ZTE 基站配套電源施工及規范分析

古思建

（廣東海格怡創科技有限公司，廣東 廣州 510627）

0 引言

無線通信技術可以讓任何人（Whoever）、任何時候（Whenever）、任何地方（Wherever）、任何種方式（Whatever）、任何其他人（Whomever）完成各種信息的準確交互。而無線通信基站的建設正是該技術得以高水準發揮的關鍵所在。在中興通訊ZTE 基站新建或改造過程中，電源系統作為整體設備穩定運行的重要部分，必須通過合理選擇電源設備，規范布設室內外交直流輸電線路，從而保障基站安全穩定運行[1]。

本文闡述ZTE 基站配套電源系統施工主要針對5類常見場景：新建標準宏基站、舊站共址改造、新建射頻單元（無線遠端單元radio remote unit，RRU/有源天線單元active antenna unit，AAU）配套電源、室外標準化機柜電源系統和遠程直流供電系統。

1 新建標準宏基站配套電源

以廣東某運營商新建基站配套電源項目為例，根據項目要求該項目最低需要1 路三類以上的市電電源引入。

根據實際情況，該站交流負荷標準應按照10-30kW布設，市電取電點開關容量應按照100A/3P 標準，布設其容量下限應控制在63A/3P 以上。交流市電采用銅芯電纜或者鋁芯電纜其截面均不得低于4×25mm2或4×35mm2，對于高山、郊區宏基站使用的交流電纜需采用水泥包封的方式實施敷設。其主要標準如下。

（1）人行道下埋地電纜深度應在地下0.7m 以上，車行道下埋地電纜深度應在地下0.8m 以上。在實施電纜施工時應在周圍敷設洗砂層或軟土層其厚度應控制在100mm 左右，再填入磚塊、混凝土或石板等措施進行保護，保護板長度將電纜全部覆蓋并且超過兩側40mm。

（2）下水道布設電纜時應適當添加鋼管對其加以保護，保護鋼管內徑應根據電纜外徑而定通常需要大于1.4 倍。取電處開關容量、編號、位置等詳細信息應在設計配套方案中清楚體現。

某新建宏蜂窩以建設1 套3G、1 套4G 以及1 套5G 宏基站為例。ZTE5G 的大量的多入多出技術（multiple-input multiple-output，massive MIMO）是以更高的計算成本為代價來降低傳輸功耗，傳輸速率數倍于4G基站，隨著5G 業務的不斷發展，單個5G 基站功耗將是4G 基站的3～4 倍，且考慮到未來擴容的潛在需求，3/4G和5G 基站應予以區分，需設計2 套交直流供電系統，分別由1 套開關組合-48V 高頻電源（含監控模塊、整流模塊、直流配電和交流配電模塊）以及鐵鋰或者鉛酸閥控式蓄電池組構成[2]。

本次項目采用壁掛式交流配電箱，其容量應根據項目長期負荷程度合理選擇，配置100A 輸入開關并根據當地相關部門標準設計電表，負載功率預算如下。

（1）按2500W 標準計算時分同步的碼分多址技術（timedivision-synchronous code division multiple access，TD-SCDMA）宏蜂窩基站相關配備的無線設備。

（2）長期演進（TD-SCDMA long term evolution，TDLTE）基站應用按照2100W 計算包括RRU、基于帶寬的單元（bandwidth based unit，BBU）等無線設備功耗。

（3）按照3100W 計算頻分雙工（frequency division duplex/duplexing，FDD）或窄帶物聯網（narrow Bband internet of things，NB-IoT）基站相關設備。

