荷，包括設備用電、生活用電、照明用電等;Se為變壓器的額定容量;K0為同時利用系數，一般取K0=0.9。

一般用戶的計算負荷等于變壓器額定容量的70%～75%是最經濟的。

3.3 容量選擇

基站中開關電源的特殊性，要求有交流供電有較大的冗余，開關電源負載不宜超過變壓器容量的30%。如果開關電源負載超過變壓器容量的30%，整流器產生的高次諧波電流就會使電壓波形產生嚴重畸變，影響開關電源、變壓器和其他用電設備的正常工作。

在選擇配電變壓器容量時，應按實際負荷及5～10年電力發展計劃來選定，一般按用電負荷的45% ～70%來選擇，綜合上述因素及變壓器廠家提供的技術數據考慮，變壓器配置容量選用20kVA。

在實際工作中，有些地區由于某種原因，采用容量為30kVA的變壓器，存在著“大馬拉小車”的現象，這不僅會增加一次性投資成本，并且增加了空載損耗和負載損耗。以S11型為例，一臺變壓器每年多消耗876度電，增加運行成本和電網損耗，占用資源，造成能源浪費。選用20kVA的變壓器完全滿足基站負荷的使用要求。

4 通信基站用變壓器型號的選擇

4.1 技術參數表

S9型高壓:10 kV;低壓:0.4kV;聯結組:Y.yno或D.yn11;調壓范圍:±2×2.5%

表2

S11型高壓:10kV;低壓:0.4kV;聯結組:Y.yno或D.yn11;調壓范圍:±5%或±2×2.5%

表3

4.2 型號選擇

近年來，國家開發的新型節能型變壓器有S7和S9及S11三大類。S7型為較高損耗變壓器，S9型為較低損耗變壓器，S11型為低損耗變壓器。S7型及以前型號產品列入到國家淘汰的機電產品，不能選用，應首選節能型低損耗變壓器。

S9系列配電變壓器的設計以增加有效材料用量來實現降低損耗，主要是增加鐵心截面積以降低磁通密度，高低壓繞組均使用銅導線，并加大導線截面，降低繞組電流密度，從而降低空載損耗和負載損耗。

S11系列變壓器是在S9系列的基礎上改進結構設計，選用超薄型硅鋼片，進一步降低空載損耗而開發出來的，通過技術參數表對比，S9型、S11變壓器的負載損耗兩者相當，但空載損耗S11系列比S9系列降低(約降低30%以上)，空載電流減小。

從經濟上看，S11型變壓器比S9型價格高10%左右，不會造成投資急劇增加，且價差可在2～3年收回投資，投資回收期短，見效快，由于S9型與S11型變壓器價格相差不大，運行管理基本相同，而S11型性能明顯優于S9型變壓器，故新建基站用變壓器不宜再選S9系列，應選用S11系列。

5 結束語

綜上所述，對于農村及鄉鎮地區通信基站用變壓器宜選擇為S11－20kVA，無論是降低成本還是減少損耗方面，都是經濟、合理的，能保障通訊基站設備安全、良好、穩定、高效運行。

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