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普天智能节能电源系统—3G升级4G基站电源供给不足解决方案

2016年9月18日 16:35  CCTIME飞象网  

一、背景随着移动通信网络的更新换代,基站的主设备网络建设也在发生重大技术变革。在移动通信用户数量不断飞速增长的同时,用户也从单纯的移动通话向高速数据通信的需求转变,这都对通信网络的建设提出了更高的要求。由于电力是通信的基础,稳定、可靠、不间断的向通讯设备供电,是通信畅通的基础,是保证移动通信各项网络设备正常、安全运行的关键。由此基站电源供电系统的可靠性和稳定性显得尤为重要。

二、问题通信市场的竞争日益加剧,用户对通信服务质量的需求快速的提高。但是散落在人们生活的每一个角落的通信基站,与一般的通信机房相比形成了特殊的工作条件。由于在前期的基站电源供电系统建设中,存在因主供电线路过长,传输距离可达1.5至2.0公里。线路采用铝芯电缆,普遍使用16mm2铝芯电缆。电力供应分布点供电质量不佳,电源用电引入低压市电和农电。基站内新增设备负载过大以及设备自身启动电流大压降大等原因,造成极大的能源浪费,甚至导致部分基站内设备无法正常启动。

由于移动通信基站传输一般成环组网,一个站点的传输设备退出工作,就有可能导致整个传输环网的崩溃,其将直接影响到移动通讯网络的安全运行。通信网络的崩溃会使得人民群众的日常生产生活受到直接影响,同时也会损坏企业以及政府形象。

三、解决方案为了解决通信基站电源供电系统存在的问题,尤其是高铁沿线、高速公路以及农村周边的电网和环境条件,中国普天所属企业武汉普天普天创新提出并生产了智能节能电源系统,提供满足3G升级4G基站远距离电源供电系统的可靠性、可维护性和经济性的解决方案。

该系统将单相220V通过S型智能节能电源稳定至现场条件允许电压范围,出厂设定为330V。在实际应用中,此设备安装在电源至前端或产生压降处,采用挂墙式、挂电线杆、落地式安装方式,箱体设计防雨、防尘防盗。由于电压升高,可将电缆运行电流相应减小,符合相应线缆承受电流,压降及发热减小,提高运行效率。该系统内置防雷浪涌模组,电压检测保护模组。电源输送至后端,采用J型智能节能电源将后端电源稳定至负载使用电源电压,同时可适当提高输出电压,当电源稍许压降时也能保证电源电压240V恒定,该电源系统采用增加隔离模组,减少电网谐波干扰,后端系统安装与机柜或设备内部电源处或户外安装,或至于顶部,系统均采用智能风冷式散热,提高散热风扇寿命。

四、优势 4.1 省电 普天通过在前端将额定电压为220VAC的低压市电或者农电提升50%电压至330VAC,使铝芯电缆上的载荷电流在长距离传输过程中,能有效降低30%以上。 

再通过后端系统,提供240VAC±10%的输出电压于基站内设备使用。由于铝芯电缆上的传输电流由之前的11.8A降低至7.9A,使得线缆上产生的无功功耗有效减少,线缆表面发热温度也相应降低,同时电能浪费问题得到缓解。

通过计算可以得出:

1) 16平方铝芯电缆在传输1公里状态下的电缆内阻:

R=0.0283 X 2000 / 16 = 3.5375Ω

铝芯电阻率 长度 电缆截面积

2) 在220V电压传输下的线缆损耗:

P=11.8A X (11.8A X 3.5375Ω) /1000 = 0.493kw/h

传输电流  线缆上的电压降

3) 在330V电压传输下的线缆损耗:

P=7.9A X (7.9A X 3.5375Ω) /1000 = 0.221kw/h

传输电流  线缆上的电压降

4) 一年的电费节省:= 365 X 24 X (0.493-0.221) X 1.2 = 2859.3元

天数 小时数 单位节省电能 单位电价

由于目前较多城镇已实行阶梯用电计费,因此在通信基站实际运行中,实际每个基站每年节省的电费将高于3000元。

4.2 增加营收

由于基站内新增设备负载过大,导致部分基站内的4G设备无法正常工作,使得其无法向基站周边提供4G网络服务,直接影响到营运企业的经济效益。理论上3G网络的速度大约是70kb~250kb每秒的速度,4G为20M每秒左右,故4G网络理论速率为3G网络的100倍。基站内4G网络的正常运行,在满足周边群众日常生产生活对通信服务需求的同时,会极大增加通信流量服务的需求,同时也增加了通信营运商的运营收入。

4.3 远程控制,无人值守 由于站点分散化并且数量众多,基站现场运行环境普遍较恶劣,并且日常没有人员值班。同时为了节约成本,通信基站的动力系统简单,备用电源单一,因此对远距离电源供电系统的智能化程度、无人值守、电源设备故障自动上报要求较高。智能功能补偿节能电源,其采用嵌入式电源管理系统,可以将通信基站内的配电电压、电流、功率、频率和用电量等参数进行监测,同时还可对电源设备内环境的温度、湿度、开关的状态进行采集。其可采用RS232、RS485、手机APP等方式进行集中监控并进行数据上报。该管理系统采用计算机、嵌入式系统、通信网络构成一个一体化、网络化的集中监控系统。在提高基站电源系统稳定性的同时,也提高了基站电源系统日常维护效率,并有效降低维护成本和劳动强度。

五、    产品简介 u      S型(5000W)节能电源

基本参数

输入:220Vac

输出:260/380Vac(可设定)

功率:5000W

额定输入电流:22.7A

特点

显示电压、电流、温度

温控风机散热

具有完善的保护功能

 

J型(5000W)节能电源

基本参数

输入:380Vac

输出:240Vac

功率:5000W

额定输入电流:22.7A

特点

显示电压、电流、温度

温控风机散热

具有完善的保护功能

5.1那些站点需要安装“智能节能电源系统” 只要取电端(电表端)电压大于电源端(通信电源端)30V以上。

或者取电端(电表端) 距离 电源端(通信电源端)400米以上。

5.2 “智能节能电源系统”方案

1)单相电的取电端(电表端),小功率(电源模块2个以内)基站电源及距离1000米以内,采用电表端引入,经S型智能节能电源后传输到基站设备经过进入电源端(通信电源端):

2)有三相电的取电端(电表端),优先采用380VAC传输到基站设备经过J型智能节能电源进入电源端(通信电源端):

3)单相电的取电端(电表端),大功率(电源模块2个以上)基站电源或距离1000米以上,采用电表端经S型智能节能电源后传输到基站设备,再通过J型智能节能电源进入电源端(通信电源端):

              

5.3选用方案 一般通信电源用2个模块的,采用5KW的“智能节能电源系统”。

通信电源用4个及以下模块的,采用10KW的“智能节能电源系统”。

通信电源用6个及以下模块的,采用15KW的“智能节能电源系统”。

编 辑:赵志伟
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