論網(wǎng)絡能源系統(tǒng)定位維護方法的研究

吳昊++江業(yè)峰++陸春華

摘要：當前基站動力系統(tǒng)日常維護工作以保障直流供電不間斷和環(huán)境達標為目標，不考核動力維護的經(jīng)濟性，也不評估系統(tǒng)風險，是一種粗放型維護。本文對隨機選取的一個基站進行檢查分析，提出網(wǎng)絡能源精細化維護的重要性。精細化維護不但有助于節(jié)能減排、延長設備使用壽命，還能降低網(wǎng)絡運行風險。精細化維護是新競爭格局下的必然選擇，通過梯隊建設、監(jiān)控手段、量化考核和咨詢合作等措施能夠實現(xiàn)網(wǎng)絡能源精細化維護。

關鍵詞：網(wǎng)絡能源；精細化維護；運行成本；監(jiān)控；梯隊建設；量化考核

一、前言

通信動力系統(tǒng)更合適的名稱是網(wǎng)絡能源系統(tǒng)，保障主設備正常運行是網(wǎng)絡能源維護的關鍵目標，動力維護管理部門對基站維護的考核目標就是供電不間斷、環(huán)境達標，更直接的目標就是直流不停電、溫度達標。采取冗余配置油機、整流器、蓄電池和空調等主要設備的措施，可以顯著提升達成考核目標的可能性。對于現(xiàn)有系統(tǒng)，則以保障蓄電池容量、保障空調工作、及時發(fā)電為手段，其它可維護內容被忽略。不考核動力維護的經(jīng)濟性，也不評估系統(tǒng)風險，是一種粗放型維護，粗放型基站維護非常普遍。

二、基站檢查分析實例

1、電池管理參數(shù)設置不合適

檢查該基站直流開關電源的電池管理參數(shù)，發(fā)現(xiàn)轉浮充電流設置為1A，恒壓均充時間設置為18小時。AGM蓄電池充滿電的標志是：以2.35V的均充電壓（免均充電池取浮充電壓）進行充電，如果充電電流下降到0.01C10后，再充3個小時電流不變（即不高于0.01C10），即認為電池已充滿，充滿電后電池轉浮充。由于該基站配置的電池為每組300AH，轉浮充電流一般應設置為3A。由于均充電壓較高，在電池均充時電流高于1A（相當于0.0033C10，AGM電池正常浮充電流約為0.5～1mA/AH，溫度升高或浮充電壓升高將顯著增大浮充電流[1]）的可能性非常大，導致轉浮充電流參數(shù)失效，停止均充的條件只有唯一的恒壓均充時間。每次短時停電或均充周期到時，電池將被連續(xù)均充18小時，過充電引起電池失水，減小電池容量并縮短電池壽命。

2、氣流組織不正確

一臺GSM基站主設備背向一臺空調安裝，間距0.6米。設備散熱出風口與空調出風口相對，造成空調不能有效對設備散熱。

3、空調過度冗余

基站機房內安裝有兩臺3P空調，同時制冷工作。基站總直流電流為57A，輸出電壓54V，即直流輸出功率為3KW，考慮電源效率及消防設備待機損耗，機房總發(fā)熱量不超過4KW。該基站位置高原，年最高氣溫不高于25℃，圍護結構對熱量的導入影響幾乎都是正面的，而機房密封較好，潛熱引入也不大，空調轉移的最大熱量應為設備最大發(fā)熱量。一臺2P空調制冷量即可達5KW，配置2P空調1+1備份已經(jīng)夠用。安裝3P空調1+1備份可以應付未來擴容需要，但完全不需要兩臺同時運行，并機運行極大地浪費了電能。

4、溫度設置不合適

進入機房，感覺非常寒冷，測量室內溫度為18℃。檢查空調溫度設置，兩臺都為21℃，模式為制冷，由于氣流組織不佳，回風溫度高于機房溫度。當時正值夏季，外界氣溫為23℃，機房溫度低于外界，使外界的熱量得以傳入，增加了空調的負荷，浪費了電能。

