移动通信基站电源设备管理优化方案

移动通信基站电源系统为移动通信系统主体设备及传输设备的配套支撑系统之一，涉及动力机械学、化学、电子、通信与自动控制技术、计算机应用等多种专业学科知识。其维护工作的目的为保证通信设备获得持续、稳定、可靠的能源，为通信设备提供正常运行的环境，保证系统的安全。对此，维护人员要具备一定的专业技能。

（一）通信电源设备维护的要素

电源设备种类较多，受外界因素影响较大，如果维护不得力，设备总体的故障率就会很高，动力环境监控系统失去效用，运行成本开支大，基站不安全因素较大。为降低运营成本，防止蓄电池组早期报废，需要对棊站市电环境及对电源维护的重点进行分析。

1.基站市电环境因素

在整个通信行业中，移动通信基站所处的环境较为复杂，市电引入的建设因受基站环境条件限制，建设配置要求有所不同，维护要求有所差异，如许多基站建于高楼或离山上。客观上讲，基站的市电环境大多没有交换局要求高，但对电池的质量要求较高，这给蓄电池组的配置、维护和管理增加了许多困难，如果维护不当，将会造成电池组的早期失效。

（1）高楼基站

此类基站处于城市中，一般情况下供电较为稳定。影响市电停电时间较长的两大因素为：一是当城市能源较为紧张时，供电部门对市电压负荷，该问题一般发生在夏季，用户端电话电压低；二是出现市电故障，此类情况多为业主无自备油机发电，故障时间一般不超过24h。对于此类问题，应采取在动力环境监控系统配合下的限制直流负荷措施，防止蓄电池组过放电，事后加强蓄电池的维护充电。

（2）高山基站

高山基站指远离城市的乡村山丘基站，此类基站使用农电，对市电建设要求较高。此类基站的建设应根据当地情况及安全条件选用较高的市电引入方式，有条件的最好采用10kV高压市电引入。在农村电力供应中，高压市电引入较380V市电引入稳定，并且受人为因素的影响小，如有可能，可一台自动发电机组，以实现交流供电自动化。基站位于农村山丘，由于移动油机不便接入发电，基站配置一台自动发电组，因市电问题而产生过放电的情况，加之动力环境监控系统的配合，系统出现问题也能及时处理，这样可以确保外市电引入稳定、可靠保障通信畅通。

（3）一般基站

无论什么基站都应注重市电引入建设，任何一个基站的市电引入都将经历一个从建设到维护、再根据当地市电状况进一步优化完善的过程，以保证在当市电被阻断时能可靠地接入固定油机或移动油机对电池组进行充电。因此移动油机发电接入应建立“移动油机发电制度”，保证在动力环境监控系统的配合下，进行即时、可靠、安全的操作，做好蓄电池维护。

2.蓄电池的维妒

蓄电池维护是整个电源维护工作中的重点，一切电源维护都围绕此项工作展开。一般说来，阀控式铅酸电池维护的关键在于控制环境的温度及电池的充放电，因此控制好电池的充放电是蓄电池维护的重要环节。电池的充电分为浮充充电和均衡充电。所谓浮充，是指在市电正常时，蓄电池与开关电源并联运行，开关电源输出电压符合蓄电池厂商规定的要求，一般为2.23V/只，用于满足电池的自放电、氧循环的需要。

从浮充的定义可知，浮充电压只能满足电池的自放电、氧循环的需要，不能作为电池放电后的补充充电。蓄电池的补充充电是通过开关电源的均衡充电来完成的。均充时，充电电压提高到2.35～2.40V/只，以≤0.10C10的电流对电池充电，其充电过程的控制是通过对开关电源的设置，由开关电源智能控制实现。在日常维护中，可通过动力环境监控系统，定期对其进行检查，以防范整流设备参数的改变，避免造成电池受损。

蓄电池使用不当，将直接影响电池以后的运行效果及使用寿命特别是基站电池受市电影响较大，更应注重其选用技巧。在基站电池选型时，应重点考虑负载性质及负荷大小、机房负荷要求和电池基本支持时间3个因素。

