高速公路(交流&直流)远供电源系统
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直流远供电源在通信系统的应用
发布日期:2019-10-08 22:50:10    来源:未知    作者:未知    浏览量:80

1概述
随着通信网络技术的发展演进和通信全业务的展开,室内外分布系统、WLAN、PON等已成为通信网络覆盖和接入网的主要建设方式,主要以BBU+RRU、FTTX、WIFI组网方式的建站模式广泛应用。在通信网络建设中,各室内外型设备及各种不同应用场景(如:城市中心区域、偏远地区、商务楼信号覆盖、高校宿舍信号覆盖、铁路和道路沿线覆盖),存在着部分场所因场地空间所限或部分站点无交流电(或不稳定) ,直接影响基站的选址开通;现有小型电源存在电池被盗现象;小型UPS供电,电池寿命很难保证,损坏率较高;分散式供电设备多,维护量大等问题。

2 直流远供电源系统组成
直流远程供电系统,主要包括提供通信设备正常运行的直流电源系统及馈电线路,由局端直流远供电源、远端降压适配器单元或电源分配箱等组成。
⑴ 局端设备:直流远供电源
直流远供电源系统,主要由DC-DC升压模块、监控模块、输入输出配电单元、侦测保护单元等组成。系统有嵌入式、壁挂式以及与48VDC电源集成一体化柜式等结构。输入电压为-48VDC,输出为280VDC或380VDC,具有输入输出电压侦测、单个模块输出电流、工作状态侦测、输出分路熔断侦测、防雷器状态侦测、强电入侵、漏电流保护、远程监测控制等功能。 
⑵ 远端设备
远端设备主要由电源分配箱和降压适配器等组成。在远端有多个设备时,电源分配箱用于分路配电和保护及防雷的作用。远端通信设备(如:RRU)为48VDC供电时,采用远端降压适配器,其输入电压为225VDC~440VDC,输出为48VDC,远端通信设备(如:网络交换机)为220VAC供电时,则用280VDC直接供电。

3 直流远程供电的应用范围
远程供电电源方案适于为通信网络中各种低功耗设备、室外型设备和特殊应用场景设备提供电力,如网络末梢位置分散的小(微)型通信设备,如:2G/3G的RRU拉远基站、室内分布系统,高铁沿线带状覆盖基站、WLAN网络的接入交换机及AP设备、小区楼宇接入网GPON的远端ONU设备,以及一些不易解决交流供电等各种特殊场景。
远供电源可适用的设备,如2G/3G:BBU、RRU、直放站、干线放大器, WLAN:楼道交换机、AP设备,GPON:ONU单元,其他各种低功耗网络设备等。
一般主要的组网结构有:链形结构、网状结构、星形结构。但从建设成本、可靠稳定性等多方面均衡分析,一般以链式组网为主要建设模式,部分特殊站点可采用星形或环形组网模式。

4 直流远程供电的应用方案
⑴ - 48VDC升压至直流280VDC(或380VDC)远供方式
① 在中心基站内增加一套直流远供电源(如基站内如有19英寸机柜的空余位置可以选择嵌入式远供电源,反之可以采用壁挂式的直流远供电源系统),利用已有的直流-48VDC通信电源,经局端远供电源设备升压为直流280VDC (可调范围240VDC~380VDC)传送至远端,远端设备如需要48VDC直流电输入时,可选远端降压适配电源(带输入输出防雷),降压至-48VDC,为远端通信设备供电(如RRU),保证远端设备的正常运行。参见图1。

图1直流远供电源典型供电方案

② 远端设备为220VAC供电型式,可以直接采用280VDC远供电源输入,在输入前可增加输入防雷配电箱,然后再为远端通信设备供电(如WLAN),保证远端设备的正常运行。 参见图2。
C. 如AC220V与DC48V的远端通信设备共同存在时,可以增加一个远端降压适配器给48V通信设备供电。

