通信模块化电源的应用

《通信模块化电源的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信模块化电源的应用（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、通信模块化电源的应用摘要：中国铁塔的基站今后均采用模块化开关电源（以下简称模块化电源）替 代目前使用的组合式开关电源与嵌入式开关电源，基站开关电源的形态及功能均 有较大变化。本文主要介绍模块化电源的基础单元、扩展直流配电单元、整流扩 展单元等模块，模块化电源的主要功能以及不同应用场景下模块化电源的选型配 置。同时本文还分析模块化电源集中式与分布式安装在不同应用场景下的优缺点 实例讲解模块化电源的蓄电池接入方式和模块化电源与负载智能管理器的联合使 用。关键词：模块化电源；直流配电单兀；差异化备电；5G基站配电Application of modular power supply system f

2、or telecommunication引言截止2019 年中国铁塔平均每基站有1.53 个运营商，目前铁塔配置的3 用户开关电源存 在大量的资源闲置，浪费了初期投资；而在5G建设中，超过50%的基站，开关电源总容量 和配电端子不足，扩容改造困难，不能充分利用现有电源；目前的开关电源无法实现每个运 营商的 2-4G 和 5G 无线设备按不同时长备电。模块化电源是为解决上述问题开发的开关电源 可按需配置、模块化扩展，避免初期的大量冗余和后期扩展性不足，同时还能做到不同运营、 不同制式差异化备电。模块化电源将用于基站建设的各个场景，替代原有的组合式和嵌入式 开关电源。1. 模块化电源分类及组成模块

3、化电源目前主要有华为、中兴、动力源三个厂家，包含交流配电、整流、直流配电 和监控等相互独立的模块。在产品尺寸上可分为小型化和普通型两种，在使用场景上可分为 室内型和室外型两种，均可安装在标准19 英寸机柜内。模块化电源由基础单兀、扩展直流 配电单兀和整流扩展单兀组成，本文将通过中兴的模块化电源产品对模块化电源进行讲解， 模块化的结构及组合如图1 所示：图3 模块化电源基础单兀1.2 室内型和室外型模块化电源室内型与室外型的主要差异在防雷和交流配电两部分。室内型开关电源通常 从具有B级防雷的交流配电箱引电，因此无需B级防雷，开关电源内部只配置了C级防雷。 部分室外型模块化电源直接接入市电引入的电

4、缆，因此需要配置B级防雷。机房内有交流配 电箱，空调、照明、插座等可以从交流配电箱引电，因此室内型模块化电源不设置交流配电 部分室外型基站除开关电源外无其他交流配电设备，因此室外型模块化电源设置了3个交流 配电断路器为机柜空调、照明灯、插座等配电。1.3 基础单兀基础单兀含基础的交流配电、整流模块和监控模块，是一套完整的开关电源系统，可直 接用于容量需求不大，配电端子需求不多的场景。如图3 模块化电源基础单兀包括，交流输 入 交流辅助输出（室内型无此模块）交流配电扩展接线端子直流配电扩展接线端子 电池接 入 铁塔自用配电 租户用配电基础单元有6-8 个整流模块插槽，例如中兴模块化电源的基础单元

5、含6个整流模块插槽 采用50A整流模块时总容量为300A，采用75A整流模块时总容量为450A；基础单元中的 50A与75A模块可以混插使用。基础单元的电池接入为6路125A断路器。铁塔自用配电中有4个63A 一次下电和2个 32A二次下电。租户配电中有3个100A和2个63A 一次下电以及2个32A二次下电。1.4整流扩展单元整流扩展单元由整流框和整流模块构成，当基础配电单元整流容量不足时，可通过整流 扩展单元扩展整流容量。整流扩展单元和基础单元之间需要连接通信线缆、交流电缆、直流 电缆。整流扩展单元的容量和整流模块的使用与基础单元相似。整流扩展单元接线如图4所 示图 4 整流扩展单元接线图