①负载性质及负荷大小。包括主体设备用电量、传输设备用电量和监控设备用电量。

②机房负荷要求。出于安全考虑，当所有设备安装完毕后不得超过建筑荷重。

③电池基本支持时间。主要指交流供电设备出现故障后的应急处理时间，通常根据市电条件确定其支持时间，一般选择8～10h支持时间。

基站主体设备对电源的要求没有交换设备高，基站电源的阻断不至于造成数据丢失不能恢复，无须两组电池并联使用。在基站市电环境下，两组电池并联不利于电池长期在恶劣条件下使用，因为两组电池完全处于两个不同的化学集合中，受电池联线及螺母拧紧等因素影响，不易将两组电源的内阻保持一致，经过一段时间运行后，电池内阻发生变化而使个别电池因长期得不到补充充电产生落后电池，从而使电池容量受损的概率较一组电池单独使用时要高。因此，基站电池配罝一组为好。

3.预检预修

任何设备故障的发生都有一个从积累（不安全因素的增大超过其设备允许极限）到集中爆发的过程。只有进一步熟悉它所处的环境因素对其的影响，主动采取防范措施，才能掌握维护工作的主动性。影响电源设备正常运行的3大因素：季节变化对电源的影响，人为因素对电源系统的影响以及设备的老化。

（1）季节变化对电源的影响

入冬后雨雾天气，户外线路绝缘降低，因此取暖电器增加，是电源故障多发期；另外，盛夏天气湿度大，绝缘相对较低，因此制冷电器大规模增加，是电源故障多发期。为防止重大事故发生，消除事故隐患，应加强安全用电检查，检查重点为市电引入线路、变配电设备和空调机组等。

（2）人为因素对电源系统的影响

对于农村公用变压器接380V或220V电源，应防止因火线、零线接错而造成重大故障。

（3）设备的老化

此类故障多为电缆线路老化。

4.重视电源辅助设备动力环境监控系统的建设和维护

基站动力环境监控系统是保证移动配套设备在无人值守条件下正常运行的远端在线重要测试工具，是配套设备维护基础网络，因此加强基站动力环境监控系统的维护管理是保障远端电源系统稳定、可靠运行的基础。基站动力环境监控系统维护工作的重点是防范系统误告警情况，提高系统稳定性，完备系统测量功能，基本任务为：

①保证基站动力环境监控系统运行畅通，定期清理转存重要信息，防止病毒侵袭。

②保证基站动力环境监控系统的配套设备电气检测性能、设备控制性能、系统告警性能、重要维护技术指标、网络指标符合标准。

③合理调整系统网络，保证系统安全运行，提高设备利用率，延长系统设备使用时间，发挥其最大效能。

④迅速准确地排除故障，避免因系统故障对配套设备造成的影响和因延误设备维护时机造成损失。

⑤采用新技术，优化系统配置，改进维护方式，提高工作效率。

⑥妥善保存技术资料，其工程竣工资料包括系统信号线配置图、智能设备通信协议文本（设备厂家提供）、协议开发竣工文件和设备配置清单。

⑦监控系统的扩容升级在原则上不得影响其系统正常工作。如对系统有影响，在扩容升级前必须说明影响部位、处理时限、处理方案，待相关管理部门批准后方能实施。

⑧监控系统开通交付使用后，基站监控系统、县返牵监控中不得任意中断，中断时限超过24h应视为重大故障处理。

（二）通信机房的节能降耗管理(www.xing528.com)

随着通信网络规模和用户数量的不断增大，电信运营市场竞争日益激烈。由于受到国家政策的不对称管制和新技术、新业务的冲击，特别是电缆被盗和灾难损坏造成有线维护成本的增加，固网电信运营商的业务发展和创收日趋困难，各大电信企业通过挖掘网络潜力、发展新业务，在扩大市场份额和业务种类的同时，特别要通过减少运营支出、开源节流来提高企业经营收益。目前通信机房的节能降耗主要从电源、空调、机房管理等几个方面入手。

