移动通信基站配套电源的整改策略

聂邵华

（吉林吉大通信设计院股份有限公司，吉林 长春 130012）

0 引 言

配套电源作为移动通信基站中的重要组成，是保障移动通信基站能够正常运行的重要基础。近年来，我国移动通信领域实现了迅速发展。随着时分复用同步码分多址接入（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，TD-SCDMA）和分时长期演进（Time Division-Long Term Evolution，TD-LTF）网络建设规模的进一步扩大，新增的移动通信设备对于配套电源系统也提出了更高的要求。只有加强对配套电源的整改和优化工作，才能进一步提高电源系统的运行安全与可靠性，有效解决以往配套电源运行期间存在的安全问题，提升移动通信网络的运行畅通性。相关移动通信企业需要结合现有通信基站的运行特点，加强对配套电源的整改工作，为人们提供更加优质的移动通信服务[1]。

1 移动通信基站配套电源整改思路与原则

移动基站配套电源系统包含电表、交流配电箱、开关电源、蓄电池组以及滞留分配箱等，架构如图1所示。

图1 通信基站配套电源系统架构

在进行配套电源的整改工作时，需要先明确配套电源运行期间存在的问题，在此基础上针对性选择整改措施。在移动通信基站运行期间，部分基站的机房负载设备功耗超出供电系统的供电能力，部分供电设备在长时间运行后还出现了一定程度的磨损或老旧问题，导致使用过程中的故障发生率较高[2]。配套电源整改工作可从蓄电池组、开关电源、交流配电箱以及市电连接4 个方面逐步推进。

1.1 蓄电池组改造

蓄电池组是通信基站电源系统的重要组成，结合相关移动电源动力设备维护规程，需要对应用年限处于8 年以上或电量在额定值80%以内的电池组及时进行更换处理，避免蓄电池组对移动通信基站正常运行造成影响。近年来，随着我国移动通信领域的进一步发展，移动通信机房中的负载设备数量得到了一定程度的增加，使得蓄电池组的运行负荷随之增加，其备电时间不断缩短。在蓄电池组运行期间，如果出现备电时间比正常市电供电时间短的情况，需要通过更换容量更大的电池组来满足移动通信基站的实际运行需求。具体整改过程中要结合实际情况合理确定蓄电池组容量。一般要求技术人员综合考虑电池组运行环境、放电容量系数以及负荷电流等因素，在此基础上合理设定蓄电池组整改方案[3]。

不同型号和不同厂家的蓄电池组在运行期间的内阻存在一定差异。更换过程中如果将型号不一的蓄电池组进行并联或串联，将会影响到蓄电池组的整体运行质量，严重情况下还会诱发一系列电力安全事故，因此在蓄电池组整改过程中需要保持蓄电池组的一致性。此外，要对所处地区的市电供应稳定性情况进行调查。如果市电供应稳定性较高，可以更换为密封阀控式铅酸蓄电池，满足移动通信基站的实际运行需求。如果移动通信基站所在区域的市电稳定性不强或者处于新能源供电区域，铅酸蓄电池无法满足实际的用电需求，此时需要用磷酸铁锂电池替代传统的蓄电池进行作业。此类蓄电池自身还具有寿命长、耐高温以及节能降耗效果佳等应用优势，可以降低移动通信基站运行中对市电的依赖[4]。

1.2 开关电源改造

开关电源作为移动通信基站的重要供电电源，其日常运行期间能够满足移动通信基站的电源需求。在对开关电源进行整改时，要先做好整个配套电源系统的容量计算工作，结合容量来合理制定整改方案。一般情况下，将监控模块中的电流值作为容量计算的重要依据。系统容量核算过程中，相关技术人员要做好对开关电源监控模块电流值的转变处理。如果通过扩容依旧无法满足移动通信基站在运行期间的实际电源需求，还要更换现有的电源系统。

在完成开关电源实际容量需求计算后，制定针对性整改方案。为了进一步提高开关电源的运行安全性与可靠性，一般需要采用N+1 备份的方式来进行整流模块配置。如果新增的直流负载与基站原有供电电源无法保持一致，需要在开关电源结构中增加转换装备[5]。

随着移动通信基站运行期间直流负载的增加，开关电源内部用于直流分配的熔丝与空开端子还会出现运行水平较低的问题，会对开关电源的运行安全性造成较大影响。在开关电源系统整改过程中，可以通过增加外置直流分配箱等方式解决该问题。在外置直流分配箱安装过程中，需要尽量将其安装在离开关电源较近的部位，同时选择线径大于70 mm 的铜芯线缆进行连接。

