基站電源配套設(shè)備及線纜配置分析

唐連雷，修 麗

(吉林吉大通信設(shè)計院股份有限公司, 吉林 長春 130012)

一個完整的基站電源系統(tǒng)主要由交流系統(tǒng)、備用發(fā)電系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、后備電源系統(tǒng)、地線系統(tǒng)等組成，包括變壓器、智能電表、交流配電箱、浪涌抑制器、油機(jī)、組合開關(guān)電源、蓄電池組、各設(shè)備間線纜等。

1 電源配套

1.1 外市電引入

新址新建基站宜引入一路優(yōu)于三類或三類的市電作為主用交流電源，按遠(yuǎn)期負(fù)荷考慮需配置功率應(yīng)不小于20 kW。共址基站需結(jié)合新增設(shè)備的供電需求，重新核算現(xiàn)有基站交流引入容量、交流線纜等是否滿足本期工程需求。

1.2 交流配電箱

新址新建基站配置交流配電箱時需按照遠(yuǎn)期負(fù)荷來考慮，若市電引入容量按照20 kW考慮，則交流配電箱可選擇380 V/63 A即可滿足需求。共址基站對交流配電箱的整改需考慮容量及空開大小是否滿足新增設(shè)備后的總功耗需求。

1.3 浪涌抑制器

在基站側(cè)，為將雷電過電壓限制在設(shè)備的承受水平上，采用多級保護(hù)、逐級限壓的方式，增加B級保護(hù)，且開關(guān)電源設(shè)備處安裝40 kA的C級SPD。

1.4 組合開關(guān)電源

新址新建基站開關(guān)電源整架滿配容量按照遠(yuǎn)期負(fù)荷配置，而本期整流模塊的使用數(shù)量按照近期負(fù)荷配置。共址基站開關(guān)電源的整改需考慮容量及電壓等級是否滿足新增設(shè)備需求。另斷路器和熔斷器的選取需考慮可靠系數(shù)的計取。

1.5 蓄電池組

新址新建基站蓄電池組按照近期負(fù)載需求配置，并兼顧一定的遠(yuǎn)期負(fù)荷，再結(jié)合市電狀況及基站地理位置綜合考慮，一般要求蓄電池組對基站設(shè)備保證2～4 h供電，對傳輸設(shè)備保證20 h不間斷供電。另從輸出電壓值考慮，一般情況下，當(dāng)蓄電池組電壓降到-47 V時，為保證傳輸設(shè)備的供電切斷基站其他設(shè)備，當(dāng)電壓降到-44 V時，為保護(hù)蓄電池組壽命再切斷所有設(shè)備供電。共址基站需結(jié)合蓄電池組容量、基站負(fù)荷、使用時間等判斷是否滿足新增設(shè)備需求。

1.6 直流電纜

直流電纜是按照遠(yuǎn)期負(fù)荷來配置，選型的決定因素是壓降和載流量，選擇電纜截面積時要注意壓降盡量小，同時考慮電纜的經(jīng)濟(jì)性和施工的便利性。一般直流電纜的正極用紅色，負(fù)極用藍(lán)色。

1.7 交流電纜

交流電纜是按照遠(yuǎn)期負(fù)荷來配置，選型的決定因素是載流量和機(jī)械強(qiáng)度，室外交流電纜一般采用鎧裝電纜ZA-RVV22，室內(nèi)交流電纜一般采用阻燃軟電纜ZA-RVV。交流電纜的A相、B相、C相及零線分別與紅色、綠色、黃色及淺藍(lán)色對應(yīng)。

2 案例

某局站，工作電壓為-48 V，無采暖設(shè)備，無線設(shè)備直流功耗3 kW，要求后備時間不小于4 h，傳輸設(shè)備直流功耗0.5 kW，要求后備時間不小于10 h，空調(diào)功耗2.5 kW，照明及其他負(fù)載功耗0.4 kW，直流系統(tǒng)放電回路全程總壓降不超3.2 V，蓄電池組的連接件總壓降按照要求不應(yīng)大于0.24 V，開關(guān)電源直流配電部分按照要求不應(yīng)大于0.5 V，開關(guān)電源到蓄電池組線纜距離為5 m，允許壓價取0.6 V，分析配套設(shè)備及相關(guān)線纜配置情況。

(1)蓄電池組選型

一般計算蓄電池容量的公式如(1)所示。

(1)

當(dāng)輸出電壓降到47 V時：I1=(3 kW+0.5 kW)×1000÷47 V≈74.5 A

當(dāng)輸出電壓降到44 V時：I2=0.5 kW×1 000÷44 V≈11.4 A

由公式(1)計算可得蓄電池組容量需求為：

根據(jù)式(1)的推導(dǎo)結(jié)果，需要配置2組單體2 V容量400 Ah的蓄電池組。

(2)組合開關(guān)電源選型

一般考慮10 h放電率，1組400 Ah蓄電池組的浮充電流為40 A，浮充電壓按53.52 V考慮，則直流總負(fù)荷為：

(3 kW+0.5 kW)×1 000+2×40 A×53.52 V=7.78 kW

組合開關(guān)電源的總?cè)萘俊?.78 kW×1 000/48 V=162 A

整流模塊按照每塊50 A考慮，則配置數(shù)量為4塊即可滿足需求，若再考慮N+1備份的方式，則相應(yīng)增加1塊備份，故該機(jī)房可選擇滿架配置為600 A而現(xiàn)容量250 A的組合開關(guān)電源。

(3)當(dāng)前負(fù)荷

a.直流功耗：((3 kW+0.5 kW)×1 000+2×40 A×53.52 V)/0.95=8.191 kW。

b.空調(diào)功耗；2.5 kW×1 000×0.85=2.125 kW。

c.其他功耗：0.4 kW×1 000×0.8=0.32 kW。

合計：8.191 kW+2.125 kW+0.32 kW=10.636 kW 。

(4)遠(yuǎn)期負(fù)荷

遠(yuǎn)期負(fù)荷按照不小于20 kW考慮。

(5)交流配置

交流引入負(fù)荷按遠(yuǎn)期負(fù)荷考慮，則：

交流引入容量=20 kW/0.8=25 kVA。

外市電引入一般選用380 V三相供電，市電的最低相電壓可取187 V。

引入的最大交流電流=交流容量÷最低相電壓÷相數(shù)=25 kVA×1 000÷187V÷3≈44.56 A

根據(jù)推導(dǎo)結(jié)果，交流配電箱的選擇容量可配置為63 A。

(6)開關(guān)電源至蓄電池組線纜配置

遠(yuǎn)期設(shè)備負(fù)載電流按照200 A考慮，則：

S≥ 2LIρ/ΔU=2×5×200×0.0184/0.6=61.33 mm2

選用RVVZ 1X70 mm2銅芯阻燃聚氯乙稀絕緣護(hù)套軟電纜。

(7)交流配電箱至開關(guān)電源線纜配置

開關(guān)電源遠(yuǎn)期配置按400 A考慮。

選用RVVZ 4X25 mm2銅芯阻燃聚氯乙稀絕緣護(hù)套軟電纜1條。

3 結(jié)束語

綜上分析，合理配置基站電源的配套設(shè)備及線纜，達(dá)到了精細(xì)化設(shè)計的目的，并為多運(yùn)營商在共建共享基站電源系統(tǒng)時合理選取建設(shè)方案、節(jié)約建設(shè)成本提供參考。