关于通信保障中便携式应急电源的研究与使用

王薇

摘要：随着通信企业网络和业务的快速演变，人们对通信网络的业务需求和性能要求不断提高，因通信网络一直处于不断建设和优化的交迭中，经常发生基站设备断电故障的情况。对于蓄电池续航不足、动力环境监控失效、配电空开熔丝及线缆故障等通信保障的抢修时限均可控。但如果动力设备中最重要的开关电源设备发生严重故障、烧毁、水毁、雷击或者其他问题时，机房内所有业务全部中断，替换开关电源抢修时间至少需要12小时以上，会导致客户感知体验较差并引起大量投诉。因而，针对通信保障中便携式应急电源的使用值得深入研究。

关键词：通信网络;开关电源;电池;动力环境监控;

正文：

随着开关电源设备入网使用年限的增加，设备的性能在逐年下降，如果开关电源出现故障且备件库房有备件，开关电源整机替换，由于设备分路较多恢复时限全在12小时以上，如替换过程中备件的新电源与原电源规格型号、大小尺寸不一致，那就需要用电设备线缆重新布放，替换时间需要进一步延长，但如果出现库房无备件情况，需要3天以上时间才能完成备件的申请及替换工作。如果故障的开关电源下带重要业务如家宽bras、交换机或集团客户业务将会产生大量投诉，后果及其严重，需要一种应急直流电源设备，在原有开关电源系统发生故障时，紧急调用该应急设备，并能够快速连接安装，确保机房内通信不退服不中断。

1.便携式应急电源的思路

通信保障的抢修原则本着“先抢通再抢修”，如何利用最短的历时抢通业务是关键点，同时也考虑到故障抢修工作并不是人多力量大而是更多依靠维护人员的经验和技术水平完成的，因而应急设备具备灵活、便携和安全的操作是设计的核心点，从而需要一个体积小、重量轻、易安装的便携式电源，最好到站应急安装时间控制在30分钟以内，为开关电源整机替换抢修争取时间。经过调查市面上已出现有一定的生产规模的高价值产品，但购买一台应急设备的价格远远高于集中采购单台电源柜的价格，从成本核算上存在一定的采购风险，因而方案的最初设计思路是从积累的实际工作经验中探索，随着5G站点建设比例逐渐提升，越来越多的"陈旧"开关电源被替换，或放置仓庫或报废处理。造成了大量的资产闲置和浪费，为充分发挥当前降本增效的理念，最好对利旧报废的开关电源进行改造。

2.便携式应急电源的成果展示

通信系统基站用的开关电源装置，包括交流配电、整流模块、监控模块和直流配电。实际便携式应急电源主要工作目标是速实现交流电转换成直流电，保证直流供电的设备及所携带的业务稳定，并不需要完全替代开关电源的所有功能，因而便携式应急电源主要核心器件就在整流模块上。最简单的连接为交流配电模块的交流输出端接整流模块的交流电源输入端，整流模块的直流输出端接直流配电模块的输入端，电池输入端设置在直流配电模块的下部，目前现网开关电源直流负荷在200A以下的占比为90%，考虑到模块备份，应急电源容量设计为直流300A，可放置6个直流模块同时工作。

2.1便携式应急电源的设计

按照设计方案利用报废的开关电源为有源器件的来源，经过对艾默生、珠江、动力源、中达等厂家的多台报废开关电源工作原理和供电路由走向的研究，按照体积小、重量轻、易安装的原则并对可行性进行现场探讨，综合考量后选取珠江品牌的开关电源进行设计。于2021年9月开始对珠江开关电源整流部件拆除，同时制定拼装原理图及路由图，同期根据原理图进行供电路由拼装，经过多次试验后确定最终供电线路组装方式，于2021年12月份完成设备外部器件设计，截止到2022年4月份进行现场测试8次夜间割接测试38次，业务均未中断，使用效果较好。

2.2便携式应急电源的成品展示

便携式应急电源运输方便、携带轻便及可快速部署，输出为直流-48V，直流输出线缆只有正负2条电源线，使用时只需要连接4条交流线缆，2条直流线缆。

常规开关电源尺寸600mm*600mm*2200mm，重量75KG，需要3～4人搬运。便携式应急电源尺寸535mm（宽）×300mm（深）×200mm（高），重量10KG，一人就可以完成携带、接线、安装等操作，到站安装接线最短时间为20分钟。

2.3便携式应急电源的特点

便携式应急电源具备高可靠性，超宽电压输入范围160～270V，适用于市电及油机，超宽工作温度范围-30～+45℃，环境适应能力强，适应各种地理区域，配备6个独立运行模块，模块间互为主备，安全性高，模块效率>92%，节省电费支出，便携式开关电源输出功率直流可达到300A，适用于现网所有开关电源的应急使用。

3.便携式应急电源的应用

如整机开关电源替换，需要连接4条交流线缆，26条以上直流线缆，且有可能存在原有线缆长度不足情况，抢修时间长，时间不可控，业务不能及时恢复，极易产生重大故障。便携式应急电源依据多年维护经验，根据现网开关电源烧毁不易快速恢复的痛点难点问题而研发，理论抢通时间30分钟以内，保证机房内设备均通电正常运行。适用于室内机房/户外机柜/于弱电井 / 楼梯间/地下室等不同应用场景。适用于汇聚机房、节点机房、室外基站、下沉olt机房、微站/拉远站等不同性质机房。适用于bras设备、9306、6330、5700、ptn、otn、bbu、rru等不同业务的通信设备。

结论：

便携式应急电源在开关电源严重故障等紧急情况可以快速抢通业务，为开关电源整机维修或替换争取时间，具有便携性、可靠性、易操作性，在通信动力抢修中应用及使用价值极高。设备利旧预估单台节省费用为：每台电源配置6个模块，每个模块造价1450元，每台电源节省1450*6=8700元。

参考文献

[1]李正良. 通信基站老开关电源改造再利用

[2]王轶群， 王立军， 任献忠，等. 通信系统基站用开关电源装置