（4）5G 通信設備應按照3700W 計算平均功耗，按照4600W 計算其最大功耗。

（5）按照3000W 作為預存容量配置廣州、深圳等人群密集區的2G 設備，其他區域或城市則按照2000W預留容量配置。

如果在項目改造工程開始之前相關設備已經確定，則需根據其真實負荷情況設置預留容量。

根據行業標準應選擇蓄電池兩組布設新建基站后備電源，對于機房條件特殊的基站可適當減少蓄電池組。不得并聯使用不同時期、型號、容量和廠家生產的蓄電池組。關于電池放電應按照相關標準執行，由于部分基站并沒有配置相應的油機則必須按照具體情況分別處理區分市電類型，對于二類及下市電區域需根據具體情況適當延長電池續航時間。鄉鎮及城郊基站后備配套電池組時間應在5h 以上，山區及鄉村基站后備配套電池組時間應在7h 以上。電源機架高頻開關組容量應配置600A 以上，配置整流模塊容量時則要根據電池充電和本次負荷電流進行綜合考慮，應按N+1 次整流模塊冗余布設。可根據基站附近區域降雨情況安裝防雷器，防雷器應配置在交流配電箱附近，雷電多發山區或者城郊地區則需配置150KA 防雷器。

2 舊址共用宏基站配套電源

2.1 基礎配套電源設置

對于舊址共用基站配套電源系統的場景，若市電接入電纜為25mm2以下相線截面鋁線電纜或不超過16mm2相線截面的銅線，需將其替換為銅芯電纜或者鋁芯電纜，其截面應大于4×25mm2或4×35mm2。將小于100A 容量進線開關替換為100A。共址基站應最大限度采用公用直流和原交系統，如過負荷需參照相關標準進行新增。而交流配電箱也應盡可能采用原始設備，如特殊情況也可同樣參照相關標準進行新增。基站負載功率預算如下。

（1）按照2500W 計算TD-SCDMA 基站相關新增無線設備。

（2）按照2100W 計算TD-LTE 基站相關新增無線設備。

（3）按照3100W 計算FDD/NB-IoT 基站相關無線設備。

（4）5G 通信設備應按照3700W 和4600W 計算其平均功耗和最大功耗。

如果項目在改造工程開始之前相關設備已經確定，則需按照真實負荷情況設置預留容量。根據機房面積、承受負載以及后備時間需求綜合考慮置換升級后備蓄電池組容量。

2.2 電源設備配置改造原則

蜂窩物聯網、TD-LTE 和TD-SCDMA 基站相關設備應與原始設備使用相同的直流供電系統。若現有電源機架最大容量滿足原始設備以及新增設備的供電需求，可以只針對原始開關電源通過增加整流模塊方式實施擴容，如果目前設備容量無法滿足需求則必須替換升級原有設備，針對部分容量在300A 以下的開關電源應將容量升級為600A[3]。

應根據項目實際需求設計符合標準的直流分路數量和容量，蜂窩物聯網、TD-LTE 以及TD-SCDMA 基站需求2 路直流分路器，標準容量為63～100A；室內覆蓋供電站則需要3 路直流分路器，標準容量為32～63A。

電源開關配電直流端子應按照實際情況和相關需求合理改造，如現有設備無法滿足相關需求，則適當更換或增加配電開關以及配電箱等設備。

3 新建射頻單位（RRU/AAU）配套電源

3.1 新建射頻單元（RRU/AAU）供電方案

整體供電方案可分為遠程直流、-48V 集中以及200V 交流供電三種形式。本次項目應實地情況進行合理布置，結合BBU 與RRU/AAU 配套電源安裝距離、數量、功耗、相關設備電源安裝位置以及線路敷設施工條件，并根據相應的優先級來確定具體施工方案，嚴禁采用遠程高壓交流供電模式。

當BBU 與RRU/AAU 電纜距離超過100m 時，則需優先使用信號源處標準配置的-48V 電源。如施工場地無法滿足安裝要求，則可采用本地220V 交流電源供電。當BBU 與RRU/AAU 電纜距離在100～300m 之間時，可根據具體情況適當改變安裝方案。

3.2 后備電源配置原則

應根據基站附近不同區域用電量及用電環境合理配置后備電源，針對相對良好的用電區域實際上可以不進行后備電源建設。維護部門需在會審工程設計階段向相關建設單位提交各個供電站點的詳細停電信息數據，相關建設單位應結合總公司頒布的相關電池配置標準針對不同場景分別配置。