5、接地線問題

機房所有設備的PE線在橋架旁匯流排匯接后，用一根接地線接入大樓總接地線，該接地線與電池電纜交叉緊靠。當發(fā)生雷擊事件或接地故障時，雷電流或故障電流通過接地線流入大地，與之緊靠的電池電纜將產(chǎn)生過電壓。電池電纜通過直流開關電源的直流配電部分與負載連接，直流側防雷器的防護等級較低，過電壓可能直接作用于所有直流負載，增加了基站設備的風險。

三、常見粗放型維護案例

1、電池浮充電壓統(tǒng)一設置為53.5或54V，電池保護電壓設置為43.2V

事實上，不同蓄電池要求的浮充電壓并不相同，浮充電壓與酸密度直接相關，在成本壓力及普遍要求100%電池出廠額定容量的今天，酸的密度普遍提高，浮充電壓要求也提高。如果浮充電壓設置不正確，將影響電池的使用壽命。

不同基站負載不相同，配置的電池或有差異，電池放電電流相差可能很大。如果放電電流為0.1C10，單體電池放電終止電壓為1.8V，整組為43.2V。放電電流不同，電池保護電壓的設置也不應相同，較長延時的系統(tǒng)應設置較高的電池保護電壓，否則也會影響電池使用壽命。

2、電池充電限流統(tǒng)一設置為0.1C10；均充保護時間設置為12小時

不同基站停電頻率不同，停電頻繁的基站應設置更高的充電限流值，使電池可能快速充電，應付下一次停電的到來。

此外，當電池充電限流設置為0.1C10時，按96%或更低的容量系數(shù)，恒流充電需要10小時左右，加上需要3小時的穩(wěn)流均充，從充電開始起計時，均充時間至少需要13小時以上才能保證充滿，均充保護時間應大于“電池額定容量×1.1/充電限流設置+3”。式中1.1是考慮電池容量系數(shù)后的放大系數(shù)。

3、基站電流只有40A，直流開關電源額定容量300A

如果直流開關電源配置2組300AH蓄電池組，最大充電電流在60～120A之間，電源最大輸出電流為100～160A。如果采用30A模塊，按N+1模式，需要配置模塊數(shù)為5～7個，直流開關電源容量按150～210A配置即可。多余的模塊不但導致能量的浪費，而且每個模塊電流很小，負載率低，所有模塊都工作在低效率區(qū)間，進一步浪費了電能。

4、配置長延時電池，電池可放電50小時以上

電池過放電對電池來說是最壞的情況之一。長延時配置帶來的風險包括：由于電池小電流深放電帶來的難以恢復的損傷、電池長時間虧電狀態(tài)（充電也需要很長時間）帶來的硫酸鉛重結晶硫化、空調不能工作帶來的溫度升高等。因此非特殊情況不應配置后備時間超過24小時的長延時電池。

5、定期更換空調過濾網(wǎng)

定期更換過濾網(wǎng)是空調維護的基本工作，但它本身就是一種粗放型維護方式。空調過濾網(wǎng)是否需要更換，取決于過濾網(wǎng)臟堵情況。如果潔凈度很好，可以降低空調過濾網(wǎng)的更換頻次。對于過濾網(wǎng)臟堵情況可能進行智能監(jiān)控，只有當監(jiān)控系統(tǒng)預警，過濾網(wǎng)確實臟堵后才予以更換，減少人力投入和過濾網(wǎng)本身的成本[4]。

6、更換電池后不檢查或修改電池管理參數(shù)

按規(guī)范48V電池的使用壽命為6年，維護得好可以使用更長時間。新更換的電池出廠時間在原來電池出廠時間的6年之后，隨著電池技術的發(fā)展以及電池類型的不同，電池管理參數(shù)已經(jīng)有所變化，需要根據(jù)新電池的參數(shù)和使用環(huán)境對電池管理參數(shù)逐一檢查核對，繼續(xù)直接使用原來的參數(shù)，將不利于電池的使用壽命。

