移动基站电源监控与电源维护实例
■＜广西机电职业技术学院 秦培林，张小衡，黄 麟
摘要：移动基站设备正常运行需要能源的提供，当市电无法供电时，需要用油机发电，电源监控系统可以全面改善基站电源运行维护质量。在维护的过程中，要注意通信电源直流低压退服的维修，掌握通信电源模块维修技术，注重基站市电环境因素，以确保移动基站设备的正常运行。
关键词：移动基站；发电；电源监控；维护
电力是移动基站设备正常运行的能源，电力的供不应求对移动基站的维护带来很大的困难，发电成为移动基站维护的主要工作。在发电过程中会有很多问题，通过使用电源监控系统，可全面改善基站电源运行维护质量，实现其科学管理，提高工作效率。
下，这说明4组蓄电池容量尽失，已经不能使用。随后与相关厂家联系，及时更换了4组蓄电池。如果没有监控系统及时发现这一险情，预先进行设备更新，而是到了真正需要放电时才发现这一故障，后果将不堪设想。
1.2 案例2
1 监控系统实时监视设备运行
监控系统最主要的应用就是可以实时地了解所监控的各个分局的基站电源系统和设备的运行状况，及时侦测各种故障和险情，并通知维护人员进行处理，避免造成电源系统更大的损害，影响通信安全。通过监控系统，不但改变以往需要大量人员通过不断抄表、巡检，才能够实现的维护工作量，提高了工作效率，而且质量更优，安全性更高。
大新某移动基站机房照明时常有烧坏现象，分析可能是交流电源不稳引起。2006年12月6日，监控系统出现三相交流电某线电压达到453 V高压告警，并出现整流模块故障告警。维护人员赶到现场后，确认有4个整流模块烧坏，根据这一情况，维修人员及时安装了一台自动调压变压器，临时处理故障，稳定了电压。
2 分析运行数据，协助故障诊断及预防
1.1 案例1
2005年8月6日，横县某移动基站4组蓄电池放电10s左右，监控中心即有多个电池电压告警，单体电池电压在1.7-1.8V之间的蓄电池只有6只，总电压也降到48 V以下。后经维修人员现场测试，放电5min后，单体电池电压全部降到2 V以
通过监控系统，对电源设备的各种运行参数(包括实时数据、历史数据和运行曲线等)进行观察和分析，依据维护人员具有的丰富维护经验和高度的责任感，可以及时发现设备的故障隐患，并采取相应的措施，把设备的故障消除在萌芽状态，进一步提高基站通信电源系统的可靠性和安全性。
７２
电源技术 ＜ ２００８年６月
通过监控数据分析，可以及早发现交流三相不平衡，整流模块均流特性差、蓄电池均压性差、设备运行长期处于告警边缘(如交流电压波动)、以及设备监测量发生非正常突变(如电流突然变大)等情况，及时采取措施，防患于未然。
2.1 案例3
2007年1月，天等县移动基站监控维护人员在历史数据报表中发现某移动基站通信电源在均充时，多次发生输出电压短时跳变的异常情况。这种现象将危及移动基站的正常运行，经过现场诊断分析，证明是由于通信电源元器件老化所致。根据这种情况，及时更新了通信电源设备，消除了故障隐患。
2.2 案例4
2007年春，南宁市某移动基站在一次市电停电中，油机总是不能正常运转，蓄电池开始放电，从监控中心的数据显示来看，每一次油机总是在转速提升到1 400r/min以上时就停下来了；再看其它数据，发现该基站负载电流三相极不均衡，有一相电流特别大，据此推测是三相负载不均衡造成油机不能工作。值班人员把这个信息告诉维修人员后，维修人员马上调整了三相负载，使油机恢复了正常工作，避免了一场可能出现的事故。
此外，通过报表、曲线等分析工作，还能够很好地了解各个基站设备的工作特性，建立相应的数学模型(如蓄电池容量特性曲线等)，实现科学的维护管理，便于在日常维护和故障维修中“因材施维”，同时这些数据也为设备的选型和购置提供了科学的依据。
3 通信电源直流低压退服的维护案例
南宁某基站配有：6个爱立信RBS2202机柜、3套微波、3套光端机、爱立信电源柜BZA20118、24V电源系统、6个电源模块；两组南都300 Ah电池。发电机功率10kW，基站停电时间9：00，发电时间10：30。下午18：00基站因为直流低压退服，发电机一直都在正常工作，基站为何退服?
