基站直流高压远供保障解决方案.docx
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基站直流高压远供保障解决方案
基站直流高压远供解决方案
工程编号：
建设单位：
施工单位：
二〇一〇年十一月
工程勘测记录表
工程站点名称
联系人及电话
/
勘测人
勘测时间
2010-11-12
工程站点地址
覆盖区域设备规模描述
远端在基站，共计3种-48V直流设备，分别是：
2台2G设备，功率为3600W，1台TD设备，功率为1400W，1台传输设备，功率为200W。
信源情况描述
局端在基站，有开关电源，符合安装条件。
已安装系统
站点描述
远端
概况
远端设备1
远端设备2
远端设备3
主设备安装位置
机房
机房
机房
主设备型号
设备（2台）
3G设备（1台）
传输设备（1台）
设备用电功率
3600W（峰值）
1400W（峰值）
200W（峰值）
主设备是否支持DC280V直接受电
-48V设备需加降压设备
-48V设备需加降压设备
-48V设备需加降压设备
主设备供电路由物理拓扑结构
总线级联方式
校机房拉线到村机房
总线级联方式
校机房拉线到村机房
总线级联方式
校机房拉线到村机房
供电线缆区间距离
2000米
2000米
2000米
供电线缆类型
RVVZ1KV2*16mm2通信专用铜芯电缆（最好是铠装）
RVVZ1KV2*16mm2通信专用铜芯电缆（最好是铠装）
RVVZ1KV2*16mm2通信专用铜芯电缆（最好是铠装）
安装要求
设备安装方式
线缆敷设方式
与光缆同路由；
安装工程界面
用户其它要求
勘测人员签字确认
监理签字确认
目录
1、项目背景介绍3
2、设计依据3
3、设计方案介绍3
3.1集中式直流高压远供系统原理3
3.2集中式直流高压远供解决方案覆盖范围4
3.3集中式直流高压远供电源系统设备配置4
3.4集中式直流高压远供电源系统设备取电方式5
4、设计方案分析6
4.1TOPKEE集中式直流高压远供解决方案优势6
4.2集中式直流高压远供系统安全保护分析6
4.3集中式直流高压远供设备防雷保护分析7
5、主要设备性能指标7
5.1集中式直流高压远供局端电源设备7
设备照片8
5.2集中式高压直流远供远端逆变电源（可选件）8
6、工程说明8
6.1工程规模及设备配置清单8
6.2集中式直流高压远供电源系统与传统供电保障方案比较分析9
1、项目背景介绍
为了解决机房设备的电源保障能力，提高电源运行维护效率，降低运行成本，改进原有的传统就近供电模式的局限性，远程高压直流集中供电方式是工程中应优先选择的建设方式。
本次需要直流远供的是机房。
其中需要进行直流高压远供保障的通信设备为：
（1）2G设备2台，功率为3600W；
（2）3G设备1台，功率为1400W；
（3）传输设备1台，功率为200W；
本次机房共4台-48V直流设备需要远供。
总功率为5200W。
2、设计依据
规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本设计依据。
GB4943-2001信息技术设备的安全
GB9254信息技术设备的无线电骚扰限制
GB4943-2001信息技术设备的安全
YD/T950-1998电信交换设备过电压过电流防护技术要求及试验方法
YD/T983-1998通信电源设备电磁兼容性限值及测量方法
YDJ26-89通信局（站）接地设计暂行技术规定
YD/T1235.1-2002《通信局（站）低压配电系统用电涌保护器技术要求》
YD/T1817-2008通信设备用直流远供电源系统
CCITT《通信线路和通信设备的防雷手册》
《基站直流高压远程供电技术规范》
3、设计方案介绍
3.1集中式直流高压远供系统原理
利用学校基站作为中心，将该中心基站的开关电源的－48V通信电源作为拉远设备的电源基础，通过直流升压输电方式（额定电压等级为DC320V），采用直流悬浮供电技术将中心基站电源送至拉远设备处进行供电保障系统，解决拉远设备就近取电困难、市电停电频繁、电网波动过大、室分拉远RRU无后备供电保障等问题，进一步提升通信电源后备保障能力。
系统原理图详见附图1－系统原理图
说明：
1）机房-48V开关电源在有冗余的配置下，需扩充150A容量；
2）机房远供电源系统占用-48V开关电源一次下电100A熔丝端子2个；远供电源系统采用RVVZ0.6KV2*25mm2多路接入；远供电源设备接线采用35mm2；
