移動基站通信電源係統設計
發布時間:2011-03-23 來源:中國電源網
中心議題:
- 移動基站的特殊條件及對通信電源設備的要求
- 移動基站通信電源係統的可靠性、可維性和可用性解決方案
1 移動基站的特殊條件及對通信電源設備的要求
隨sui著zhe移yi動dong通tong信xin的de高gao速su發fa展zhan,移yi動dong基ji站zhan的de數shu量liang在zai不bu斷duan增zeng加jia,並bing由you城cheng市shi逐zhu步bu向xiang偏pian僻pi的de鄉xiang村cun發fa展zhan。散san落luo在zai人ren們men生sheng活huo中zhong每mei一yi個ge角jiao落luo的de移yi動dong基ji站zhan,與yu一yi般ban通tong信xin機ji房fang相xiang比bi有you其qi特te殊shu的de工gong作zuo條tiao件jian。這zhe些xie特te殊shu的de工gong作zuo條tiao件jian對dui用yong於yu移yi動dong基ji站zhan的de通tong信xin電dian源yuan設she備bei提ti出chu了le更geng高gao的de要yao求qiu。主zhu要yao表biao現xian在zai以yi下xia幾ji個ge方fang麵mian:
1)采用農網供電的移動基站其供電質量無法得到保證,因此要求通信電源能適應較寬的電網電壓波動,一般在±30%以上。另外,移動基站電網的操作過電壓、雷電過電壓較嚴重,通信電源應有可靠的過電壓及防雷保護措施。
2)許多移動基站在設備投運初期,經常有潮濕、高溫、粉塵等情況出現,因此要求通信電源具有防潮、防高溫、防塵等措施。
3)移動基站數量多、無人職守,因此要求通信電源維護方便、操作簡單,具有遠方監控和較強的故障診斷功能。
4)為保證通信暢通,移動基站通信電源應具有缺相運行功能。
2 移動基站通信電源係統的可靠性、可維性和可用性解決方案
針對移動基站對通信電源設備的具體要求,而提出的移動基站通信電源係統的可靠性、可維性和可用性解決方案如下:
2.1移動基站通信電源係統的可靠性設計
移動基站通信電源係統的可靠性設計,主要用於解決移動基站特殊環境對通信電源係統提出的過高要求。可靠性解決方案如下:
1)將電源模塊允許的交流輸入電壓波動範圍提高到±30%,這樣可提高電源係統對電網的適應性。
2)電源模塊采用自然冷卻方式,自然冷卻(與風冷相比)可從根本上避免由於風機損壞對電源係統可靠性的影響和電源運行若幹年後需要大麵積更換風機的風險。
3)移動基站通信電源係統增設綜合過電壓保護電路,並將雷電過電壓保護、非雷電過電壓保護一體化,保證在出現雷電過電壓、非雷電過電壓時,移動基站通信電源可以得到有效的保護。移動基站通信電源綜合過電壓保護原理電路如圖1所示。

4)移動基站通信電源的故障隔離設計是提高電源係統可靠性的重要方法。該設計將電源監控故障與電源模塊故障隔離開來;將故障電源模塊與正常電源模塊隔離開來。使電源係統在電源監控故障、部分電源模塊故障時仍可以繼續供電。
2.2移動基站通信電源係統的可維性設計
移動基站通信電源係統的可維性設計的目的是使通信電源係統的故障維修盡量簡單。主要表現在電源模塊更換的方便性、係統故障的診斷等。可維性解決方案如下:
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1)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)的(de)安(an)裝(zhuang)方(fang)式(shi)采(cai)用(yong)帶(dai)電(dian)插(cha)拔(ba)方(fang)式(shi),電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)在(zai)任(ren)何(he)狀(zhuang)態(tai)下(xia)可(ke)任(ren)意(yi)插(cha)入(ru)和(he)拔(ba)出(chu)。為(wei)此(ci),設(she)計(ji)了(le)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)動(dong)態(tai)識(shi)別(bie)電(dian)路(lu),該(gai)電(dian)路(lu)可(ke)以(yi)保(bao)證(zheng)在(zai)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)插(cha)拔(ba)過(guo)程(cheng)中(zhong)不(bu)影(ying)響(xiang)係(xi)統(tong)均(jun)流(liu)電(dian)路(lu)的(de)工(gong)作(zuo)。帶(dai)電(dian)插(cha)拔(ba)均(jun)流(liu)總(zong)線(xian)動(dong)態(tai)識(shi)別(bie)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)如(ru)圖(tu)2所示。

電路中A點的電位跟隨均流總線的電位變化。正常的負載變化時,均流總線上電位的變化較小,帶電插拔均流總線動態識別控製電路輸出點B的電位為低電平,均流繼電器保持吸合不變;當均流總線電位的變化較大時,帶電插拔均流總線動態識別控製電路輸出點B為wei高gao電dian平ping,均jun流liu繼ji電dian器qi斷duan電dian,模mo塊kuai輸shu出chu的de均jun流liu線xian與yu係xi統tong均jun流liu總zong線xian斷duan開kai,模mo塊kuai運yun行xing不bu受shou均jun流liu總zong線xian突tu變bian的de影ying響xiang。當dang係xi統tong恢hui複fu正zheng常chang時shi帶dai電dian插cha拔ba均jun流liu總zong線xian動dong態tai識shi別bie控kong製zhi電dian路lu輸shu出chu恢hui複fu低di電dian平ping,均jun流liu繼ji電dian器qi吸xi合he,係xi統tong正zheng常chang運yun行xing。電dian源yuan模mo塊kuai的de帶dai電dian插cha拔ba可ke使shi電dian源yuan係xi統tong的de維wei修xiu時shi間jian最zui短duan、維修難度最低。
