5G基站外市电引入低成本建设的设计要点探讨

陈云生

（广东省电信规划设计院有限公司，广东 广州 510630）

1 引言

5G基站设备功耗是4G基站的3～4倍，继而导致5G基站容量要求是原有4G基站的3～4倍[1]。5G对外市电容量要求持续增高，基站外市电建设面临巨大挑战[2]。5G基站应核算市电引入容量，避免发生外电过载事故[3]。5G基站外市电需结合适用场景、建设原则及相关设计要求进行低成本建设，以保障5G基站稳定运行[4]。

2 5G基站外市电引入适用场景

外市电引入按照类型，可划分为低压单相电引入、低压三相电引入及高压电引入。5G基站外市电引入优先引入低压380V三相电或低压220V单相电，严控高压引电（自建变压器）比例[5]。适用场景如表1。

表1 5G基站外市电引入适用场景

如果存在变压器容量问题可以优先考虑以下三种方案，严控自建新增变压器比例。

（1）修改电池充电系数：结合断电情况，如果断电次数较少，可考虑将电池充电系数设置成0.5C，可大幅减少蓄电池充电功率，从而使变压器满足站点电力需求。

（2）修改站点备电时长：将部分站点备电时长缩短，可减少蓄电池配置数量，从而减少蓄电池充电功率，达到变压器满足站点电力需求。

（3）错峰充电：通过限定开关电源输入功率，利用通信设备负荷谷值阶段给电池错峰充电，降低市电容量需求。这种方法适用于市电缺口小、电池容量大、保障要求较低的基站，不适用于重点保障基站和频繁断电的基站。

3 5G基站外市电引入建设原则

（1）建设类型选择：根据设备功耗计算外市电容量需求，确定外市电建设类型（200V、380V及高压）。

外市电引入容量=（P通信设备+P电池充电）/η+P空调+P照明+P其它

外市电引入容量=（总设备功耗+电池充电功耗）/η+空调功耗+其它功耗

其中，η为效率，一般η取0.9。其它功耗指照明等功耗。

（2）建设方式选择：应根据基站的实际场景、地形地貌，选择合理的引电路由和建设方式，以路由最短、成本最优为原则。

（3）建设方式优先级：利旧电缆沟＞架空＞直埋＞顶管。顶管施工造价高，应严控顶管施工，如遇需地下穿越的路由，如人行道、花砖路面、绿化带等，应优先考虑直埋方式敷设，见表2。

表2 电缆敷设适用场景

（4）外电路由长度应结合各场景接火点分布特点，控制在一定范围，超出范围需提供原因说明，确保低成本建设，各场景敷设方式及路由长度如表3所示。

表3 各场景敷设方式及路由长度

4 5G基站外市电引入设计要求

4.1 接火点位置要求

（1）基站接火点位置尽量选取在基站半径500米范围内。

（2）需核实由属地供电所或变电工区确认的有关接火点位置，以及可用容量情况、电力供应扩容计划等，结合现场情况选取最佳接火点位置。

（3）综合对比站点选用直供或转供电方案，例如电费和外电投资综合考虑，以及选择接火点的合理性，并与客户确认方案。

（4）多个基站使用同一个接火点方案，需确认周边所有接火点位置，对比单站引电造价，综合选取最低成本方案。例如：一台变压器带两个基站造价高于两个基站独自引电造价，选择单独引电。

（5）提供本基站当前的总负载功率明细，确保整站负载的准确性（注：市电容量预估过大会导致线径使用过大，线缆材料费用高）。

4.2 路由及敷设方式要求

（1）结合基站的接火点，将不同接火点、不同路由、不同敷设方式所构成的方案进行详细造价对比，选取最优方案。

（2）长路由的直埋、顶管等高造价的建设方式需提供原因说明（公路局、城管、景区等有关要求的证明文件），原则上仅在过路口或无法开挖的场景可采用短距离顶管。

（3）非城市或镇街的核心区域、非跨公路路面、非柏油路面等场景，原则上不得使用顶管施工。

（4）在可架空的区域（例如：相对偏远的郊区、农村等区域），原则上应使用架空，不采用直埋等相对较高造价的建设方式。

（5）确需采用直埋敷设的，在不过度绕路的前提下，进行全程路由造价分析的基础上优先选取造价最优方案（直埋造价对比建议：破复泥土路面<破复绿化<破复花砖<破复混凝土路面<破复沥青路面<破复大理石路面）。

（6）需结合路由周边的场地情况进行方案设计，例如后续可能开发的区域或工地，原则上需使用架空，避免外电线路由于城市建设施工受损。

（7）直埋+铠装电缆，不套PVC管保护，仅在涉及山体陡坡或被碾压路段等场景使用PVC。

（8）原则上仅可垂直路面顶管，严禁斜顶及过量冗余顶管长度。

（9）确需采用直埋的敷设方式，进行全程路由造价分析的基础上优先选取造价最优方案（例如：直埋+铠装电缆、直埋+非铠装电缆+套管两种方案进行造价对比，最终选取造价最优方案）。

（10）设计预算合理计取工日，禁止重复、多计工日等。

4.3 电缆及其他材料要求

（1）线缆材质及线径选取

1）原则上外电方案优先使用铝缆，同时按规范使用相应的专用“线耳”，确保安全，确需使用铜缆的，需提供说明原因（例如有关依据证明）。

2）线径选取时，参照电缆载流量计算方法，提供线径选取的计算和基站报装容量的详细情况，一个变压器带多个站点的外电，需进行分段计算。线径选取参见表4、表5。

表4 220V单相交流电下线径选取

表5 380V三相交流电下线径选取

3）需结合线缆型号、线径等，核算基站外电压降，计算公式如下：

①计算线路压降，公式：ΔU=I×R。

②计算线路电流I（三相电和单相电）：

三相电电流公式：I=P/1.732×U×cosθ，其中：P—功率，单位：千瓦；U—电压，单位：kV；cosθ—功率因素，一般用0.8～0.9；

单相电电流公式：I=P/U×cosθ，其中：P—功率，单位：千瓦；U—电压，单位：kV；cosθ—功率因素，一般用0.8～0.9。

③计算线路电阻R，公式：R=ρ×L/S，其中：ρ—导体电阻率，铜芯电缆用0.01740代入，铝导体用0.0283代入；L—线路长度，用“米”代入；S—电缆的标称截面。

（2）乙供材价格管理（所有乙供材）

所有外电所需乙供材料（线缆、PVC管等），至少选取三家做价格对比，优先使用价格最优的材料。

（3）其他要求

①镀锌钢管的使用，原则上在有车路面或涉及安全风险的场景下使用。

②敷设方式为埋地时应采用铠装电缆（如使用非铠装电缆，埋地部分需全程套PVC管）。

③PVC管径的选用，管的内径不宜小于电缆外径或多根电缆包络外径的1.5倍。

5 结语

随着5G基站的大规模建设，单项目造价越来越高，方案合理性对投资效益影响较大，外市电引入需综合适用场景、建设原则以及设计要点等进行低成本建设，提升投资效益，本课题对5G基站外市电引入低成本建设具有指导意义。