3）远供传输媒介采用KV2*25mm2通信专用铜芯电力电缆；
4）根据远端设备功率，在远端安装三台远端适配器（型号DRS-UF-48S3200LD）；
5）由于高压直流远供设备不能给空调供电，机房需要考虑自然通风
3.2集中式直流高压远供解决方案覆盖范围
本次在学校基站至基站高压直流远供电源项目根据现场实际情况；整个电源输出拓扑结构采用理工学校基站到劳光村基站布放一条电源线的方式，电源供电线缆采用RVVZ1KV2*25mm2通信专用铜芯电力电缆，在学校基站沿光纤路由敷设，外加保护套管。
布线路由情况详见光缆施工示意意图；
3.3集中式直流高压远供电源系统设备配置
●集中式直流高压远供电源系统传输导线配置
综合考虑工程投资、防盗等因素，推荐供电导线材料使用铝材，本村基站远供项目中设计采用规格为RVVZ1KVA2*25mm2通信专用铜芯电力电缆；线缆长度共计采用2000米（考虑到施工过程中线缆转弯和损耗，以实际为准）；
直流远供压降计算表
序号
电压等级UN（V）
线缆材质r
线缆长度L（米）
线缆截面积A（mm2）
级联负载数量N（个）
负载功率P（kW）
线路压降（V）
远端电压（V）
线路电压损失（％）
线路能量损失（kW）
1
380
铜
2000
25
13
6.5
25.27
354.73
6.65
0.46
说明：
●集中式直流高压远供电源系统局端设备容量配置
根据所接入的负载情况，共计4台直流设备，合计5200W功率及线路损耗；，根据通信电源配置要求的N+1冗余备份结构，本次基站远供项目中设计采用TKDTS-500S7500HD设备1台，安装在基站机房内，采用嵌入安装方式。
（19寸标准机柜需要15U的高度）
●集中式直流高压远供电源设备远端辅助设备配置
远端通信设备是-48直流设备，因此在远端需安装降压设备。
在每个需远供设备前装高压直流专用空气开关，便于现场维护。
3.4集中式直流高压远供电源系统设备取电方式
本次基站远供项目中，集中式直流高压远供设备取电只有1处，即在校基站机房内取－48V开关电源设备，具体设计如下：
根据局端电源最大的工作电流，其在市电停电后直流系统输出最低电压44V时集中式直流高压远供局端电源最大输入电流为170A；故设计在机房开关电源直流配电屏中的一次下电端口上占用一个200A的熔断器或直流空气开关；
集中式直流高压远供局端电源到开关电源直流配电屏的供电电流根据电流和线缆距离（15米）计算，可以采用线径为1*25mm2的铜芯阻燃聚氯乙烯绝缘软线（2根，分别为红色和蓝色）。
局端电源接地电缆采用1*35mm2的黄绿铜芯阻燃聚氯乙烯绝缘软线（根据机房实际情况，设计为15米）。
4、设计方案分析
4.1TOPKEE集中式直流高压远供解决方案优势
Ø解决RRU就近取电无后备电源保障，提高系统电源的可靠性。
保障等级以机房保证一致，提高网络质量。
Ø供电距离得到有效延伸，满足快速建站要求
Ø降低对机房面积的要求，减轻工程建设前期协调难度
Ø便于集中建设、集中管理、集中监控、集中维护
Ø系统电源转换效率提高，达到了节能减排的目标
Ø有效节约工程建设成本和运行维护成本
Ø解决市电取电难的问题，节省电费结算的工作量
Ø采用直流悬浮传输技术和专业的防雷保护等级外，同时实现开路保护、短路保护、漏电保护、设备输入欠压、设备输出过载、输出安全保护、强电入侵等全面的安全保护功能，保护响应时间为≤30ms。
4.2集中式直流高压远供系统安全保护分析
1）直流悬浮传输技术
输出的直流高压对地处于悬浮状态，人接触任何一个极性无触电的感觉。
2）开路保护
当传输回路（正极或负极电缆）部分或全部被破坏时，系统切断高压输出，输出线路检测电压≤40V，线路无高压，保护时间≤30ms，维护人员触电几率很小。
3）短路保护
当传输回路中，某处电缆的正极与负极短接时，系统切断高压输出，输出线路检测电压≤40V，线路无高压，保护时间≤30ms，可防止线缆过热。
4）漏电保护
当远供回路任何一处对地绝缘阻抗下降，产生对地电流时（≥2mA），系统应切断局端高压输出，输出线路检测电压≤40V，保护时间≤30ms，维护人员无触电的可能。
6）具有输入过压、欠压保护功能，保护时间≤50ms。
7）具有输出过压保护功能，保护时间≤20ms。
8）具有输出过载保护功能，保护时间≤50ms。