笔者对此进行排查：
(1)检查发电机的运行情况，发电机一直在正常运行，且输出功率也正常，电压在正常输出范围值208V～240V之间，排除发电机故障。
(2)检查电源模块工作是否工作正常，断开主设备负载及电池，观看电源模块工作指示灯正常，用手摸电源模块面
板，感到很烫手，说明电源模块过载工作很长时间。
(3)检查发电机供电时电源模块的工作情况，只有两块电源模块工作。
(4)检查基站巡检本记录，发现前几个月的记录：直流电压27V，负载电流为110A左右。
由于爱立信电源模块最大输出功率24V×50A，维护员在发电中，只开启两个电源模块，最大输出功率为2 400W，而负载功率为2 970 W，这就说明在发电机供电的同时电池也在不停的放电来补充负载所需的功率。当电池放电完毕，就会最终导致基站退服。
从案例5分析发现，维护员在给基站发电过程中，要特别重视基站负载功率和电源模块输出功率匹配问题。经过多年的基站维护工作经验分析总结得出公式：
发电机的额定输出容量×0.8≥各电源模块总输出功率=负载功率+电池充电功率
其中，0.8为发电机的输出功率因数，电池充电按10h充电率，电池充电功率=电池容量×0.1X电压。
在发电过程中，发电机额定输出功率和负载功率是不变的，电池充电功率可变从而各电源模块的总输出功率是可以变的。当发电机额定输出功率和负载功率相当时，可以减少电池充电功率以求能量的平衡。
电源模块的配置也要满足以上公式，且各电源模块额定输出功率之和大于各电源模块总输出功率。
从案例5的条件，可以算出应开启电源模块的数量。设电源模块的数量为N个，则
10kW×0.8≥各电源模块总功率=2 970 W+600 Ah×24 V×0.1
8 000W≥各电源模块总功率=4 410W各电源模块额定输出功率之和=N×l 200WN×l200 W>4 410 W
N>4 410W／1 200W，N>4，即应开启电源模块的数量需大于4个。
若发电机功率为5 kW，则
5kW×0.8≥各电源模块总功率=2 970+600×24×0.14 000W≥各电源模块总功率=4 410W
以上公式不成立，必须减少电池充电功率，设充电功率为X，
4 000W≥2 970+XX≤l 030W
应开启电源模块的数量N>4 000／l 200，N>4
电源技术 ＜ ２００８年６月
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由上可知，若发电机是5 kW，要开启4个以上电源模块，可满足负载正常工作，且还能提供1 030W的电池充电功率。
总结：在基站发电过程中，维护员首先要了解基站负载功率、电源模块额定输出功率、发电机额定功率、电池容量等因素。了解基站负载功率和电池充电功率去选择发电机功率，决定开启电源模块的数量。
4 通信电源模块维护案例
南宁某基站配置爱立信BTS RBS2206机柜2个，RBS2202机柜3个；SWICHTEC开关电源，48 V电源系统，4个电源模块，电源模块型号R2948，最大输出功率2 900W(48V60A)；圣阳电池500Ah，两组；负载电流65A，发电机6.5kW，停电3h后，起动发电机给基站发电。
现象：发电机工作不稳定，响声时高时低，电源模块工作不稳定，间隙性输出，导致基站退服。
这是由于发电机超负荷工作。当发电机输出电压符合开关电源输入范围时，电源模块正常工作。由于电池放电时间过长，充电电流过大，发电机超负荷运行，致使发电机转速降低，输出电压降低，达不到电源模块工作电压。当电源模块不工作，发电机空载运行，发电机转速提高，输出电压恢复正常，电源模块又开始工作，周而复始，造成发电机工作不稳定，电池不能充电，严重影响了电池的性能，且基站主设备不能正常运行。
由公式可算出该站最少要开启2个电源模块才能使基站设备正常工作。由于充电电流大(500Ah电池10小时充电率，充电电流为50A)，2个电源模块满负载工作，共输出5 800W，比发电机输出功率的0.8还大，说明发电机超负荷运行。这种情况我们如何能正常给基站发电?
