无线基站通信电源的选型与配置
王志勇
一、概述
北京无线信息网是数字北京重要的组成部分。其骨干网架构采用了SDH微波＋ATM交换机的方式，承担着数字、图像、语音的综合信息传送业务。其骨干网通信基站均采用了无人值守方式，因此在系统设计时对基站的通信电源系统的设计将直接关系到全网的长期稳定运行，每一秒钟的链路中断在宽带多媒体业务平台上所造成的用户业务的损失将是无法估量的。因此在北京无线信息网建设之初我们就首先对通信电源系统进行了充分的分析论证及设备的选型，同时尽量在成本得以接受的条件下获得较高的性能价格比。
通信基站的通信电源系统基本上按照国家通信行业标准《通信电源设备安装设备规范》及《通信工程电源系统防雷技术规定》来进行设计，并参照了相关通信设备电源系统供电指标及《电信电源技术维护规程》。在贯彻国家技术政策的同时，我们遵照执行国家防空、防震、消防、和环境保护有关规定并充分考虑自然灾害，如雷击等特殊条件下的安全保障。此外根据无人值守的特点，在设备选型时，我们配置采用了远程集中监控即三遥功能。在设计的总体方案中我们以近期建设规模为主，兼顾建设和网络的发展情况、设备寿命、扩建、扩容等可能因素达到降低工程总体造价和维护成本的目的。同时，我们在设计时也考虑了设备的技术先进型，将国内国外多家设备进行比较力求达到先进、实用、经济。
在系统设计及选型配置中主要分为三步进行：基站供电需求分析、设备指标分析与比较、设备测试。
二、北京无线信息网微波基站供电需求分析
通信基站供电，一般给以下两类负荷供电。一类是通信设备，一类是站内建筑用电。
北京无线信息网基站设备主要由三部分构成：骨干网交换机、SDH微波/PDH微波、边缘路由设备及空调、照明、19英吋机柜等外围设备。
因此在基站通信电源供电系统中分为以下几部分进行考虑：
＊交直流负荷的电压电流和功率；
＊直流电源；
＊交流电源；
＊自备独立电源；
＊交直流电力线；
＊避雷、接地系统；
＊监控系统。
由于北京无线信息网骨干网交换机和SDH微波采用直流基础电源－48V供电，空调、路由器、机柜风扇等其它设备工作于交流220V市电状态。总的所需－48V直流功率为48V/20A，即约1k伏安。交流峰值功率为220V/10A即约为2k伏安。根据通信设备供电指标，－48V基础电源的电压变动范围和杂音电压要求如表1。
在保证安全效率及技术先进性前提下，直流电源全部选用高频开关型电源，并按n+1冗余方式配置电源整流模块，n只主用1只备用。外加一只主控模块，容量按负荷电流和电池均充电流之和确定。
通信基站一般采用市电，由当地供电局的发电厂或变电站引出以10kV高压配电线引入局内，经专用变压器降压变成380/220V低压后供电给基站所在建筑经过基站配电系统提供经通信电源。当市电信停电或故障不能正常供电时，需由自备的柴油（或）汽油发电机组提供交流电。由于北京无线信息网选址均位于北京市大型商用办公大厦上，基本上每幢大厦都可以提供两路到三路供电。并根据常年统计结果，选择在年市电中断时间累计小于4小时，一次停电小于20分钟的大厦建筑上。基本上所选大厦可提供一类市电即从两个稳定可靠的独立电源各自引入一路供电线。两路电源不同时出现检修停电，平均每月停电次数不大于1次，平将每次故障时间不大于0.5小时的要求。并且两路供电线配置，有备用市电电源自动投入装置。这样虽然站址租金成本较高但安全可靠，可以仅用UPS逆变器和蓄电池组供电来提供不间断供电，UPS总容量按最大负荷功率确定，即可满足基站用电需求，而不必采购大量油机发电机组，以减少基站占地面积，同时也可以大大降低维护人员成本的支出。直流供电系统应采用在线充电方式以全浮充制运行。电池电压、电池再充电或均衡充电电压、初充电电压等均应根据蓄电池种类和通信设备端子电压计算确定。蓄电池是保证直流不间断供电的最后一道防线，是技术维护工作中的重中之重。阀控式密封铅酸蓄电池的预期寿命是在环境温度为25度，浮充电压不超过2.25Ｖ／只，且处于长期浮充状态下的寿命，这是一个设计的理论值。要选择品质好的阀控式密封铅酸蓄电池，从生产电池的角度来看，由于其使用场所及放电方式不同，因此对电池的要求也是不一样的。对常用的阀控式密封铅配蓄电池电压要求为下表所示范围如表2。