四、網(wǎng)絡能源精細化維護的主要措施

1、動力和環(huán)境保障

動力和環(huán)境保障的目標是確保通信動力系統(tǒng)和環(huán)境無告警，蓄電池容量充足，溫濕度和潔凈度達標。工作內容包括處理監(jiān)控系統(tǒng)上報的告警，巡檢基站并處理發(fā)現(xiàn)的異常情況，按照維護規(guī)程維護空調系統(tǒng)和蓄電池，如定期進行蓄電池容量測試、發(fā)現(xiàn)蓄電池容量不足額定容量的80%時更換電池、定期保養(yǎng)空調等。動力和環(huán)境保障不屬于精細化維護范疇。

2、降低運行成本

降低運行成本是精細化維護的重要內容。例如：在保障設備正常運行條件下優(yōu)先采用節(jié)能的空調設備，應用新風、熱交換或氣流組織等不同節(jié)能方案降低空調運行費用，利用整流模塊休眠功能進行電源節(jié)能，設置較寬且設備允許的溫濕度范圍以減少空調壓縮機工作時間等，機房圍護結構的檢查與維護也是降低運行成本的一個環(huán)節(jié)，這些都屬于降低運行成本的精細化維護工作內容。

3、延長設備使用壽命

通過維護手段延長設備使用壽命，間接地降低總成本。例如：設置合適的蓄電池管理參數(shù)（如根據(jù)電池出廠說明和環(huán)境溫度設置浮充電壓，根據(jù)負載電流大小設置合適的電池保護電壓、根據(jù)停電頻率設置大小合適的充電限流值，根據(jù)充電限流值調整合適的均充保護時間，根據(jù)電池使用時間長短調整均充周期等），安裝溫度傳感器使電源能對電池自動進行溫度補償，根據(jù)過濾網(wǎng)狀況不定期更換過濾網(wǎng)保持機房潔凈度等，這些都屬于延長設備使用壽命的精細化維護工作內容。

4、降低系統(tǒng)風險

在采取降低運行成本的措施過程中，不能增加可能造成網(wǎng)絡中斷的系統(tǒng)風險概率，還需要通過精細化維護，降低通信系統(tǒng)的風險。例如：檢查防雷地與接閃器入地點是否有規(guī)范規(guī)定的5米以上距離，將墻上安裝監(jiān)控設備（包括傳感器等）的方案改為機架安裝方案，檢查電池和其它接線端子緊固程度，檢查接地系統(tǒng)完整性和接地電阻等，這些都屬于降低系統(tǒng)風險的精細化維護工作內容。

5、提高可靠性

通信動力系統(tǒng)可靠性是網(wǎng)絡高可靠性的前提。例如：設置并檢查電池定期自動在線測試功能與結果，檢查油機實際容量，測試轉換開關可靠性，定期進行監(jiān)控系統(tǒng)告警功能測試，檢查斷路器和熔絲容量、配置一致性，測試防雷器件有效性等，這些都屬于提高網(wǎng)絡能源系統(tǒng)可靠性的精細化維護工作內容。

結語

網(wǎng)絡能源精細化維護是企業(yè)競爭新格局的必然要求，也是實現(xiàn)國家節(jié)能減排要求的必然選擇。運營商通過對網(wǎng)絡能源系統(tǒng)精細化維護，可以獲得更加堅強的動力環(huán)境保障，更加優(yōu)質的網(wǎng)絡，并具有更低的成本，必將在競爭中獲得優(yōu)勢。精細化維護本身是一個循序漸進的過程，同時也是一種手段，使網(wǎng)絡能源維護隊伍有更強的使命與成就感，通信動力維護事業(yè)將蒸蒸日上。

參考文獻：

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[2]唐明躍，環(huán)境溫度對VRLA電池性能的影響，《電信技術》2002年05期

[3]李克民 蓄電池是通信技術維護工作的重中之重，《電信技術》2003年第5期

[4]章異輝，空調精益監(jiān)控與故障預警，《艾默生網(wǎng)絡能源技術》第66期 2007年10月

[5]章異輝，論動力系統(tǒng)運維效益的量化方法，《通信電源技術》2008年第3期

[6]王澤，移動通信電源系統(tǒng)集中維護，《電源世界》2007年第04期

遼寧科技大學，項目編號：DC2016019。