随着通信电源技术的发展，开关电源各模块的功能加强，开关电源都有限流的功能。它是通过电池容量的设置来限制充电电流的，开关电源厂家一般设为10小时充电率，即C=10I，C为电池总容量，I=电池充电电流。因此，通过调整电池容量设置可改变电池充电电流，实现给基站正常发电。以SWICHTEC开关电源IPS82H4型、SM50监控模块为例，说明操作步骤。
(1)观察电池容量：菜单回车；选择系统配置，回车；选择电池，回车；选择电池容量，回车；就能看到所设置的电池容量。
(2)更改电池容量：菜单回车；选择系统配置，回车；选
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电源技术 ＜ ２００８年６月
择电池，回车；选择电池容量，回车；显示电池容量，按任一数字健，提示需要密码，按2222，回车确认；系统授权更改电池容量参数，设置为100Ah，确认，退出，提示是否要保
存设置，按“是”。等待3到5分钟，系统确认后，电池充电电流就变为10A。
更改后，负载电流+2组电池的充电电流=65 A+10A+10 A=85 A，二个电源模块输出总功率=52.5 V× 85 A=4 462.5 W，小于发电机额定功率6.5kW×0.8=5.2kW，即可正常发电。
5 基站市电环境因素
在整个通信行业中，移动基站所处的环境较为复杂，如许多基站建于高楼或高山上，市电引入因受基站环境条件限制，建设配置要求应有所不同，维护要求应有所差异。
客观上讲，基站的市电环境大多没有交换局要求高，但对电池的质量要求较高。这给蓄电池组的配置、维护和管理增加了困难，如果维护不当，将会造成电池组的早期失效。如高楼基站，此类基站处于城市中，在一般情况下供电较为稳定。但当城市供电较为紧张时，会引起长时间停电。对此，应采取在动力环境监控系统配合下的限制直流负荷措施，防止蓄电池组过放电，同时事后加强蓄电池的维护充电。对于高山基站，由于绝大部分使用农电供电，对电源建设要求较高。作者认为此类基站的建设应根据当地情况及安全条件选用较高的市电引入方式，有条件的最好采用10 kV高压市电引入。
基站电源系统为移动通信主体设备及传输设备的配套支撑系统之一，涉及动力机械学、化学、电子、通信与自动控制技术、监控、计算机应用等多种专业学科知识。我们要做好移动基站电源监控与维护的工作，从而保证通信设备获得持续、稳定、可靠的能源，给通信设备提供正常运行的环境，保证系统的安全运行。
参考文献：
［１］贾继伟．通信电源的科学管理与集中监控［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，２００４．
［２］电信技术杂志社．通信电源维护管理经验荟萃［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，２００６．
［３］ 刘希禹，陈燕昌．通信电源与空调及环境集中监控管理系统［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，１９９９．
［４］ 陈 龙．电视监控与安全防范系统［Ｍ］．北京：科学出版社，１９９８．
移动基站电源监控与电源维护实例
■＜广西机电职业技术学院 秦培林，张小衡，黄 麟
摘要：移动基站设备正常运行需要能源的提供，当市电无法供电时，需要用油机发电，电源监控系统可以全面改善基站电源运行维护质量。在维护的过程中，要注意通信电源直流低压退服的维修，掌握通信电源模块维修技术，注重基站市电环境因素，以确保移动基站设备的正常运行。
关键词：移动基站；发电；电源监控；维护
电力是移动基站设备正常运行的能源，电力的供不应求对移动基站的维护带来很大的困难，发电成为移动基站维护的主要工作。在发电过程中会有很多问题，通过使用电源监控系统，可全面改善基站电源运行维护质量，实现其科学管理，提高工作效率。
下，这说明4组蓄电池容量尽失，已经不能使用。随后与相关厂家联系，及时更换了4组蓄电池。如果没有监控系统及时发现这一险情，预先进行设备更新，而是到了真正需要放电时才发现这一故障，后果将不堪设想。
1.2 案例2
1 监控系统实时监视设备运行
监控系统最主要的应用就是可以实时地了解所监控的各个分局的基站电源系统和设备的运行状况，及时侦测各种故障和险情，并通知维护人员进行处理，避免造成电源系统更大的损害，影响通信安全。通过监控系统，不但改变以往需要大量人员通过不断抄表、巡检，才能够实现的维护工作量，提高了工作效率，而且质量更优，安全性更高。
大新某移动基站机房照明时常有烧坏现象，分析可能是交流电源不稳引起。2006年12月6日，监控系统出现三相交流电某线电压达到453 V高压告警，并出现整流模块故障告警。维护人员赶到现场后，确认有4个整流模块烧坏，根据这一情况，维修人员及时安装了一台自动调压变压器，临时处理故障，稳定了电压。
