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摘要：随着时代的不断发展，通信基站的重要性越来越明显。对于通信基站的正常运行而言，如何确保其正常供电成为当前需要重点研究的问题。对于通信基站来说，要考虑到应急后备电源供电系统的支持，才能满足通信基站在主电源供电系统受损后及时运用后备电源的要求。所以，针对通信基站应急后备电源供电系统进行设计研究，希望能够推动通信基站的稳定运行，为后续开展工作奠定良好的基础。针对通信基站的应急后备电源供电系统，通过后备电源电池的利用，可以达成负载供电的要求，实现合理的切换处理。当基站出现停电故障时，整个放电过程中不会存在后备电池的参与。一旦发现二次下电跳脱，需要投入后备电源，用于供电系统的使用，实现持续供电。
关键词：通信基站；应急后备电源；供电系统
一、基本理论分析
1.1通信基站
基站主要指的是公用的移动通信基站，属于移动设备接入公用通信网的接口设备，也是无线电台的一种形式。它是在一定的无线电覆盖区域利用移动通信交换中心，与移动电话终端之间实施信息传递的无线电收发信电台。移动通信基站建设是移动通信运营商投资的关键部分，一般围绕覆盖面、投资效益、通话质量、建设难易以及维护方便等要素来实施。随着移动通信网络业务朝着分组化、数据化方向发展，移动通信基站的发展趋势会逐渐朝着大覆盖面建设、宽带化、IP化方向发展。
1.2应急后备电源
应急后备电源系统主要是满足各特殊行业对电能需求的应急电源。应急电源本身作为独立于电网之外的备用电源，在各个行业中得到了广泛应用。目前使用的应急电源包含蓄电池、发电机组等。
二、通信基站后备应急电源供电系统设计方案
2.1系统总框架
通信基站应急后备电源供电系统的设计，主要包含控制系统、自动切换装置、后备电池等，系统模型如图1所示。
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2.2系统工作原理
控制设备工作原理；第一，在交流电1输入中，需要针对电池组6进行处理，使其接入5，利用浮充就可以满足周期性的充放电。第二，当断开基站交流电输入1后，后备电池7会直接选择放电，并且会切换到4，从而实现直流母排5的响应调整，最终达到针对负载8的供电，且直接控制设备2也会跳开自身后备电池6连接到开关电源直流母排5，这样也不会参与到放电过程。第三，在断开交流电输入1后，开关电源的后备电池7直接低于43.2V。此时，针对二次下电的磁合器3会出现跳脱现象，而控制设备2会与后备电池6相互连接，通过控制设备2实现对重要负载8的供电处理。第四，在应急供电系统蓄电池组6低于43.2V时，会让控制设备2断开，并且连接到后备电池6，以避免出现电池过放电损坏问题。第五，在回复交流电输入1时，其控制设备2会直接将6接入到5，满足后续的充电。
2.3系统后备电源
对于后备系统电源，可以选择锂电池和铅酸电池。基于实际负载，这样才可以针对环境满足不同容量电池对应的配备处理。
2.4基站电源监控要求
基站电源监控要求要从通信基站整体运行需求着手。通信基站工作基本结构如图2所示。一般从通信基站环境监控、基站电源设备监控和基站电源运行状态监控大方面进行。通信基站环境监控基站温湿度、门禁状态、空调等通风设备运行状态、烟感信号以及人体红外感应监测信号等。基站电源设备监控UPS电源、低压配电设备、蓄电池组、直流开关电源、低压控制柜以及断路器等电源设备。电源运行状态监控市电电压、市电电流、开关状态、直流电压、直流电流、电能信息、断错相信息、蓄电池电流以及蓄电池电压等。
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基于物联网技术的基站电源监控系统设计是以通信基站内布置的红外线传感器、电流、电压互感器以及温湿度。
传感器等信息采集设备为基础，结合无线网络进行信息传输，实现对环境、人员、电源等的智能化远程监控，可做到分散的监控对象和集中化的监管模式。系统总体设计结构。
三、移动通信基站的类型
3.1高山基站类型
