通信基站用变压器的选择及分析

王鹤玲，许桧，任守涛

(1.沈阳昌信电气工程有限公司，辽宁 沈阳 110141;2.辽宁高科节能热电设计研究院，辽宁沈阳 110141)

1 前言

基站交流供电系统主要向通信基站供应并分配安全、优质、可靠、稳定的交流电源，保证基站开关电源、空调、照明等交流负荷正常稳定工作。变压器则作为通信基站电力外线的主要设备，如何正确选择变压器，是保证通信基站供电系统可靠、稳定、经济运行关键。变压器的选择包括两个方面:一是变压器位置及公用专用的选择;二是变压器容量及型号的选择。

2 通信基站用变压器位置及公用专用的选择

2.1 位置选择

变压器最佳位置是指能使该台区内低压线路的线损、投资和消耗的材料最少的位置。通信基站电力外线采用终端降压，低压直接入户的方式，缩短低压供电距离，减少低压线损耗，供电质量稳定、良好，设备故障率降低。变压器尽量安装在基站附近，方便运行，要避开车辆、行人较多的场所，不得选择在水田边、沼泽地、低洼积水地带，不得选择在陡坡大的山坡上，尽量不占用农田，应选择在地质较好、地势平坦，且便于更换和检修设备的地方。

2.2 公用专用选择

现在市电、农电用电负荷大，如存在季节性停电、电压波动大等因素，且线路压降大，造成电压不稳、断相、拉闸断电情况经常发生，基站停电频繁，停电时间过长，电池频繁充放电，极大地影响了电池使用寿命，给基站留下断站的隐患。所以，设置基站专用变压器，不受其他用户影响，使供电安全保障程度高，停电频率降低。

根据现场情况统计，专用变压器比公用变压器，交流供电中断次数降低70%左右。这将使设备寿命提高60%以上，特别是空调、蓄电池组、开关电源整流模块的故障率、损坏率显著下降，从而降低了维护人员的工作量与工作强度，降低了通信基站维护、运行成本。

3 通信基站用变压器容量的选择

3.1 交流负荷统计(以宏基站为例)

表1

说明:

(1)通信设备功率由通信厂家提供;(2)空调功率见设备铭牌;

(3)照明及仪表为估算;

(4)电池充电功率P(kW):

Q:电池容量，Ah;2.35:均充电压;0.9:开关电源效率。

3.2 计算容量

新建基站大部分在乡镇及农村，以乡镇及农村地区的负荷参数进行计算，如果考虑无功功率和无功功率补偿，则计算公式为

不考虑无功功率和无功功率补偿，仅考虑有功功率，则计算公式为:

S为全部所有交流负荷，包括设备用电、生活用电、照明用电等;Se为变压器的额定容量;K0为同时利用系数，一般取K0=0.9。

一般用户的计算负荷等于变压器额定容量的70%～75%是最经济的。

3.3 容量选择

基站中开关电源的特殊性，要求有交流供电有较大的冗余，开关电源负载不宜超过变压器容量的30%。如果开关电源负载超过变压器容量的30%，整流器产生的高次谐波电流就会使电压波形产生严重畸变，影响开关电源、变压器和其他用电设备的正常工作。

在选择配电变压器容量时，应按实际负荷及5～10年电力发展计划来选定，一般按用电负荷的45% ～70%来选择，综合上述因素及变压器厂家提供的技术数据考虑，变压器配置容量选用20kVA。

在实际工作中，有些地区由于某种原因，采用容量为30kVA的变压器，存在着“大马拉小车”的现象，这不仅会增加一次性投资成本，并且增加了空载损耗和负载损耗。以S11型为例，一台变压器每年多消耗876度电，增加运行成本和电网损耗，占用资源，造成能源浪费。选用20kVA的变压器完全满足基站负荷的使用要求。

4 通信基站用变压器型号的选择

4.1 技术参数表

S9型高压:10 kV;低压:0.4kV;联结组:Y.yno或D.yn11;调压范围:±2×2.5%

表2

S11型高压:10kV;低压:0.4kV;联结组:Y.yno或D.yn11;调压范围:±5%或±2×2.5%

表3

4.2 型号选择

近年来，国家开发的新型节能型变压器有S7和S9及S11三大类。S7型为较高损耗变压器，S9型为较低损耗变压器，S11型为低损耗变压器。S7型及以前型号产品列入到国家淘汰的机电产品，不能选用，应首选节能型低损耗变压器。

S9系列配电变压器的设计以增加有效材料用量来实现降低损耗，主要是增加铁心截面积以降低磁通密度，高低压绕组均使用铜导线，并加大导线截面，降低绕组电流密度，从而降低空载损耗和负载损耗。

S11系列变压器是在S9系列的基础上改进结构设计，选用超薄型硅钢片，进一步降低空载损耗而开发出来的，通过技术参数表对比，S9型、S11变压器的负载损耗两者相当，但空载损耗S11系列比S9系列降低(约降低30%以上)，空载电流减小。

从经济上看，S11型变压器比S9型价格高10%左右，不会造成投资急剧增加，且价差可在2～3年收回投资，投资回收期短，见效快，由于S9型与S11型变压器价格相差不大，运行管理基本相同，而S11型性能明显优于S9型变压器，故新建基站用变压器不宜再选S9系列，应选用S11系列。

5 结束语

综上所述，对于农村及乡镇地区通信基站用变压器宜选择为S11－20kVA，无论是降低成本还是减少损耗方面，都是经济、合理的，能保障通讯基站设备安全、良好、稳定、高效运行。

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