6、1.5 直流配电扩展单元直流配电扩展单元主要分小型、普通型2种，小型直流配电扩展单元采用小型断路器， 普通型直流配电扩展单元采用普通断路器。直流配电扩展单元通过通信电缆和基础单元通信 通过电力电缆和基础单元进行能量传送。直流配电扩展单元与基础单元的接线如图5 所示图 5 直流配电扩展单元接线图1.6 主流厂家产品差异1.6.1 整流模块容量中兴和华为整流模块有50A和75A两种型号，动力源只有截至目前只有50A模块。同厂 家的50A和75A模块可以混插使用，三个主流厂家模块化电源的总容量均为600A，超容量 配置后系统自动降功率为 600A。1.6.2 整流模块插槽各厂家的整流模块插槽数量不同

7、，中兴基础单元有6个整流模块插槽，扩展整流框有3 插槽和6插槽两种；动力源基础单元由6、9、12个共3种整流模块插槽，扩展整流框有3 插槽和 6插槽两种；华为小型模块化电源基础单元有8插槽，扩展整流框有4插槽，普通模 块化电源的基础单元有6插槽，扩展整流框型有2插槽和6插槽两种。1.6.3 扩展直流配电单元中兴的小型和普通型扩展直流单元可混用，动力源和华为不可混用（必须小型整流扩展 单元配合小型的模块化电源基础单元使用，普通整流扩展单元配合普通模块化电源基础单元 使用）。中兴：基础单元为扩展直流配单单元预留接入端子4组，为整流扩展单元预留接入端子2 组，共计 6 组。动力源：基础单元为扩展直流

8、配单单元和整流扩展单元预留接入端子2 组，多用户分布 式使用预计会受限，建议配置基础单元时选择基础单元整流插框数量较多的产品，避免后期 扩容整流插框占用接入端子。华为：基础单元为扩展直流配单单元和整流扩展单元预留接入端子2 组，多用户分布式 使用预计会受限，建议配置基础单元时尽量采用75A，避免后期扩容整流插框占用接入端子。动力源和华为因扩展接电端子不足，可采用扩展直流配电单元级联的方案，但需要注意 一级连接的电缆的线径，避免因电缆引起容量不足。2. 模块化电源主要功能2.1 差异化备电模块化电源具有差异化备电功能，主要包括定时通断控制、备电时长控制、备电电压控 制、备电电量控制、免责时段通断

9、 5 大差异化备电功能。模块化电源可对不同的运营商或租 户实现差异化备电，移动、电信、联通以及铁塔的二次下电均为电压下电，只有一个设置值， 同时下电。移动、电信、联通以及铁塔的一次下电可通过时长、电压、电量等控制方式，每 个运营商的非5G及5G系统各有1次不同的下电设置，且运营商之间一次下电可不相同，最 多共计可实现8 个一次下电。具体功能如下2.1.1 定时通断控制功能模块化电源可按需独立设置供电的定时开通/关闭功能，每天可设时间段大于等于5 个。2.1.2 备电时长控制功能模块化电源可按需独立设置备电时长，当交流停电后转由电池组备电，达到设定的备电 时长后，其对应的直流通断开关自动断开并上

10、传告警信号，当外市电来电后，对应的直流通 断开关自动闭合。2.1.3 备电电压控制功能模块化电源可按需独立设置备电电压，当交流停电后转由电池组备电，达到设定的下电 电压后，其对应的直流通断开关自动断开并上传告警信号，当外市电来电后，对应的直流通 断开关自动闭合。2.1.4 备电电量控制功能模块化电源可按需独立设置备电电量，当交流停电后转由电池组备电，达到设定的备电 电量后，其对应的直流通断开关自动断开并上传告警信号，当外市电来电后，对应的直流通 断开关自动闭合。2.1.5 免责时段通断功能模块化电源在提供备电时，自动判断当前是否为免责时间段，在免责时段内，市电正常 时常规供电、市电停电时设备不

11、备电、市电恢复后设备正常给设备供电。2.2 分路计量功能设备具有分户（路）计量、统计功能：具备计量设备整体及各分户（路）的电压、电流 功率、电能功能，并具备统计设备整体及各分户（路）的功率、电量功能。2.3 市电削峰模块化电源应具有限制总输入功率和各相输入功率的功能，支持本地或远程参数设置。 电源系统结合基站通信设备负载波动情况，通过限功率或储能电池补充放电的方式，降低站 点业务峰值负载对市电输入容量的需求，实现市电削峰。2.4 错峰用电模块化电源系统应具备错峰用电功能。根据每天峰谷电价情况设置错峰用电功能，实现 谷时使用外市电电池储能，峰时使用电池放电不使用市电的功能最终达到降低电费的目的。