此种类型的基站通常在郊区、远离城市的位置建设和使用，而且主要的电源来自于农村电网。由于移动通信基站的结构需要较高的电源结构，因此通常需要根据不同的当地条件应用更高的公用电源引入方法，或者最好使用10kV的高压主电源作为电源。在上述农村供电服务中，380V市电的引入可以在高压电源中进行，以确保电源的稳定性。这种类型的电源不仅不易受人为因素的影响。而且还可以在资金充足的情况下进行一台自动发电机组的配置来实现交流供电的自动化以及供电稳定性的提升。通过此种供电方式也可以有效降低由于市电出现问题而导致的放电状况，在结合动力环境监控系统的同时，可以及时发现和解决系统中的问题来保证移动通信基站电源的可靠性。
3.2高楼基站类型
此种基站类型则主要在城市地区中建设，而且表现出具有较高供电稳定性的特点，但是也容易受到市电停电的影响。但是，由于以下因素，会出现停电问题，停电时间也会受到影响：首先，供电部门有能力在能源供应紧张的情况下装载城市。二是针对具有较低电压的用户端，表现出在市电故障时会导致差不多一天的停电时间。这需要在这种类型的基站的电源设备中应用电力环境监测系统，通过该系统限制电流负载以防止电池组过度放电的发生。
3.3一般基站
此种类型的基站通常也是由市电进行供电，而且在供电的过程中也在不断对其供电过程进行优化完善，保证基站的供电状况与当地市电状况保持一致。即便是在市电出现故障之后，也可以实现通过移动油机来对电池组进行充电。为了确保对蓄电池维护作用的发挥，就需要在进行移动油机发电管理制度制定和实施的同时，结合动力环境监控系统来保证操作的可靠性和即时性。
四、做好蓄电池的日常管控工作
正是由于做好移动通信基站中电源设备维护工作的重要作用，而针对其中的蓄电池来说，由于其是电源设备中的关键设备，因此为了确保基站供电的可靠性，也需要做好蓄电池的日常管控工作。针对其中的阀控式铅酸电池来说，需要重点做好对其温度的控制和电池充放电的维护上。此种类型的电池通常有浮充充电和均衡充电两种方式。前者是在正常商用电源下与电池和开关电源并联运行，以满足电池自动放电和氧气循环的需要。此时的充电电压通常在2.23V/只。而针对蓄电池的补充充电就是对开关电源的均衡充电来实现的，此时的电压比较高，通常在2.34V/只~2.39V/只的范围之内，而且电流大小通常为0.1C10A以下。此种充电方式就是在开关电源的设置下通过对其进行智能控制来实现的。日常管理和维护工作由电力环境监测系统进行，定期检查和监测，提高电力设备参数的多样性，保护电池。
4.1对电池规格进行合理确定
对蓄电池的使用直接会对其后期使用效果和寿命造成影响，这就需要确保所选择蓄电池与移动通信基站的电池相匹配。通常，在选择电池的规格时，应考虑诸如负载的性质和尺寸，机房的负载要求以及电池的最大工作时间等因素。其中的负载性质和大小则主要有主体设备的用电量大小、传输设备的用电量大小以及监控设备的用电量大小。而机房荷载要求就是在处理机房之后对其可以承受的最大荷载量进行确定，保证其荷载地此标准之下。而电池的最大工作时间就是在电流供电设备出现故障之后，在市电条件下要满足可以持续供应9h左右的工作时间要求。
4.2检修维护
在移动通信基站的运行中，容易由于季节变化、人为因素、设备自身性能变化等因素而会对其电源设备造成不同程度的影响。主要表现在其中的冬季气候中的季节变化因素会导致其电源设备线路中绝缘性能的下降，这就会增加制暖电气设备的故障概率。而夏季气候中由于具有较大的空气湿度而会降低绝缘性能，这也会增加制冷电气设备的故障概率。这就需要做好不同部门之间的协作，做好不同部门之间设备的维护信息共享和及时传达工作。而且在具体开展检查工作的过程中还要重点做好对市电引入线路、变配电设备、空调机组等检查要点的检查工作。而针对其中的人为因素来说，重点是针对其中的农村用电形式，表现出会由于操作错误而引发线路搭接错误等问题。最后是针对设备自身性能下降的因素，主要表现出基站电源线路和设备在长时间运行中出现老化的问题。
五、无人值守基站的维护问题
首先应该承认,我们在做在线测试时所到基站均是比较干净,但仅仅打扫基站的卫生是远远不够基站的蓄电池,电源并非完全是工作场地干净就不出现故障我们发现这些基站中所用整流器有自然散热与强制风冷散热两种自然散热型的整流器适应能力强。而作为强制风冷型散热的整流器中的风机进口处往往都有一层过滤网工作时间长了会积灰尘,一旦因灰尘堵塞,就会烧坏整流器这个现象,我们曾在河北某站见到过这要求维护人员不但要打扫机房卫生,还要对风机中的滤网进行清理。这就要求维护人员要对具有风机的整流器的结构有所了解以便在维护过程中在顺利的装卸而且还要注意安全。