2 分析运行数据，协助故障诊断及预防
1.1 案例1
2005年8月6日，横县某移动基站4组蓄电池放电10s左右，监控中心即有多个电池电压告警，单体电池电压在1.7-1.8V之间的蓄电池只有6只，总电压也降到48 V以下。后经维修人员现场测试，放电5min后，单体电池电压全部降到2 V以
通过监控系统，对电源设备的各种运行参数(包括实时数据、历史数据和运行曲线等)进行观察和分析，依据维护人员具有的丰富维护经验和高度的责任感，可以及时发现设备的故障隐患，并采取相应的措施，把设备的故障消除在萌芽状态，进一步提高基站通信电源系统的可靠性和安全性。
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电源技术 ＜ ２００８年６月
通过监控数据分析，可以及早发现交流三相不平衡，整流模块均流特性差、蓄电池均压性差、设备运行长期处于告警边缘(如交流电压波动)、以及设备监测量发生非正常突变(如电流突然变大)等情况，及时采取措施，防患于未然。
2.1 案例3
2007年1月，天等县移动基站监控维护人员在历史数据报表中发现某移动基站通信电源在均充时，多次发生输出电压短时跳变的异常情况。这种现象将危及移动基站的正常运行，经过现场诊断分析，证明是由于通信电源元器件老化所致。根据这种情况，及时更新了通信电源设备，消除了故障隐患。
2.2 案例4
2007年春，南宁市某移动基站在一次市电停电中，油机总是不能正常运转，蓄电池开始放电，从监控中心的数据显示来看，每一次油机总是在转速提升到1 400r/min以上时就停下来了；再看其它数据，发现该基站负载电流三相极不均衡，有一相电流特别大，据此推测是三相负载不均衡造成油机不能工作。值班人员把这个信息告诉维修人员后，维修人员马上调整了三相负载，使油机恢复了正常工作，避免了一场可能出现的事故。
此外，通过报表、曲线等分析工作，还能够很好地了解各个基站设备的工作特性，建立相应的数学模型(如蓄电池容量特性曲线等)，实现科学的维护管理，便于在日常维护和故障维修中“因材施维”，同时这些数据也为设备的选型和购置提供了科学的依据。
3 通信电源直流低压退服的维护案例
南宁某基站配有：6个爱立信RBS2202机柜、3套微波、3套光端机、爱立信电源柜BZA20118、24V电源系统、6个电源模块；两组南都300 Ah电池。发电机功率10kW，基站停电时间9：00，发电时间10：30。下午18：00基站因为直流低压退服，发电机一直都在正常工作，基站为何退服?
笔者对此进行排查：
(1)检查发电机的运行情况，发电机一直在正常运行，且输出功率也正常，电压在正常输出范围值208V～240V之间，排除发电机故障。
(2)检查电源模块工作是否工作正常，断开主设备负载及电池，观看电源模块工作指示灯正常，用手摸电源模块面
板，感到很烫手，说明电源模块过载工作很长时间。
(3)检查发电机供电时电源模块的工作情况，只有两块电源模块工作。
(4)检查基站巡检本记录，发现前几个月的记录：直流电压27V，负载电流为110A左右。
由于爱立信电源模块最大输出功率24V×50A，维护员在发电中，只开启两个电源模块，最大输出功率为2 400W，而负载功率为2 970 W，这就说明在发电机供电的同时电池也在不停的放电来补充负载所需的功率。当电池放电完毕，就会最终导致基站退服。
从案例5分析发现，维护员在给基站发电过程中，要特别重视基站负载功率和电源模块输出功率匹配问题。经过多年的基站维护工作经验分析总结得出公式：
发电机的额定输出容量×0.8≥各电源模块总输出功率=负载功率+电池充电功率
其中，0.8为发电机的输出功率因数，电池充电按10h充电率，电池充电功率=电池容量×0.1X电压。
在发电过程中，发电机额定输出功率和负载功率是不变的，电池充电功率可变从而各电源模块的总输出功率是可以变的。当发电机额定输出功率和负载功率相当时，可以减少电池充电功率以求能量的平衡。
电源模块的配置也要满足以上公式，且各电源模块额定输出功率之和大于各电源模块总输出功率。
从案例5的条件，可以算出应开启电源模块的数量。设电源模块的数量为N个，则
10kW×0.8≥各电源模块总功率=2 970 W+600 Ah×24 V×0.1
8 000W≥各电源模块总功率=4 410W各电源模块额定输出功率之和=N×l 200WN×l200 W>4 410 W
N>4 410W／1 200W，N>4，即应开启电源模块的数量需大于4个。
若发电机功率为5 kW，则
5kW×0.8≥各电源模块总功率=2 970+600×24×0.14 000W≥各电源模块总功率=4 410W
以上公式不成立，必须减少电池充电功率，设充电功率为X，
4 000W≥2 970+XX≤l 030W
应开启电源模块的数量N>4 000／l 200，N>4
