接入网通信电源系统设计探讨

张弛龙

（中网联通信发展集团有限公司，北京 100061）

0 引言

当前通信网根据功能构成、结构，可分成三种不同的类型，即交换、传输以及用户接入网。接入网是连接用户的最后一公里，对运营商的业绩提升具有非常重要的意义，接入网的建设也是运营商重点关注的热点，通信电源系统的设计是接入网建设的重要一环。

1 接入网通信电源系统

1.1 接入网通信电源系统供电方式

根据有关部门提出的标准需求（YD/T1051-2018-通信局（站）电源系统总技术需求）。不同的电源系统构成了不同的局或站。供电方式有三种典型，即分散式、集中式以及混合式。

集中式：交、直流供电系统均集中设置。这种供电方式的好处在于集中管控，便于抢修和维护。设计重点要考虑供电设备方案冗余，以及各种线材的选择。

分散式：在组成与要求方面也集中供电式一样，各个直流供电系统，要分敢楼层进行设置，或是根据有关设备的系统做好设置工作。地点也比较灵活，可以是独立的，也可以与通信设备在一起。优点是系统可靠性较高，利于通信设备的扩容，出现故障一般是局部，影响小。

混合式：混合供电是根据具体环境，组合使用电、风、光、油和储等供电方式。该方式的混合风、光的供电，污染较少，绿色环保，在光缆中继站和微波无人值守中继站使用具有较大的优势。

1.2 接入网电源设计的组成

接入网电源设计包括局（站）外和局（站）内两块内容。局（站）外主要包括交流电的引入、建筑物防雷地网等设计；局（站）内主要包括交流配电、高频开关电源、不间断电源、铅酸或锂电池组、防雷接地等设计。

2 局（站）外设计中应考虑的问题

2.1 交流引入

交流引入电缆宜埋地引入，避免架空方式入局（站）。

在埋地引入遇到问题时，需要把电源系统第一级过电压保护设备的防护等级进行提升。当金属护套电缆进入时，需要做好接地处理。而无金属外护套的，电缆可以穿钢管，直接做好埋地引入工作，主要是在其两边，做好接地保护即可。

2.2 地网敷设

在建筑物周围，做好接地工作（环形体）。机房接地引入线，需要由外调环形接地体引入并做好总汇连通的工作，MDF 架接地母线就近由总接地汇流排接地。

2.3 降低接地电阻的措施

若局站选址为高土壤电阻率地区，可通过增加化学降阻剂、选用ZGD 型低电阻接地模块或采用换土法等降低土壤电阻率。

3 局（站）内设计中应考虑的问题

3.1 容量估算

对于模块局、基站和综合接入机房来说，只需把通信的直流负荷折算到给它供电的整流器输入功率，加上机房专用空调及机房照明负荷功率，再考虑检修等临时性用电，汇总之后就是该局（站）的交流负荷。

从投资和设计角度看，交流和直流配电单元宜考虑按远期需求而配置，整流器、逆变器单元和蓄电池宜考虑按近期负荷而配置。

电源系统第一级过电压保护设备由于现在通信技术发展快，很多新建局（站）相关专业无法预计远期设备的用电量。此时电源设计应根据配线架的容量、业务比例，并考虑适当裕度，推算出终期的直流负荷。

3.2 交流配电箱

交流配电箱应具有手动的市电/油机转换开关，该转换开关应采用具有电气和机械联锁的切换装置。在满足本期工程的同时，应预留开关电源所需分路，便于实现电源设备更新或扩容时不引起系统供电中断。

交流配电箱应做好防雷设计。

3.3 开关电源容量选择

根据《通信电源设备安装工程设计规范》，电源系统整流模块根据N+1冗余配置原则，N 为主用整流模块数量。

3.4 蓄电池组的容量选择

根据《通信电源设备安装工程设计规范》，计算蓄电池需求容量。

字体 代表意义Q 蓄电池容量（Ah）K安全系数，值1.25 I负荷电流（A）T放电率η放电容量系数t 实际电池所在地最低环境温度数值α容量温度系数（电解液温度为25℃，一般1小时率时，取α=0.008）

3.5 接地及等电位连接

为了能让通信设备的安全、质量得到保障，通信电源的交流和直流系统都必须有良好的接地装置。通信局（站）必须采用联合接地方式和等电位联接， 在保证电力系统正常运行的同时，保护人员安全和设备免受损坏。

3.6 电力电缆的选取

电力电缆是电源设计的一个重要方面，电力电缆选择一是要选择型号，二是要做截面的选择。

一般来说，交流电缆是根据允许的电流来选择的。交流电力电缆截面的选择一般有四种方法：按机械强度允许的导体最小截面，按允许的温升按经济电流密度选择及按允许电压损失选择。直流电力线则由线路电压降决定。直流供电回路按允许压降发确定电缆截面共有三种方法：电流矩法、固定压降分配法和最小金属用量法。

3.7 其他需要注意的问题

对于直流供电系统来说，供模块局、移动基站通信设备的直流供电系统是不一样的。系统具有两次下电功能，即当市电停电一段时间后，监控系统先自动将接入一般负荷的接触器断开，切断一般负荷供电，以保证电池继续放电供重要负荷用电，当电池放电至终止电压（1.8V）时，自动断开电池组，以防止过放电而损坏电池。

4 案例分析

以北京市某地区某通信局为例，该局语音设备耗电量2850W，传输设备耗电量520W，数据设备耗电量6230W，合计该局-48V 总负荷用电量为：9600.0W。

根据YD/T5040-2005《通信电源设备安装工程设计规范》，该局具有1路市电，无备用柴油发电机组，蓄电池组后备时间按8小时考虑。电源系统整流模块根据N+1冗余配置原则。直流设备配置如表1。

表1 某通信局直流设备配置表

交流设备配置：交流容量综合考虑负荷需求、蓄电池组充电、空调照明及适当考虑负荷发展，本局拟配置380V/160A 交流配电屏1台。详细数据如下表2。

表2 某通信局交流容量估算表

防雷与接地：机房采用联合接地系统，接地引入线采用40mm×4mm 热镀锌扁钢引至机房内，机房接地系统采用等电位设计。安装好的设备机架、电缆机架及各种金属构件必须接地，机架各部分必须电气连接，配置如表3。

表3 防雷模块配置表

5 结束语

本文基于接入网电源系统设计和优化的要求，理论联系实际，对具体设计方案进行了研讨。通信电源系统的多样性，决定各有其不同的侧重，希望通过本文，能够引起同业人士对接入网通信电源系统设计的进一步关注和研究。