1.电源系统的节能降耗

（1）合理选用变压器

通信系统中，变压器损耗约占总损耗的25%～30%，其中空载损耗主要以磁场通过铁芯产生涡流形成的铁损为主，负载损耗主要以励磁电流通过电阻产生的铜损为主。以高压进线的通信局站，在选用变压器的时候，根据局站负荷性质以及负荷同时率、变压器效率、功率因数等因素，合理选配变压器容量，尽量选择不低于S11变压器技术指标的节能变压器。由于变压器的负载率越低，变压器的电能损耗越大，所以在通信电源设计时，要合理选择变压器容量并匹配相应容量的负荷，保证负荷率的平稳性。对于变压器容量较小、电压波动比较大的农村地区机房和移动基站，一般配稳压器来保证设备的安全运行。

（2）保证油机的经济运行

通信保障用油机要定期检查维修，定期检查调整气门间隙、喷油压力、供油时间等技术指标，保证油机在最佳工况下运行。一般要求使用沉淀净化后的油料，严禁使用劣质再生油防止杂质堵塞柱塞和喷油嘴，造成供油时间不准、供油不均匀、雾化不良，导致油耗增加，油机功率下降甚至不能启动。油机使用中要及时淸除积炭和水垢等污物，油机运行中一般要保持水温在45～65℃左右比较合适，水温过低会造成柴油燃烧不完全，冷却水最好不含矿物质。油机超负荷运行，机器会冒黑烟增大油耗，缩短零部件的使用寿命；长时间处于低于30%的轻负荷状况下运行，油机转速较高也不节油，而且机件非常容易损坏。

（3）减少线损

配电系统的线损电量通常包括两部分：技术线损电量和管理线损电量。

技术线损电量是在传输过程中直接损失在线路设备上的电量，如正比于电流平方的负载损失和与运行电压有关的空载介质损失，技术线损电量可以通过采取相应的技术措施予以降低。管理线损电量是在计量管理环节上造成，包括电表的误差、错抄、漏抄，设备漏电及窃电造成的电量损失，只能通过采取必要的管理措施来避免和减少。

减少线损的技术措施包括：缩短配电距离和减少配电级数，更换破损的导线和老化的设备、开关及连接金具，减少接头数量，降低接触电阻，按经济电流密度选择导线截面等。

（4）优化直流电源系统

通信企业目前已经大量采用新一代开关电源设备，相比老式的相控电源，开关电源体积小、容量大、智能化程度和转换效率比较高。在实际应用中需要注意的是，开关电源的容量配置要略高于负载容量，这样既节省投资，又节约电能，如果容量配置过小，则电源模块发热容易烧坏，且热负荷也变大。多模块并联供电情况下，如果单模块电流小于30%额定容量，应该关闭几个模块，使模块电流负荷率达到60%以上。蓄电池防止容量过大和过小设计节约电池和开关电源的购置费用，避免长时间小电流放电、电池终了电压上升引起电池提前不可逆损坏和短时间大电流放电引起电池容量下降。

（5）治理谐波和改善功率因数

首先，电网中非线性负荷产生非正弦谐波电流流过导体时，由于集肤效应的作用，线路有效电阻增加，导体会发热严重，变压器附加损耗增加，电能损耗加剧，谐波电流会引起电力系统中继电保护装置误动作。其次，低频谐波电流通过磁场耦合，会干扰通信系统的工作，谐波还会导致浪涌冲击，在中性线上产生过电流，导致三相电压不平衡，使得功率因数下降。谐波治理可以局部重组电网结构，隔离产生电力污染的设备，使用电源净化滤波设备进行治理，也可以通过在电网中安装无功补偿设备补偿负载所消耗的无功功率，降低线路和变压器的无功电能传输损耗，提高功率因数。

2.空调系统的节能降耗

实现空调节能的根本途径，在于巧妙地利用室内外条件、维护结构及与空调设备的相互作用关系，制定出有效的节能方案。测试证明，夏季室内温度低l℃或冬季高l℃，工程投资将增加6%，能耗增加8%，且加大室内外温差不符合卫生学要求。从舒适性上讲，夏季比较理想的室内温度是比室外温度低5～8℃。