1.3 交流配电箱改造

在交流配电箱整改工作中，相关技术人员需要明确交流配电箱的现有运行状态，充分考虑交流配电箱的大小能否满足移动通信基站新增设备的实际应用需求、电箱容量能否满足后期新增设备后的交流总功耗需求。明确上述因素后，计算移动通信基站中的交流负载，随后结合交流负载计算结果确定供电线径的大小，以满足后续的使用要求。如果交流配电箱存在容量不足的情况，要及时进行更换，提高移动通信基站的整体运行质量[6]。

1.4 外市电改造

现阶段移动通信基站配套电源改造过程中，要将外市电的改造作为一项重要内容。该过程中涉及多个方面的内容，改造的复杂性高、投入大。为了保障外市电改造的合理性，需要相关技术人员对改造环节进行深入分析和研究，对各项专业数据做好科学统计与分析工作。现有5G 网络运行过程中，对于移动通信基站的电容量有着较高的要求，传统电容量已经无法满足实际运行需求。结合5G 网络的具体运行需求，在传统电容量基础上进行适当改造，保证电容量能够满足后续运行需求。在稳定通信情况下，现有移动通信基站所耗费的能量进一步增加，可以在实际改造过程中对一些重点部位增设变压器与电流开关。

在外市电改造期间，还要将基站运行稳定性的提升作为一项重要内容。通过应用市电削峰技术，在高峰期避免电池充电行为，同时减少电源系统运行期间出现的停电行为，提高移动通信基站的运行稳定性，对于移动通信基站运行成本的控制也有着积极意义。

2 移动通信基站配套电源的整改

虽然移动通信基站中应用的天线设备体积较小，但是其运行期间功耗较高。一般情况下，5G 设备中单个有源天线单元（Active Antenna Unit，AUU）的用电功率为1.0 ～1.5 kW，在配套电源整改过程中要结合具体情况计算电源需求，以获得良好的配套电源系统整改效果。

2.1 拉远站配套电源整改

拉远站内的交流配电箱选用的都是220 V 电源，在加入一套5G 设备后，需要及时进行电源的扩容处理工作，具体扩容处理措施如下。

（1）交流电部分的整改。通过在电源系统中增加一个380 V/100 A 的三相交流配电箱，根据各种5G设备的实际使用需求配置63 A 和32 A 交流断路器，满足基站在运行过程中对于交流断路器的实际应用需求，为后续的外电整改提供良好的支撑。为了保障移动通信基站处于稳定运行状态，在配套电源整改过程中严格限制交流取电，要求断路器的运行参数保持在100 A 以上。

（2）直流电部分整改。在移动通信基站运行期间，壁挂形式的开关电源箱的典型直流输出效率要控制在90%左右。由于直流断路器具体运行过程中存在一定程度的冗余备份情况，后续整改工作开展期间，为了满足基站的运行需求，需要加设一台壁挂形式的开关电源箱，同时做好直流断路器的合理配备。

2.2 机房站配套电源整改

目前，国内大部分移动通信基站都是机房站的形式，也是5G 基站初期建设期间优先考虑的一种重要基站方式。在机房站配套电源整改工作中，常规电源选用380 V 的三相电源，早期的供电容量需要控制在20～30 kW。为了保障基站供电的稳定性与安全性，在增加5G 设备后，还需要根据通信运营商的需求优化直流分配单元。此外，可以通过增设直流分路器等方式，为5G 设备的后续运行提供电源。该阶段主要应用的是直流供电模式[7]。

在蓄电池组无法满足实际应用需求的情况下，要根据现有通信基站的运行需求进行蓄电池组的替换与扩容处理工作。具体整改过程中，要做好相应的承重核算工作。如果原有蓄电池组运行稳定，也可以将其作为梯级电池开展整改工作。在对现有的开关电源进行整改期间，要做好对现网影响范围的严格控制，促进其运行安全性与可靠性的进一步提升。除此之外，在满足后续实际运行需求的基础上，提高整改工作的造价控制水平，通过应用扩容模块与整流模块的方式，实现对其运行质量的有效提升。

3 整改效果分析

经过整改后，该移动通信站内的原有设备与新增设备均处于良好运行状态，蓄电池组也可以在市电维修或计划停电过程中满足移动通信基站内各设备的实际运行需求。此外，各电气设备的运行安全性和稳定性也得到了显著提升。经过整改并投入使用1 年后，没有发生任何故障或运行异常情况。由此可知，在对移动通信基站进行配套电源系统整改后，能够很好地满足移动通信技术现阶段的运行需求，为人们提供更加稳定的移动通信服务。

4 结 论

随着我国移动通信技术的不断发展，移动通信基站中的设备更新速度也进一步加快，对基站配套电源系统提出了更高的要求。通过加强对移动通信基站配套电源系统的整改与创新，基于国家规定与行业规定，结合各种新设备的实际使用需求，从蓄电池组、开关电源以及交流配电箱等方面入手，做好各类配套电源的整改工作，从而满足移动通信基站的持续运行需求，推动我国移动通信领域的健康发展。