电源技术 ＜ ２００８年６月
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由上可知，若发电机是5 kW，要开启4个以上电源模块，可满足负载正常工作，且还能提供1 030W的电池充电功率。
总结：在基站发电过程中，维护员首先要了解基站负载功率、电源模块额定输出功率、发电机额定功率、电池容量等因素。了解基站负载功率和电池充电功率去选择发电机功率，决定开启电源模块的数量。
4 通信电源模块维护案例
南宁某基站配置爱立信BTS RBS2206机柜2个，RBS2202机柜3个；SWICHTEC开关电源，48 V电源系统，4个电源模块，电源模块型号R2948，最大输出功率2 900W(48V60A)；圣阳电池500Ah，两组；负载电流65A，发电机6.5kW，停电3h后，起动发电机给基站发电。
现象：发电机工作不稳定，响声时高时低，电源模块工作不稳定，间隙性输出，导致基站退服。
这是由于发电机超负荷工作。当发电机输出电压符合开关电源输入范围时，电源模块正常工作。由于电池放电时间过长，充电电流过大，发电机超负荷运行，致使发电机转速降低，输出电压降低，达不到电源模块工作电压。当电源模块不工作，发电机空载运行，发电机转速提高，输出电压恢复正常，电源模块又开始工作，周而复始，造成发电机工作不稳定，电池不能充电，严重影响了电池的性能，且基站主设备不能正常运行。
由公式可算出该站最少要开启2个电源模块才能使基站设备正常工作。由于充电电流大(500Ah电池10小时充电率，充电电流为50A)，2个电源模块满负载工作，共输出5 800W，比发电机输出功率的0.8还大，说明发电机超负荷运行。这种情况我们如何能正常给基站发电?
随着通信电源技术的发展，开关电源各模块的功能加强，开关电源都有限流的功能。它是通过电池容量的设置来限制充电电流的，开关电源厂家一般设为10小时充电率，即C=10I，C为电池总容量，I=电池充电电流。因此，通过调整电池容量设置可改变电池充电电流，实现给基站正常发电。以SWICHTEC开关电源IPS82H4型、SM50监控模块为例，说明操作步骤。
(1)观察电池容量：菜单回车；选择系统配置，回车；选择电池，回车；选择电池容量，回车；就能看到所设置的电池容量。
(2)更改电池容量：菜单回车；选择系统配置，回车；选
７４
电源技术 ＜ ２００８年６月
择电池，回车；选择电池容量，回车；显示电池容量，按任一数字健，提示需要密码，按2222，回车确认；系统授权更改电池容量参数，设置为100Ah，确认，退出，提示是否要保
存设置，按“是”。等待3到5分钟，系统确认后，电池充电电流就变为10A。
更改后，负载电流+2组电池的充电电流=65 A+10A+10 A=85 A，二个电源模块输出总功率=52.5 V× 85 A=4 462.5 W，小于发电机额定功率6.5kW×0.8=5.2kW，即可正常发电。
5 基站市电环境因素
在整个通信行业中，移动基站所处的环境较为复杂，如许多基站建于高楼或高山上，市电引入因受基站环境条件限制，建设配置要求应有所不同，维护要求应有所差异。
客观上讲，基站的市电环境大多没有交换局要求高，但对电池的质量要求较高。这给蓄电池组的配置、维护和管理增加了困难，如果维护不当，将会造成电池组的早期失效。如高楼基站，此类基站处于城市中，在一般情况下供电较为稳定。但当城市供电较为紧张时，会引起长时间停电。对此，应采取在动力环境监控系统配合下的限制直流负荷措施，防止蓄电池组过放电，同时事后加强蓄电池的维护充电。对于高山基站，由于绝大部分使用农电供电，对电源建设要求较高。作者认为此类基站的建设应根据当地情况及安全条件选用较高的市电引入方式，有条件的最好采用10 kV高压市电引入。
基站电源系统为移动通信主体设备及传输设备的配套支撑系统之一，涉及动力机械学、化学、电子、通信与自动控制技术、监控、计算机应用等多种专业学科知识。我们要做好移动基站电源监控与维护的工作，从而保证通信设备获得持续、稳定、可靠的能源，给通信设备提供正常运行的环境，保证系统的安全运行。
参考文献：
［１］贾继伟．通信电源的科学管理与集中监控［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，２００４．
［２］电信技术杂志社．通信电源维护管理经验荟萃［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，２００６．
［３］ 刘希禹，陈燕昌．通信电源与空调及环境集中监控管理系统［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，１９９９．
［４］ 陈 龙．电视监控与安全防范系统［Ｍ］．北京：科学出版社，１９９８．