空调安装时室外机要有足够的散热空间，尽量避免阳光直射；冷热负荷要均匀分配，多机安装时，冷热气流不能形成“气流短路”，选择更利于制冷效果发挥的风向；尽量缩短管路弯道，减少沿程压力损失；尽量缩短室内外机高度差，使压缩机处于下方位置。压缩机在下方时，室内外机高度差最好在20～25m之内，超过10m就要加装回油弯或油分离器；压缩机在上方时，室内外机高度差最好在3～5m之内，否则压缩机因为润滑不良而容易损坏。机房空调尽量采用单冷空调，如果采用冷暖空调最好取消制热功能。机房精密空调一般可以不配置加热、加湿功能，不要设置空调在“自动”状态，以防止室内温度过低时空调机自动启动制热功能。搞好空调维护保养可大大减少空调耗电量，据测试，定期对空调进行维护保养，能使耗电量减少5%～10%。

目前市场常用的几种空调节能技术，各有其优、缺点，要根据不同应用环境因地制宜地选用。

（1）空调冷凝器加水冷系统

空调冷凝器翅片积灰结垢，散热不畅，导致空调制冷效率不高，加大耗电量系统压力过高易使高压压力开关动作，使压缩机停止工作。空调冷凝器加水冷系统利用雾化的水冲击空调冷凝器来达到清洗、散热、降温、节电的目的。测试证明，风冷冷凝器增加了冷凝器水冷系统后，风机运转电流和运转噪声大大减小，但风冷系统的水冷改造，需要在原有系统上增加额外的管路和设备，费用相对较高，且自动水量控制系统的安装使用，无形中增加了空调维护工作量。

（2）中央空调变频改造

中央空调耗电量大，设计冗余度也大，很有节能潜力。压缩机变频技术通过变频器来改变压缩机供电频率，调节压缩机转速，依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的避免了压缩机频繁的开停对设备造成的损伤，压缩机降速运行和软启动，减少了振动、噪声和磨损，减少了对电网的冲击，耗电量大大下降，从而实现了高效节能。但是由于变频的高频脉宽调制技术会产生谐波，谐波窜入通信低压配电系统会干扰通信设备，影响其正常工作。所以配电时应尽量将空调电源与通信电源分开空调变频器应与通信设备保持距离并做好电磁防护措施。

（3）室外冷源的利用

新风系统利用机房室外的自然环境为冷源，依靠通风将机房内的热量带走实现室内散热，从而达到降低机房内部温度和节能的目的。自然通风新风系统直接利用室外较低温度的冷风送入机房内降温，兼有空调功能，系统效率高、节电效果明显，但室外微尘易引入机房，影响机房洁净度，滤网易结灰尘，需经常清洗，该系统不适合在室外灰尘多的环境下使用。热交换新风系统采用了隔绝换热的工作方式，室外空气并不直接进入室内，不改变机房内湿度，室外灰尘不进入机房，应用范围相对较广，但室内外须有5℃以上的温差才有明显效果，其转换效率明显低于前者。

（4）空调节能添加剂的使用

目前在市场上出现了一些号称可以节能环保的R4制冷剂，用于替代现在常用的R12、R22等制冷工质。这类添加剂加入到空调系统后，与制冷剂一起循环，到达系统内的各部位，抑制管道内油泡的产生，其活性极化分子能穿透管道内的油膜组织，嵌入金属表面晶格间隙中，逐渐分解并清除沉积在金属表面的油膜，加入防腐抗氧化剂后，还能在系统组件内表面形成保护膜，从而恢复、提高了系统的热传递效率，达到节能目的。但由于使用节能添加剂必定会改变空调设备工况，不同厂商的产品效果还需要在工程实际运用中去检验。

