高铁沿线通信基站电源方案探讨

时间:2019-08-21
高铁沿线通信基站外电源方案

一、项目基本情况
1、高铁沿线需建通信基站,基站间距600m左右。基站负荷3~5KW,少量10KW。
2、高铁沿线远离城镇,解决基站外电源不易。
3、已建成高铁线路(部分地区)基建布局待改进,乘客通信信号不佳,用户体验带提升。

二、基站外电源常规解决方案
      中心基站引入10KV电源,通过变压器降压→整流成直流→给左右两侧600m基站供电


        通信基站应按600m左右的间距均匀分布在高铁沿线。该方案成立的前提是在每一个中心基站附近都应有电网(10KV可靠电源),否则还应增加10KV外线的投资。而实际情况,电网不可能根据中心基站位置正好能提供10KV电源。可行的方案应该是找到一处可靠电源点,再自建专用10KV架空(或埋地电缆)线。正常情况下,应该每隔1.8km左右建变配电装置,该设备成本约16万元。


        规范规定10KV线路供电半径为8km,在实际操作中供电15km也比较常见,考虑到110KV变电站在农村地区布点比较分散,暂估10KV电网取电点离110KV变电站10km,那么自架10KV专用线供12km左右(取电点两侧各6km)比较合适,可给7座中心基站供电,变配电设备总投资约:7×16=112万元

三,创新配电方案
      
按常规方案12km高铁线信号覆盖范围设计,不改变原常规方案的使用习惯,仍然是给中心站供电,中心站通过直流给拉远站供电,每个中心站总负荷为单相3×3=9KW(或3×5=15KW),
7座中心基站总负荷7×9=63KW(或7×15=105KW),配总变压器125KVA.

      创新方案变配电总设备包括:125KVA杆上变电所一座,60KVA智能中继电源两台,40KVA智能中继电源两台,20KVA智能中继电源两台。总投资约20+2×6+2×5+2×3=48万元。

四、颠覆性方案
        同样以12km信号覆盖范围举例说明

1)、常规方案
      a、如上图“二”所示,一组基站包括:一座中心站+2座拉远站,10KV电网电源经变压给中心站提供380V/220V电源,中心站经过逆变整流给拉远站直流供电。
      b、中心基站设备组成(铁塔除外),见附图。
                                                      附图一

                           
                                                 附图二
          
       
c
、由附图可知,用于电源的设备主要包括:1、交流配电柜  2、3P空调   3、整流电源+蓄电池组  4、直流远供局端设备等等,由于投资不明,暂定义为M中心
         d 给中心站两侧各600m远的拉远站进行直流供电的埋地电缆(电缆成本+施工成本)M拉缆
2)一组基站(中心站+2×拉远站)总成本M总1         
         
M总1=M+M中心+2×M拉缆                                   
                   =16+M中心+2×M拉缆                                              
      12km七组基站(中心站+2×拉远站)总成本M  
      
 M= 7 × M总17 ×(M+M中心+2×M拉缆 )   
                
=7 ×(16+M中心+2×M拉缆)=112+7 ×(M中心+2×M拉缆)
3)颠覆性方案
         所有基站都直接从专用架空线上取电源,所有基站均配(调压+整流+蓄电池)柜和通信数据用机柜。原中心基站机房取消,直流远供局设备取消,直流埋地电缆取消、3P空调(2.2KW)取消。空调取消后负载减少了2/3,电源设备容量减少了2/3,或沿高铁信号覆盖范围扩大2/3。


  颠覆性方案电源总设备包括,30KVA杆上变电所一座、20KVA智能中继电源箱两台、15KVA智能中继电源箱两台、10KVA智能中继电源箱两台。
                                             总投资:17+3
×2+2.25×2+1.5×2=30.5万元
由上面的比较可以看出:在相同的外部条件下,解决12km左右范围基站电源,,常规方案需(
112+7×(M中心+2×M拉缆))万元,颠覆性方案仅需30.5万元,成本优势明显
五、“双机热备”颠覆性方案
       颠覆性方案的核心内容是通过将智能中继电源箱串接在配电主回路上,使专用架空配电线上电源电压始终保持在380±5%左右,沿线各基站直接从配电干线上T接引入电源,,而大幅度减少投资。但智能中继电源一旦发生故障,虽然其自身有旁路功能,但也会引起配电干线上电压的大幅波,影响电源质量。解决办法如下:
1)“双机热备”即配双智能中继电源方案
        即使是常规方案,架空线路故障也是没有办法避免的,在不考虑线路故障的前提下采用“双机热备”方案。当一台智能中继电源箱故障时,自动切换到另一台智能中继电源箱,从而保持干线电源电压稳定。该方案投资成本会从30.5万元增加到45万元左右。该方案可靠性高于常规方案,成本仍低很多,有明显优势。
                                               
2)架设两条平行的干线配电方案
    该方案电源可靠率与“双机热备”方案解禁,但投资成本明显偏大。


 
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