通信基站應(yīng)急后備電源供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

盧運(yùn)運(yùn)

(中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣西有限公司梧州分公司網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)中心，廣西 梧州 543002)

0 引 言

鐵塔公司所有的基站將共享給三家運(yùn)營(yíng)商使用，但由鐵塔公司提供的配套類通信保障服務(wù)達(dá)不到移動(dòng)公司要求。移動(dòng)公司的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量呈下滑趨勢(shì)，影響用戶體驗(yàn)。所以共享站點(diǎn)在同等保障條件下，無(wú)法保持移動(dòng)公司的網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

在一些處于高山移動(dòng)公司自留的傳輸節(jié)點(diǎn)基站，由于電網(wǎng)質(zhì)量差，蓄電池頻繁放電，導(dǎo)致后備電池的壽命短，使用整組更換基站落后蓄電池的方式延長(zhǎng)蓄電池的后備時(shí)長(zhǎng)，這種方式成本高，周期長(zhǎng)。

基站應(yīng)急后備電源供電系統(tǒng)，使用電池作為后備電源，通過(guò)自動(dòng)切換開關(guān)實(shí)現(xiàn)需要保障的負(fù)載供電在開關(guān)電源及應(yīng)急系統(tǒng)之間切換?；就ｋ姇r(shí)系統(tǒng)的后備電池不參與放電，當(dāng)檢測(cè)到開關(guān)電源的二次下電跳脫，應(yīng)急后備電源供電系統(tǒng)將馬上投入使用，保障重要設(shè)備的持續(xù)供電。本套系統(tǒng)放在共享站點(diǎn)，可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)差異化保障，保持移動(dòng)公司的網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。放在自留站點(diǎn)可以減少后備電池的維護(hù)成本，保障重要傳輸設(shè)備的供電時(shí)長(zhǎng)。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1.1 系統(tǒng)總框架

系統(tǒng)分為三大部分：控制系統(tǒng)2、自動(dòng)切換裝置4及后備電池6，系統(tǒng)模型示意圖如圖1。

1.2 系統(tǒng)工作原理

1.2.1 控制設(shè)備工作原理

(1)當(dāng)基站交流電輸入1正常時(shí)，應(yīng)急后備電源供電系統(tǒng)的電池組6接入開關(guān)電源的直流母排5，進(jìn)行浮充，即周期性充放電；

圖1 系統(tǒng)模型示意圖

(2)當(dāng)基站交流電輸入1斷開時(shí)，開關(guān)電源的后備電池7放電，自動(dòng)切換裝置4開關(guān)切換到開關(guān)電源直流母排5，對(duì)重要負(fù)載8進(jìn)行供電，控制設(shè)備2會(huì)跳開自身后備電池6與開關(guān)電源直流母排5的連接，不參與放電；

(3)當(dāng)基站交流電輸入1斷開時(shí)，開關(guān)電源的后備電池7低于43.2 V，二次下電電磁閥3跳脫，控制設(shè)備2會(huì)連接自身后備電池6，自動(dòng)切換裝置4會(huì)切換到控制設(shè)備2為重要負(fù)載8供電；

(4)當(dāng)后備電池6達(dá)到43.2 V時(shí)，控制設(shè)備2會(huì)斷開自身后備電池6的連接，避免電池過(guò)放電損壞；

(5)當(dāng)基站交流電輸入1恢復(fù)正常時(shí)，則控制設(shè)備2將蓄電池6接入開關(guān)電源母排5進(jìn)行充電。

1.2.2 自動(dòng)切換開關(guān)工作原理

自動(dòng)切換開關(guān)實(shí)現(xiàn)需要保障的負(fù)載8的供電在開關(guān)電源直流輸出及應(yīng)急系統(tǒng)直流輸出之間切換。優(yōu)先選擇開關(guān)電源直流輸出。

1.2.3 系統(tǒng)后備電源

可以選用鋰電或者鉛酸電池，根據(jù)負(fù)載需求，使用環(huán)境需求配備不同容量的電池。

2 系統(tǒng)主要部件的功能設(shè)計(jì)

2.1 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)在不同條件下控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)：(1)基站市電供電正常時(shí)，K3工作，備用電池接入主電池組，進(jìn)行正常的充放電；(2)當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到供電不正常時(shí)，K3斷開，原電池組放電，備用電池組保持備用狀態(tài)，不參與放電；(3)當(dāng)原電池組完成放電，開關(guān)電源二次下電跳脫，K2工作，接入備用電池組對(duì)重要設(shè)備進(jìn)行供電。具體如圖2所示。

圖2 控制系統(tǒng)

2.2 自動(dòng)切換裝置

當(dāng)A端、B端同時(shí)有輸入時(shí)，K4開關(guān)閉合A端；當(dāng)A端無(wú)輸入，B端有輸入，K4開關(guān)自動(dòng)切換到B端；當(dāng)B端無(wú)輸入，A端有輸入，K4開關(guān)自動(dòng)倒換到A端，如圖3所示。

圖3 自動(dòng)切換裝置示意圖

3 系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性及推廣性評(píng)估

3.1 系統(tǒng)成本

系統(tǒng)的生產(chǎn)費(fèi)用如表1所示，每套設(shè)備成本約為5 600元。

表1 改造費(fèi)用預(yù)算表

3.2 推廣性

目前基站應(yīng)急后備電源供電系統(tǒng)應(yīng)用前景廣闊，且適用于任何運(yùn)營(yíng)通信。

4 總 結(jié)

針對(duì)各運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)差異化運(yùn)營(yíng)需求，通信基站應(yīng)急后備電源供電系統(tǒng)技術(shù)成熟可靠，改造成本低廉，適宜大力推廣使用。經(jīng)過(guò)測(cè)試使用，效果良好。在共享基站內(nèi)配置了該系統(tǒng)后，運(yùn)營(yíng)商的重要設(shè)備可以在基站供電中斷的情況獲得額外的供電時(shí)長(zhǎng)，減少基站的批量退服，避免業(yè)務(wù)中斷。