5G電源之間增加直流接觸器的研究

李書勇，余曉勇

（中訊郵電咨詢設計院有限公司，河南 鄭州 450007）

1 項目背景

隨著運營商5G通信基站的規模化部署，新增5G網絡系統后，在原有站址上進行共享建設，基站的設備功耗大幅度增加，對鐵塔公司電源配套提出了更高的要求，同時帶來巨大的挑戰。5G基站電源配套要求如下：

（1）5G設備功耗大，電池容量需求大，機房或室外機柜空間不足；

（2）開關電源容量不足，直流輸出端子不足；

（3）蓄電池占用空間大、備電時長不足；

（4）樓層安全承重問題突出；

（5）市電停電后移動式柴油發電機功率不足[1]。

2 5G電源之間增加直流接觸器分析

5G電源之間增加直流接觸器、微型電源模塊等，能解決的問題：

（1）能解決市電停電后油機發電功率不足的痛點；

（2）能解決機房或室外機柜空間不足的問題；

（3）能提升整站開關電源系統容量，解決輸出端子不足的問題；

（4）能實現5G單獨計量。

3 應用場景

5G電源之間增加直流接觸器、微型電源模塊等的應用場景:

（1）原開關電源直流配電單元輸出端子不足，同時不具備5G 分路計量功能；

（2）原開關電源系統容量不滿足新增5G系統設備功耗；

（3）原開關電源系統容量滿足新增5G系統設備功耗，但是移動式柴油發電機功率不足[2]。

4 核心內容和創新點

（1）微型導軌式開關電源模塊DC1

具有220 V轉48 V功能，檢測舊開關電源或插框嵌入式開關電源，交流輸入端380 V的電壓市電正常、市電停電功能，同時輸出48 V/5 A觸發信號給直流接觸器的線圈。

（2）時間繼電器T1

具有停電來電后延時8 s給微型電源模塊供電。

開關電源廠家：華為、中興、艾默生、動力源、比亞迪等，整流模塊上電后正常啟動時間3～8 s。

（3）直流接觸器Q1

具有兩種工作狀態：斷開或閉合。

（4）電池大電流放電

所有鉛酸蓄電池都支持大電流放電。梯次電池廠家大電流放電為雙登1C、康普盾0.5C、華為1C、南都1C、郎達0.5C等，綜合考慮梯次電池放電安全性和兼容性，大電流放電不超過梯次電池所配容量的50%[3]。

（5）電池充電統一

不同建設場景下，統一規定由新增開關電源為電池充電，減少方案復雜度。

（6）舊開關電源冗余模塊統一處置

拆到本期工程中同類型同廠家開關電源中使用資產分流，拆到分公司運維部做備品備件使用資源精細化配置，實現效益增收。

（7）根據2臺開關電源之間的并機可分為以下3種情況。

情況1：舊開關電源系統容量不足、蓄電池容量不足（且性能也比較差），新增開關電源，蓄電池替換為梯次電池接入新開關電源；舊開關電源對梯次電池充電限流值設為0 A h。如圖1所示。

圖1 開關電源之間的并機情況一

①市電正常時，微型電源模塊DC1檢測到舊開關電源的交流輸入端380 V市電正常，輸出48 V/5 A觸發信號給直流接觸器Q1立即斷開，新舊開關電源為各自輸出負載供電，同時插框電源為梯次電池充電。

②市電停電時，微型電源模塊DC1檢測到舊開關電源的交流輸入端380 V市電停電，無輸出48 V/5 A觸發信號給直流接觸器Q1立即閉合，梯次電池為新舊開關電源的輸出負載供電[4]。

情況2：舊開關電源系統容量不足、蓄電池容量滿足，新增開關電源，利舊蓄電池改接入新開關電源，舊開關電源對蓄電池充電限流值設為0 A h。如圖2所示。

圖2 開關電源之間的并機情況二

①市電正常時，微型電源模塊DC1檢測到舊開關電源的交流輸入端380 V市電正常，輸出48 V/5 A觸發信號給直流接觸器Q1立即斷開，新舊開關電源為各自輸出負載供電，同時新開關電源為利舊蓄電池充電。

②市電停電時，微型電源模塊DC1檢測到舊開關電源的交流輸入端380 V市電停電，無輸出48 V/5 A觸發信號給直流接觸器Q1立即閉合，利舊蓄電池為新舊開關電源的輸出負載供電。

情況3：舊開關電源系統容量不足、蓄電池容量不足（且性能也比較好），新增開關電源，新增梯次電池和蓄電池通過電池合路器接入新開關電源，舊開關電源對梯次電池和蓄電池充電限流值設為0 A h。如圖3所示。

圖3 開關電源之間的并機情況三

①市電正常時，微型電源模塊DC1檢測到舊開關電源的交流輸入端380V市電正常，輸出48V/5A觸發信號給直流接觸器Q1立即斷開，新舊開關電源為各自輸出負載供電，同時新開關電源通過電池合路器為梯次電池和蓄電池充電[5]。

②市電停電時，微型電源模塊DC1檢測到舊開關電源的交流輸入端380 V市電停電，無輸出48 V/5 A觸發信號給直流接觸器Q1立即閉合，梯次電池和蓄電池通過電池合路器為新舊開關電源的輸出負載供電。

5 取得的成效

對5G電源之間增加直流接觸器，滿足了現代通信網對電源和供電的要求，是未來通信電源改造的一種解決方案，改造后效果如下：

（1）能有效對5G單獨計量；

（2）能有效解決雙油機雙電源發電；

（3）能提升整站開關電源系統容量，解決直流配電單元輸出端子不足的問題；

（4）經濟改造成本大概是1 500元左右。

6 結 論

目前已在六盤水鐘山區盛安汽貿站點安裝試點，提升整站開關電源系統容量，節省電池投資和電池占用空間。

（1）選取試點

各區縣現場聯合查勘并選取1～2個站點進行試點，5G電源之間增加直流接觸器。

（2）總結經驗

根據試點情況，總結項目經驗，改正不足，優化試點方案，擴大試點成果。

（3）推廣應用

逐步在六盤水鐵塔或全省逐步推廣。