蓄电池的维护是一个相当麻烦的问题。它需要作定期充放电试验以避免蓄电池内部极板出现硫化并充分激活电池组中的每只电池。尽管现在的开关电源系统智能程度较高可以在其监控系统中设置对电池的定期充放电试验,作为维护人员必须在电池放电与充电过程中在现场中观察、并记录,以了解分析整组电池中的每只电池性能。蓄电池组由24只电池组成它们是生产厂家同一批次生产出的产品为的是保证每一只电池的各个参数要基本一致一旦出现参数相差太多这组电池会很快报废。一般不允许同一厂家同型号的新旧电池随便组合,更不允许不同厂家生产的同容量电池组合新旧不同,厂家不同生产的电池在生产工艺过程中都或多或少的出现差异,比如电解液的比重大/l、极板的荷电量多少涂铅膏的多少以及电解液的多少都会影响它们的组合基站中的蓄电池是最大的消耗品到了年限要报废,如果有了良好的维护是可以延长它们寿命的。
六、无人值守基站机房问题
我们所到基站的机房密封性良好;但由此却带来一些问题,我们发现基站中的蓄电池组中都或多或少有爬酸现象由此可以认为蓄电池内部的酸在密封的机房中已有相当的含量如不及时排出,长期下去会对发射机及开关电源进行腐蚀,这是相当严重的问题,同时蓄电池在充电过程中会有氢和氧被电离出来形成氢气和氧气当电池开阀时就进入密封的机房,当其浓度达到一定比率时,机房中的开关电源在工作时继电器在吸合时会产生火花这时,机房简直就是一颗定时炸弹其危险程度可想而知.由此可以看出机房的通风是非常必要的。另外,在资源允许的情况下,对基站进行网管是一种很好的建议。它可及时地发现机房内的设备运行状况,一旦发现机房停电,而又来电时,维护人员应及时赶到现场对空调设备进行复电工作以保证机房室内温度在规定要求内以便保证电源系统不致过温保护。以上的诸多问题都需要有建全的管理制度这种制度不仅包括定期巡检,维护记录,同时还要维护人员定期培训这是提高维护人员技术水平的最好办法。由于蓄电池是消耗品所以我们建议在每次购进新电池时应事先做各方面的抽样检验工作。同样在建立新机站时,开关电源予选抽样检验也是必不可少的。
七、构建基站电源辅助设备动力环境监控系统
在移动通信基站中进行动力环境监控系统的应用可以实现人工工作量的减少，保证在无人值守的情况下来保证电源设备的正常运行，而且还可以实现远端的在线测试。通过此系统的设置重点就是对系统的错误报警情况进行避免，实现系统运行整体稳定性的提升，并发挥系统的测量功能。具体来说，其主要的功能有以下几个方面：一是可以通过此系统来定期清理信息，防止信息收到病毒的侵蚀。二是加强对系统的日常维护，重点做好系统维护中的配套设备电气性能检测，以及设备性能和系统警告性能、网络指标等检测，保证这些性能和指标满足标准要求。三是适当调整整个系统的网络结构，实现系统运行安全性的提升以及不同设备利用率的提高，延长其功能的发挥时间。四是通过此系统在发现问题时就需要通过措施的立即采取来对问题进行解决，防止出现二次故障问题。此外还要合理引入新技术来对现有系统配置进行优化以及对其维护方式进行改进，实现工作效率的提升。五是保管好已经形成的技术资料等，也就是其中的系统号线配置图、智能设备通信协议文本以及设备配置清单等。六是保证对监控系统的扩容升级不会对系统的正常运行造成影响，也就是要保持两者之间的相对独立性。但是在扩容过程中，如果可能会对系统产生影响，就需要在进行扩容之前，通过管理人员来对可能所造成影响的部位、解决时间以及相应的解决措施等内容进行明确，而且在监理部门对上述内容进行检查并通过之后才能进行正式的扩容升级。
结束语
综上所述，移动通信基站电源系统设计需要满足有效性、可靠性、可修复性等基本设计功能，才可以顺利实现移动基站的基本功能。所以，不仅要强化工作人员的技术能力，还能够有效地解决现阶段多存在的种种问题。只有不断地进行完善和进步，才能够不断提高我国移动通信的长久发展。本文对移动通信电源的发展进行了全面的需求分析，然后根据所设计的内容进行研究，为了实现技术发展的不断进步，尽可能地满足移动基站的发展。
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