關于通信保障中便攜式應急電源的研究與使用

王薇

摘要：隨著通信企業網絡和業務的快速演變，人們對通信網絡的業務需求和性能要求不斷提高，因通信網絡一直處于不斷建設和優化的交迭中，經常發生基站設備斷電故障的情況。對于蓄電池續航不足、動力環境監控失效、配電空開熔絲及線纜故障等通信保障的搶修時限均可控。但如果動力設備中最重要的開關電源設備發生嚴重故障、燒毀、水毀、雷擊或者其他問題時，機房內所有業務全部中斷，替換開關電源搶修時間至少需要12小時以上，會導致客戶感知體驗較差并引起大量投訴。因而，針對通信保障中便攜式應急電源的使用值得深入研究。

關鍵詞：通信網絡;開關電源;電池;動力環境監控;

正文：

隨著開關電源設備入網使用年限的增加，設備的性能在逐年下降，如果開關電源出現故障且備件庫房有備件，開關電源整機替換，由于設備分路較多恢復時限全在12小時以上，如替換過程中備件的新電源與原電源規格型號、大小尺寸不一致，那就需要用電設備線纜重新布放，替換時間需要進一步延長，但如果出現庫房無備件情況，需要3天以上時間才能完成備件的申請及替換工作。如果故障的開關電源下帶重要業務如家寬bras、交換機或集團客戶業務將會產生大量投訴，后果及其嚴重，需要一種應急直流電源設備，在原有開關電源系統發生故障時，緊急調用該應急設備，并能夠快速連接安裝，確保機房內通信不退服不中斷。

1.便攜式應急電源的思路

通信保障的搶修原則本著“先搶通再搶修”，如何利用最短的歷時搶通業務是關鍵點，同時也考慮到故障搶修工作并不是人多力量大而是更多依靠維護人員的經驗和技術水平完成的，因而應急設備具備靈活、便攜和安全的操作是設計的核心點，從而需要一個體積小、重量輕、易安裝的便攜式電源，最好到站應急安裝時間控制在30分鐘以內，為開關電源整機替換搶修爭取時間。經過調查市面上已出現有一定的生產規模的高價值產品，但購買一臺應急設備的價格遠遠高于集中采購單臺電源柜的價格，從成本核算上存在一定的采購風險，因而方案的最初設計思路是從積累的實際工作經驗中探索，隨著5G站點建設比例逐漸提升，越來越多的"陳舊"開關電源被替換，或放置倉庫或報廢處理。造成了大量的資產閑置和浪費，為充分發揮當前降本增效的理念，最好對利舊報廢的開關電源進行改造。

2.便攜式應急電源的成果展示

通信系統基站用的開關電源裝置，包括交流配電、整流模塊、監控模塊和直流配電。實際便攜式應急電源主要工作目標是速實現交流電轉換成直流電，保證直流供電的設備及所攜帶的業務穩定，并不需要完全替代開關電源的所有功能，因而便攜式應急電源主要核心器件就在整流模塊上。最簡單的連接為交流配電模塊的交流輸出端接整流模塊的交流電源輸入端，整流模塊的直流輸出端接直流配電模塊的輸入端，電池輸入端設置在直流配電模塊的下部，目前現網開關電源直流負荷在200A以下的占比為90%，考慮到模塊備份，應急電源容量設計為直流300A，可放置6個直流模塊同時工作。

2.1便攜式應急電源的設計

按照設計方案利用報廢的開關電源為有源器件的來源，經過對艾默生、珠江、動力源、中達等廠家的多臺報廢開關電源工作原理和供電路由走向的研究，按照體積小、重量輕、易安裝的原則并對可行性進行現場探討，綜合考量后選取珠江品牌的開關電源進行設計。于2021年9月開始對珠江開關電源整流部件拆除，同時制定拼裝原理圖及路由圖，同期根據原理圖進行供電路由拼裝，經過多次試驗后確定最終供電線路組裝方式，于2021年12月份完成設備外部器件設計，截止到2022年4月份進行現場測試8次夜間割接測試38次，業務均未中斷，使用效果較好。

2.2便攜式應急電源的成品展示

便攜式應急電源運輸方便、攜帶輕便及可快速部署，輸出為直流-48V，直流輸出線纜只有正負2條電源線，使用時只需要連接4條交流線纜，2條直流線纜。

常規開關電源尺寸600mm*600mm*2200mm，重量75KG，需要3～4人搬運。便攜式應急電源尺寸535mm（寬）×300mm（深）×200mm（高），重量10KG，一人就可以完成攜帶、接線、安裝等操作，到站安裝接線最短時間為20分鐘。

2.3便攜式應急電源的特點

便攜式應急電源具備高可靠性，超寬電壓輸入范圍160～270V，適用于市電及油機，超寬工作溫度范圍-30～+45℃，環境適應能力強，適應各種地理區域，配備6個獨立運行模塊，模塊間互為主備，安全性高，模塊效率>92%，節省電費支出，便攜式開關電源輸出功率直流可達到300A，適用于現網所有開關電源的應急使用。

3.便攜式應急電源的應用

如整機開關電源替換，需要連接4條交流線纜，26條以上直流線纜，且有可能存在原有線纜長度不足情況，搶修時間長，時間不可控，業務不能及時恢復，極易產生重大故障。便攜式應急電源依據多年維護經驗，根據現網開關電源燒毀不易快速恢復的痛點難點問題而研發，理論搶通時間30分鐘以內，保證機房內設備均通電正常運行。適用于室內機房/戶外機柜/于弱電井 / 樓梯間/地下室等不同應用場景。適用于匯聚機房、節點機房、室外基站、下沉olt機房、微站/拉遠站等不同性質機房。適用于bras設備、9306、6330、5700、ptn、otn、bbu、rru等不同業務的通信設備。

結論：

便攜式應急電源在開關電源嚴重故障等緊急情況可以快速搶通業務，為開關電源整機維修或替換爭取時間，具有便攜性、可靠性、易操作性，在通信動力搶修中應用及使用價值極高。設備利舊預估單臺節省費用為：每臺電源配置6個模塊，每個模塊造價1450元，每臺電源節省1450*6=8700元。

參考文獻

[1]李正良. 通信基站老開關電源改造再利用

[2]王軼群， 王立軍， 任獻忠，等. 通信系統基站用開關電源裝置