图2远端站点直接采用280VDC远供方案

③ 如220VAC与48VDC的远端通信设备共同存在时,可以增加一个远端降压适配器给48VDC通信设备供电。参见图3。

图3远端站点增加降压适配器供电方案

④ 如果远端有多个设备时,可以根据现场情况在远端增加一个电源分配箱,从局端过来的复合光钎或专用电缆,拉到远端后先进入电源分配箱,再由分配箱分别接入远端的各个设备(如WLAN)进行直接供电(为安装维护、成本等考虑,远端设备建议选用交流220VAC供电输入的设备机型,支持高压直流输入)。如远端设备为只支持48VDC输入时,需在通信设备(如RRU)前端增加远端降压适配器,从而保证通信正常运行。参见图4。

2.远端双电源供电方式

图4远端站点增加电源分配箱方案

在中心基站内增加一套直流远供电源,升压为直流280VDC传送至远端,远端设备端如有交流电时,可以在远端设备前端增加一个双路电源切换箱。当远端当地有市电时,可以采用交流直接供电,当市电出现异常时自动切换到280VDC远供电源供电,在切换过程中确保远端设备不间断工作,从而达到节能的效果。如远端设备为只支持48VDC直流电输入时,可在电源切换箱后端增加远端降压适配电源降压至-48VDC,为远端通信设备供电,保证远端设备的正常运行。参见图5。

图5 远端站点增加双路电源切换箱方案

⑵ 新建站(网点)280V直流远供及近端-48V供电方式
中心基站内新建局端组合电源系统,可以采用由-48VDC电源与280VDC远供电源集成在一个机柜中,2种系统可以采取由同一个监控模块进行侦测控制、同时可以纳入集中监控上传至监控中心。其他的如-48VDC蓄电池组、配电及防雷单元与传统的电源一致,系统输入为220V/380V交流市电,输出为-48VDC和280VDC (可调范围:240VDC~380VDC)两组直流电源。其中48VDC电源可以给电池和近端的48VDC通信设备进行供电,280VDC系统输出通过复合光钎或专用电缆拉至远端,给远端的通信设备供电。当局端市电停电时,由48VDC电池组直接给负载供电和280VDC远供系统进行供电,从而保证近端远端的通信设备正常运行。参见图6。

图6新建站(网点)近端48V供电及远端280V直流远供方案

5 远供电源应用要素
在规划确认远程供电应用前,应对现场进行勘察,同时必须考虑每条远供线路上远端站点数量总功耗计算等。远供电源应用需要先考虑以下几点要素。
⑴ 负载功耗
须根据设备负载功耗(峰値)并考虑一定的冗余度,换算出最大安全工作电流及正常工作电压波动范围,以确定远供设备功率配置。为保证远供设备的安全、可靠运行,局端设备每端(套)远程供电设备的模块配置数量须采用N+1冗余方式,远端设备须根据其应用场合环境等冗余供电容量。
⑵ 传输距离
由局端设备(供电网点)至远端设备负载之间的距离,它决定传输线缆的压降及功率衰减等,决定传输线缆的技术规格。
⑶ 传输线缆程式、线质、线径选择
传输线缆程式(复合缆、专用缆)、线质(电阻率)、线径(截面积)选择,须严格按照相关《技术规范》标准,科学严谨计算传输线缆的电阻値、安全电流、压降等技术数据,综合各种因素确定传输线缆技术规格。
⑷ 局端48VDC通信电源设备的容量,及电池后备时间
需要计算目前的实际需求容量,加上准备增加的远供电源的实际容量,考虑是否需要对原先的48VDC电源设备进行扩容,及电池是否满足增加远供设备后的后备时间。

6 结语
直流远供电源系统的应用,将进一步保障通信设备正常运行,更好地解决各种不同应用特殊场景的供电问题,提高和优化电源设备运行效率,降低建设与维护成本,保障各类通信设备安全、可靠、稳定的供电。

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