12、 模块化电源系统可利用现网电池实现错峰用电功能。a）系统支持按照需要设置峰谷电价的时间段，支持设置电池SOC功能和设置放电截至 电压的功能。b）系统提供错峰用电功能“打开和“关闭开关，可在本地或远程开启或关闭错峰用电功2.5 叠光功能模块化电源系统支持叠加光伏的功能，通过整流模块和光伏模块槽位混插，快速实现市 电叠加光伏的功能由电源监控模块统一调度。电源系统支持整流模块和光伏模块共同管理。 当有太阳的时候采用太阳能供电，无太阳时采用市电供电，增加绿色能源的占比。3. 模块化电源选型及配置普通型配电扩展单元较大为3U，小型配电单元为1U,相同配置下普通型比小型的开关 电源的价格低，接线空间充足。

13、安装空间受限的站点可采用小型模块化电源，其余场景建议 采用普通模块化电源（如室内站、可装多个机柜的室外站、机柜空间较多的美化站、室分站 点等）。3.150A和75A整流模块对于安装空间而言，在大容量的情况下，75A模块会优于50A的模块。因此建议安装空 间受限、功耗较高的基站建议采用75A的模块，例如5G基站，室外电源柜等；对于负荷的 边远基站，建议采用50A的模块，例如边境站，无共享需求的基站，无5G需求的基站。原则上整流模块总容量小于等于150A时，从造价、维护以及开关电源三相平衡的这三 方面考虑，可采用50A的整理模块。整流模块总容量大于等于200A以及安装空间受限时 （后续无空间新增整

14、流扩展单元），优先选择75A模块。整流模块总容量在150A-200A的情 况下可以采用混插的方式。3.2 小型和普通型 模块化电源主要分为小型和普通型，小型模块化电源造价高于普通型模块化电源30-40%安装空间受限的站点可采用小型模块化电源，其余场景建议采用普通模块化电源。3.3 扩展直流配电单元鉴于“单租户直流配电单元后续无法直接扩容为“双租户配电单元。故有4G、5G等多系 统同时部署且需要差异化备电场景中，为了实现不同租户、不同系统间的差异化备电需求， 建议每客户配置“双租户”的直流配电单元。只有1家用户且只有两次下电需求，可只配置基 础单元，不再配置直流配电单元。3.4 集中式与分布式模

15、块化电源安装较为灵活，可以将模块化电源的所有组件可集中安装在一个机柜内，称 为集中式安装；也可以将基础单元和整流扩展单元安装在一个机柜内，直流配电单元安装到 其他机柜，称为分布式安装。3.4.1 模块化电源集中式安装运营商数量较少，设备体积较小，可以和开关电源及蓄电池安装在一个机柜内时，模块 化电源的安装可采用集中式安装的方式。集中式安装有利于节省机柜空间，降低站点面积和 机柜数量，有利于降低建设成本。主要用于电信普遍服务、微站、单机柜楼面站和单用户等 场景。模块化电源集中式安装如图6 所示图7 模块化电源分布式安装4. 模块化电源蓄电池接入模块化电源有6个125A的断路器用于蓄电池接入，蓄电

16、池接口的总电流不超过600A。 不同容量、不同类型、不同品牌、不同时期的蓄电池不能直接接入到开关电源，需要通过电 池共用管理器接入开关电源。4.1 蓄电池接直接接入相同容量、类型、品牌及批次的蓄电池，接入到开关电源时，蓄电池不大于4 组时，可 直接接入到开关电源。蓄电池直接与开关电源连接时，同一端口下蓄电池应只配置1组。4.2 电池通过电池共用管理器接入模块化电源采用电池共用管理器时，不同容量、不同类型、不同品牌、不同时期的蓄电池不能接入 到同一端口。蓄电池内阻不同会引起系统环流，因此同一端口下蓄电池的组数不应超过4 组 通常电池共用管理器的端口通流量为150A，接入线径为35mm2,建议100Ah的接入组数不 超 2-3 组，否则受电缆载流量和单端口通流量的限制，短时