2)移動基站通信電源係統監控的故障診斷功能為電源係統的維護提供方便。故障診斷軟件可對電源模塊的內部故障,電源係統的輸入、輸(shu)出(chu)故(gu)障(zhang)提(ti)供(gong)準(zhun)確(que)的(de)故(gu)障(zhang)診(zhen)斷(duan)及(ji)故(gu)障(zhang)定(ding)位(wei),並(bing)將(jiang)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)的(de)故(gu)障(zhang)信(xin)息(xi)遠(yuan)傳(chuan)至(zhi)交(jiao)換(huan)中(zhong)心(xin)的(de)值(zhi)班(ban)室(shi),為(wei)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)的(de)維(wei)修(xiu)提(ti)供(gong)準(zhun)確(que)的(de)信(xin)息(xi)服(fu)務(wu)。
2.3移動基站通信電源係統的可用性設計
yidongjizhantongxindianyuanxitongdekeyongxingshejidemudeshishitongxindianyuanxitongshiyingyidongjizhanteshugongkuangdeyaoqiu。duiyidongjizhantongxindianyuanxitongdekeyongxingjiejuefanganzhuyaoyouyixiajigefangmian:
1)電dian源yuan模mo塊kuai的de帶dai載zai特te性xing移yi動dong基ji站zhan的de特te殊shu工gong況kuang是shi電dian源yuan係xi統tong安an裝zhuang調tiao試shi時shi電dian源yuan設she備bei經jing常chang處chu於yu空kong載zai狀zhuang態tai,正zheng常chang運yun行xing時shi電dian源yuan設she備bei處chu於yu輕qing載zai狀zhuang態tai。為wei提ti高gao通tong信xin電dian源yuan係xi統tong的de可ke用yong性xing,而er對dui電dian源yuan模mo塊kuai的de電dian路lu拓tuo撲pu及ji控kong製zhi電dian路lu進jin行xing了le改gai進jin,使shi電dian源yuan係xi統tong可ke以yi在zai空kong載zai狀zhuang態tai下xia長chang期qi運yun行xing,48V/50A電源模塊的空載損耗小於20W,輕載時的效率得到提高。
2)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)的(de)缺(que)相(xiang)運(yun)行(xing)特(te)性(xing)移(yi)動(dong)基(ji)站(zhan)的(de)供(gong)電(dian)質(zhi)量(liang)無(wu)法(fa)得(de)到(dao)保(bao)證(zheng),有(you)時(shi)輸(shu)入(ru)電(dian)源(yuan)會(hui)缺(que)一(yi)相(xiang),這(zhe)對(dui)三(san)相(xiang)輸(shu)入(ru)的(de)高(gao)頻(pin)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)而(er)言(yan),正(zheng)常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia)應(ying)該(gai)立(li)刻(ke)保(bao)護(hu),關(guan)閉(bi)模(mo)塊(kuai)。但(dan)這(zhe)樣(yang)對(dui)電(dian)源(yuan)維(wei)護(hu)時(shi)間(jian)提(ti)出(chu)了(le)較(jiao)高(gao)的(de)要(yao)求(qiu)。為(wei)此(ci),在(zai)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)設(she)計(ji)時(shi)增(zeng)加(jia)了(le)缺(que)相(xiang)運(yun)行(xing)功(gong)能(neng)。當(dang)出(chu)現(xian)輸(shu)入(ru)電(dian)源(yuan)缺(que)一(yi)相(xiang)時(shi),電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)在(zai)提(ti)供(gong)缺(que)相(xiang)故(gu)障(zhang)告(gao)警(jing)的(de)同(tong)時(shi),應(ying)可(ke)繼(ji)續(xu)運(yun)行(xing),並(bing)可(ke)帶(dai)50%以下的負載。缺相不停機為移動基站的通信暢通提供了可靠保證。
3)電源係統的蓄電池實現智能管理電源監控單元與電源模塊配合,將蓄電池的均衡充電分為恒流、恒heng壓ya兩liang個ge階jie段duan。蓄xu電dian池chi的de均jun浮fu充chong電dian壓ya按an蓄xu電dian池chi的de具ju體ti參can數shu設she置zhi。蓄xu電dian池chi的de均jun浮fu充chong電dian壓ya根gen據ju蓄xu電dian池chi的de環huan境jing溫wen度du由you監jian控kong自zi動dong進jin行xing補bu償chang調tiao整zheng,使shi蓄xu電dian池chi在zai各ge種zhong環huan境jing溫wen度du下xia都dou能neng保bao持chi滿man容rong狀zhuang態tai。
3 結語
移yi動dong基ji站zhan的de特te殊shu工gong作zuo環huan境jing與yu工gong況kuang,決jue定ding了le對dui移yi動dong基ji站zhan通tong信xin電dian源yuan係xi統tong的de特te殊shu要yao求qiu。結jie合he為wei移yi動dong基ji站zhan提ti供gong電dian源yuan的de實shi踐jian與yu經jing驗yan教jiao訓xun,提ti出chu了le移yi動dong基ji站zhan通tong信xin電dian源yuan係xi統tong可ke靠kao性xing、可維性和可用性解決方案。該方案已經在我們的產品中得以實現,並在具體應用中得到驗證。實踐表明,模塊的帶電插拔特性、空載運行特性、允許輸入電壓波動範圍大、故障診斷功能、自然冷卻方式對移動基站電源係統是非常需要的。
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