9）强电入侵保护
当系统检测到，有市电与远供传输线路产生搭接时，系统应切断局端高压输出，局端应输出线路检测电压≤40V，保护时间≤30ms，可防止高压引入到机房和远端通讯设备。
4.3集中式直流高压远供设备防雷保护分析
局端输出端、远端输入端具有独立的防雷、防浪涌功能，防雷等级可承受：
20KA，8/20u 模拟雷击3次以上，可大大降低雷电和浪涌引入破坏户外或机房内通讯设备的可能性。
5、主要设备性能指标
5.1集中式直流高压远供局端电源设备
局端技术指标
名称
指标要求
300W模块系列
500W模块系列
单模块功率
300W
500W
最大功率模块冗余要求
4+1
4+1
局端输入电压
40V～60V
40V～60V
局端最大输入电流
≤32A
≤63A
局端最大输入功率
≤1725W
≤2875W
局端输出电压
260V～410V，连续可调
260V～410V，连续可调
局端输出功率
≤1500W
≤2500W
局端输出电流
≤6A
≤10A
局端转换效率
≥90%
≥90%
局端输出纹波
≤200mV
≤200mV
局端输出过压
保护电压：
440V，
时间≤20ms
保护电压：
440V，
时间≤20ms
局端输出过流点
≤6A
≤10A
系统漏电保护
≥2mA（250V），＜30ms
≥2mA（250V），＜30ms
强电入侵保护
当市电搭接在传输线路上，输出关断，保护时间≤30ms
防雷保护
局端直流输出端：
能承受模拟雷击电流波形8/20us，幅值为20KA的冲击3次
工作环境指标
局端工作温度
-20℃～+55℃
局端湿度要求
≤95%
局端大气压力
86kpa～106kpa
设备照片
5.2集中式高压直流远供远端逆变电源（可选件）
6、工程说明
6.1工程规模及设备配置清单
产品名称
型号
单位
数量
备注
一、基本项
1、局站中心设备
自产硬件
局端设备
TKDTS-500S7500HD
台
1
系统输出功率5000W,DC280V高压直流输出，单模块500W，14+1并机冗余结构，系统最大支持15个模块，共计7500W输出功率。
含防雷单元，输入配电单元，监测控制系统（带监控功能）
局端空气开关设备
ABBCLC4
个
0
局站硬件设备辅材
远供局电源接入电缆
RVVZ-1*25mm2（红）
米
15
远供局电源接入电缆
RVVZ-1*25mm2（黑）
米
15
铜接线鼻子
25A
个
6
远供局电源接地电缆
RVVZ-1*35mm2（黄绿）
米
15
远供电源局端机架
壁挂机柜
个
0
高压直流专用微型断路器
ABBCLC10
个
3
2、远端配置（可选配置）
远端逆变转换电源
TKDTS-DA-220S300I
台
280V高压输入，1路AC220V输出，含1个输入空气开关
远端电源降压模块
TKDRS-UF-48S3200LD
台
3
19英寸插箱并联结构,280V直流输入，-48V直流输出，功率3200W
远端局站现场设备辅材
远供局电源接入电缆
RVVZ-2*25mm2铜芯通信专用电力电缆（最好是铠装）
米
2000
以实际为准
D25PVC线管
米
DC25PVC线管直接头
个
10
DC25波纹管
米
20
扎带
100
包
1
绝缘胶带
红
卷
1
绝缘胶带
黑
卷
1
绝缘胶带
黄绿
卷
1
标签
个
20
6.2集中式直流高压远供电源系统与传统供电保障方案比较分析
TOPKEE高压直流远供系统与一体化开关电源解决方案比较
●远供电源与一体化开关电源设备成本投资比较
从上述直流远供系统与传统的一体化开关电源解决方案进行比较直流远供的投资成本具有非常大的经济性。
同时降低工程需要机房环境要求成本和市电开户工作量，提高了工程进度。
●设备运行管理成本比较
一体化开关电源设备供电分散，设备运行维护成本较高；远供电源设备采用集中式供电方式，运行维护成本较低。
●投资收益比总结
远供电源设备较一体化开关电源设备，在可靠性、效率基本一致的情况下，大大提高了电源供电覆盖范围（一体化开关电源供电距离约200米，远供供电距离范围200～5000米），同时实现了集中维护和集中管理，节约了建设成本和后期大量的维护成本。
本次村基站因设备功率大（远供电源适合3000W以下功率的设备，传输距离小于3公里），故导致系统投资较大。
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