5G电源之间增加直流接触器的研究

李书勇，余晓勇

（中讯邮电咨询设计院有限公司，河南 郑州 450007）

1 项目背景

随着运营商5G通信基站的规模化部署，新增5G网络系统后，在原有站址上进行共享建设，基站的设备功耗大幅度增加，对铁塔公司电源配套提出了更高的要求，同时带来巨大的挑战。5G基站电源配套要求如下：

（1）5G设备功耗大，电池容量需求大，机房或室外机柜空间不足；

（2）开关电源容量不足，直流输出端子不足；

（3）蓄电池占用空间大、备电时长不足；

（4）楼层安全承重问题突出；

（5）市电停电后移动式柴油发电机功率不足[1]。

2 5G电源之间增加直流接触器分析

5G电源之间增加直流接触器、微型电源模块等，能解决的问题：

（1）能解决市电停电后油机发电功率不足的痛点；

（2）能解决机房或室外机柜空间不足的问题；

（3）能提升整站开关电源系统容量，解决输出端子不足的问题；

（4）能实现5G单独计量。

3 应用场景

5G电源之间增加直流接触器、微型电源模块等的应用场景:

（1）原开关电源直流配电单元输出端子不足，同时不具备5G 分路计量功能；

（2）原开关电源系统容量不满足新增5G系统设备功耗；

（3）原开关电源系统容量满足新增5G系统设备功耗，但是移动式柴油发电机功率不足[2]。

4 核心内容和创新点

（1）微型导轨式开关电源模块DC1

具有220 V转48 V功能，检测旧开关电源或插框嵌入式开关电源，交流输入端380 V的电压市电正常、市电停电功能，同时输出48 V/5 A触发信号给直流接触器的线圈。

（2）时间继电器T1

具有停电来电后延时8 s给微型电源模块供电。

开关电源厂家：华为、中兴、艾默生、动力源、比亚迪等，整流模块上电后正常启动时间3～8 s。

（3）直流接触器Q1

具有两种工作状态：断开或闭合。

（4）电池大电流放电

所有铅酸蓄电池都支持大电流放电。梯次电池厂家大电流放电为双登1C、康普盾0.5C、华为1C、南都1C、郎达0.5C等，综合考虑梯次电池放电安全性和兼容性，大电流放电不超过梯次电池所配容量的50%[3]。

（5）电池充电统一

不同建设场景下，统一规定由新增开关电源为电池充电，减少方案复杂度。

（6）旧开关电源冗余模块统一处置

拆到本期工程中同类型同厂家开关电源中使用资产分流，拆到分公司运维部做备品备件使用资源精细化配置，实现效益增收。

（7）根据2台开关电源之间的并机可分为以下3种情况。

情况1：旧开关电源系统容量不足、蓄电池容量不足（且性能也比较差），新增开关电源，蓄电池替换为梯次电池接入新开关电源；旧开关电源对梯次电池充电限流值设为0 A h。如图1所示。

图1 开关电源之间的并机情况一

①市电正常时，微型电源模块DC1检测到旧开关电源的交流输入端380 V市电正常，输出48 V/5 A触发信号给直流接触器Q1立即断开，新旧开关电源为各自输出负载供电，同时插框电源为梯次电池充电。

②市电停电时，微型电源模块DC1检测到旧开关电源的交流输入端380 V市电停电，无输出48 V/5 A触发信号给直流接触器Q1立即闭合，梯次电池为新旧开关电源的输出负载供电[4]。

情况2：旧开关电源系统容量不足、蓄电池容量满足，新增开关电源，利旧蓄电池改接入新开关电源，旧开关电源对蓄电池充电限流值设为0 A h。如图2所示。

图2 开关电源之间的并机情况二

①市电正常时，微型电源模块DC1检测到旧开关电源的交流输入端380 V市电正常，输出48 V/5 A触发信号给直流接触器Q1立即断开，新旧开关电源为各自输出负载供电，同时新开关电源为利旧蓄电池充电。

②市电停电时，微型电源模块DC1检测到旧开关电源的交流输入端380 V市电停电，无输出48 V/5 A触发信号给直流接触器Q1立即闭合，利旧蓄电池为新旧开关电源的输出负载供电。

情况3：旧开关电源系统容量不足、蓄电池容量不足（且性能也比较好），新增开关电源，新增梯次电池和蓄电池通过电池合路器接入新开关电源，旧开关电源对梯次电池和蓄电池充电限流值设为0 A h。如图3所示。

图3 开关电源之间的并机情况三

①市电正常时，微型电源模块DC1检测到旧开关电源的交流输入端380V市电正常，输出48V/5A触发信号给直流接触器Q1立即断开，新旧开关电源为各自输出负载供电，同时新开关电源通过电池合路器为梯次电池和蓄电池充电[5]。

②市电停电时，微型电源模块DC1检测到旧开关电源的交流输入端380 V市电停电，无输出48 V/5 A触发信号给直流接触器Q1立即闭合，梯次电池和蓄电池通过电池合路器为新旧开关电源的输出负载供电。

5 取得的成效

对5G电源之间增加直流接触器，满足了现代通信网对电源和供电的要求，是未来通信电源改造的一种解决方案，改造后效果如下：

（1）能有效对5G单独计量；

（2）能有效解决双油机双电源发电；

（3）能提升整站开关电源系统容量，解决直流配电单元输出端子不足的问题；

（4）经济改造成本大概是1 500元左右。

6 结 论

目前已在六盘水钟山区盛安汽贸站点安装试点，提升整站开关电源系统容量，节省电池投资和电池占用空间。

（1）选取试点

各区县现场联合查勘并选取1～2个站点进行试点，5G电源之间增加直流接触器。

（2）总结经验

根据试点情况，总结项目经验，改正不足，优化试点方案，扩大试点成果。

（3）推广应用

逐步在六盘水铁塔或全省逐步推广。