3.通信机房的节能管理

除了采用以上技术，从硬件环境上来减少通信机房的能耗，还需要特别注重从软管理的角度，通过建立健全各类制度，并有效地监督执行，来达到节能降耗的目的。另外，还要注重研究节能方案的安全性和经济性，节能不能以影响机房环境质量，降低设备使用寿命，影响通信网络安全为代价，节能还要考虑其投入的成本与可能产生的效益两者之间的比例，看是否能真正做到既节约能源，又降低了企业运营成本。

（1）机房环境的节能

在机房设计和外租机房时，应注重机房的隔热和通风，通信机房尽量布置在二到三楼，尽量不要使太阳光直射机房，机房的内外壁应尽量使用白色涂料，以增大对日照的反射率和对天空长波的反射，减少热负荷。机房在顶层的要在机房顶部安装隔热层，不具备条件的可增加防火窗帘，减少外界热辐射。面积较大的机房要增加隔断。要注重门窗的密封性和合适的窗墙比，实践证明，透过外窗的耗热量占建筑物总耗热量的35%～45%，窗墙比过大时，由于太阳的直射，致使房间温度无法调节，既浪费电能，又无法取得合适的效果，一般各朝向的窗墙比控制在20%～30%为宜。通信机房的门窗、孔洞在条件允许时应使用封堵密闭，减少室内冷气外漏或室外热量入内，减少冷气泄漏。

空调参数的设置应以低于室外温度6℃为宜，在满足规程及设备要求前提下，空调温度在需制冷时宜设定在上限值，在滞制热时宜设定在下限值。

对于安装了多套空调系统的机房，空调参数设置要一致，避免一台空调制冷、一台空调制热的情况发生，机房空调应轮流切换使用，不要同时开启和同时关闭。采用合理的送风方式，使用挡板消除无用机架空位，合理组织室内气流，使空调运行得更有效率，进出机房必须随手关门。模块局一般设为24～26℃，农村光节点机房一般可以设为26～28℃，并且根据不同的季节设置不同的温度参数，夏季设置下限，冬季设置上限。对设备安装较少、发热量较小的节点机房，冬季应关闭空调电源，在开放式机架的情况下，冬天也可以拔掉机架风扇，既节能，又可以防止农村长期电压不稳损坏空调设备。

机楼照明除了采用楼道声光控制开关和遵照“人走灯熄”的制度管理外，还应采用高效节能灯具。常用电感镇流器是一个高感抗和高电阻的器件，串联在电路中要消耗有功功率和无功功率；电子镇流器与之相比，具有不需要启动、有功消耗少、功率因数高、点燃速度快、无噪声干扰、无频闪、健康环保等优点，但其劣质产品产生的三次谐波仍对电源和通信设备有干扰和污染，所以机房照明在选用气体放电灯时，一般应选用品牌电子镇流器。

（2）机房设备的节能

虽然机房通信设备相对空调而言，节能的空间比较小，但仍大有可为。通信设备的功耗下降1kW，配套通信电源系统和机房空调设备的建设投资费用减少约1.97万元，其相关的运行和维护成本中仅电费一项一年就可节约1.51万元。机房设备的节能，主要从节能通信设备的选型、停用设备的及时下电、冗余设备的合理配置等几方面入手。

从源头上控制能耗，选择那些既节能又环保的通信产品是降低机房能耗的基本手段。在招标采购通信设备之前，应安排专业人员对交换、传输、数据、无线等通信设备的耗电量指标、通信电源设备的转换效率指标进行检测，以确保产品能够达到节能、环保标准。在机房中尽量采用较少的设备，通过先进的技术减少设备使用材料的数量，以此降低设备的能耗。在工程改造中，应逐步淘汰发热董大、效率低的通信设备，在安全条件允许的前提下，按最节能方式合理调整电源设备工作负荷率。

通信网络总是处在不断调整、优化和升级中，设备调整后经常有老设备淘汰，工程人员经常由于疏忽，忘记关掉下网设备的电源，造成能源损失。在工程中，经常有过度冗余配置的情况，备用板卡数量过多，没有开通业务却长时间插在机框里面，势必造成能源的浪费，所以设计时一般要选择最小冗余配罝。