對于站點附近酒店、旅游區、鄉鎮地區、別墅區、寫字間、商務區、城市居民小區、高校園區、高校宿舍、高速公路沿線等地區，均以過往一年內附近供電站點供電情況而配置后備電源，如以上區域每月平均停電次數超過2 次且在最近2 個月都有發生，則需配置相應的后備電源。除重要行業相關場所、政府部門、特殊集團外，原則上并不需要單獨配備5GAAU 后備電源。新建RRU 后備電源應合理配置，在采用本地（220V 交流電）供電方式時，應在附近區域配置一套小型直流電源系統，其續航時間應與新建BBU 保持一致，而采用遠程直流或集中-48V 供電時則無須配備[4]。

4 室外標準化機柜電源系統

室外標準化機柜電源配置應包括蓄電池組、監控模塊、整流模塊高頻開關以及交流、直流配電單元。最低配置1 路容量32A 總輸入開關以及4～6 路容量16A輸出開關供集成空調和整流模塊使用，關于電涌保護器方面也應符合相關規范。引入220V 交流電的場景應配置符合標準的高頻開關電源，整流模塊采用N+1 冗余配置，還需設置整流模塊休眠功能以延長模塊壽命。蓄電池需要根據具體情況單獨配置，不允許與其他設備混合安裝。

5 遠程直流供電系統

5.1 室內電源線敷設

電源線的數量、規格以及顏色應根據負荷進行選擇，要符合相關設計標準，如表1 所示。

表1 電源線設計標準

除此之外，熔絲容量、螺絲、空開、接線端子等材料規格也應符合相關設計標準。交流線纜與直流電線纜要分開布設，嚴禁將兩者混扎捆帶，電纜敷設過程中需盡量將未布設的電纜放置在絕緣套管或阻燃線槽內，避免與地面直接接觸。敷設電源線需保持整齊、平直、靠攏不得出現凹凸不平或者極度彎曲，電源線在走線架上敷設綁扎的間隔也需嚴格遵照項目標準執行，確保線扣綁扎松緊合適和整齊。橫鐵下的麻線不得出現交叉現象且接頭不可暴露在外。電源線敷設過程中遇到轉彎時其曲率半徑必須在整體電纜半徑的6 倍以上，穿鋼管位置、管徑以及敷設過程必須符合相關要求，管口應保持光滑、干燥、整潔接頭緊密。穿線管不得出現電源線接頭并嚴格按照設計標準進行密封處理，合理設置直流電源路數、路由及其他相關設備位置[5]。

5.2 室外遠程直流供電電纜敷設

輸電線纜在人孔、管道、豎井、通道、走線架、墻壁等方面的敷設必須按照相關標準嚴格實施，需確保遠供電源線整體安裝環境安全暢通，在走線時應設相關標識牌來顯示高壓、雙端路由、輸電電壓以及光纜等詳細信息。根據實地情況布置防水措施，包括導線接頭、線纜以及外報護套的防水防潮措施。應在電線桿處預留500mm 彎長度以及250～300mm 的掛鉤下垂距離，并合理布設網紋管，保護電源線不受損壞。對于子管口突出來的電源線，應采用施工膠帶均勻封堵且保持外表美觀。

為方便后期維護應合理設置相關標識牌來區別電源線，在遇到墻壁或者桿路敷設跨路時也應懸掛相應的警示牌。在直埋敷設電源線時可以同溝敷設相關光纜或者電纜，但在施工時應整體平行排列不可出現交叉或者重疊現象，同溝敷設平行纜線間距應在100mm以上。在進行直埋施工時應保持在0.8m 以上的直埋深度，并在特殊區域、直線或者轉彎點合理設置標志。直埋敷設時應在電源線整體長度超過500m 時布配備設備維護設施，每間隔500m 通常設置一個400mm×400mm 方形井口設備維護井。此外戶外電纜需隱蔽處理，如遇過馬路或者其他建筑障礙時應根據實際情況設置穿線管道，并在末尾和中間接頭位置預留2～3m 的施工距離。

6 結語

綜上所述，基站新建和改造必須對現有和原有設備進行細致分析研究，選擇合適的供電設備設施。通過合理制定基站的電源供電方案，結合基站原始設施和實地情況進行電源配套施工，并建立基站供電的遠程監控系統，從而整體完備基站電源。