淺析直流遠供技術在高鐵覆蓋中的應用

張 振，劉學明，江緒亮

（廣州杰賽科技股份有限公司，廣東 廣州510310）

1 直流遠供系統原理

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

圖1 直流遠供系統圖

2 直流遠供安全技術保障

直流遠供安全性主要有以下幾點：（1）直流供電系統采用懸浮供電方式（與大地懸浮隔離），系統運行與市電網相對隔離。網絡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，都不會和大地構成回路，因此一定程度上可以避免電擊事件的發生。（2）饋電線路運行出現任何異常狀態時，可以關閉輸出、發出告警并上傳（開路）。（3）直流供電輸出利用懸浮技術提高了防雷擊能力。

圖2 高壓直流懸浮供電與傳統交流供電方式的區別

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，一種是光電復合纜，另一種是光纜和電纜分離。光電復合纜優點是節約空間，減少工程中單獨布防電纜的工程量；缺點是造價較高，組網不夠靈活。

電纜規格計算公式為：

S＝2Lρ／（（Us／Uo－1）U2o／Po）

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

4 直流遠供組網方案

直流遠供系統的網絡供電組網模式主要有點對點、長距離級聯、星型等，高鐵場景中一般采用點對點和長距離級聯組網模式，通過光電復合纜或電纜對遠端RRU進行供電。

（1）點對點組網方式

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

圖3 點對點組網方式

（2）長距離級聯組網方式

對于采用多級RRU級聯合并構建超級小區覆蓋的方案，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。根據功率和線纜規格，單方向設計RRU站點級聯數量應嚴格控制，不宜大于8個。BBU和傳輸設備安裝在近端站，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，亦可以根據需要采用光電復合纜。組網示意圖如圖4。

圖4 長距離級聯組網方式

5 直流遠供技術在滁州高鐵覆蓋中的應用

2011年滁州聯通建設了41個基站補充覆蓋京滬高鐵，2012年建設了10個基站補充覆蓋合淮蚌客專，全部為拉遠基站。因鐵路沿線地形復雜，存在引電困難、成本高、工期緊且網絡保障要求等級高等因素，根據查勘現網基站情況，結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。

該方案中根據基站拉遠組網方式，采用點對點直流遠供組網，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規格組網。

表1 2012年合淮蚌客專直流遠供基站清單

6 結束語

直流遠供技術的應用更好地解決了高鐵沿線復雜場景基站的供電問題，加快工程進度，降低建設與維護成本，保障基站安全穩定可靠供電，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濟效益。