本發(fā)明涉及移動(dòng)通信領(lǐng)域，特別是一種4g基站電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著4g通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，4g基站電源系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)正?？煽窟\(yùn)行發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。現(xiàn)有的基站電源系統(tǒng)需要滿足基站設(shè)備7×24小時(shí)不間斷供電，又需要易維護(hù)、易擴(kuò)展。隨著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，對(duì)基站電源系統(tǒng)的要求也越來越高，特別是對(duì)于機(jī)房空間的有效利用，采用多個(gè)單機(jī)架基站電源并聯(lián)供電，隨意擴(kuò)展容量成為大容量基站電源系統(tǒng)，成為基站電源發(fā)展的主流趨勢(shì)。

且由于基站設(shè)備需要7×24小時(shí)不間斷供電，由于基站位置選址的復(fù)雜性，一些基站機(jī)房提供市電接入的條件有限，一些新能源供電系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，但是目前新能源供電系統(tǒng)的防雷裝置還是采用傳統(tǒng)的spd+空開的防雷裝置，這種防雷裝置spd前端空開容易跳閘，由于spd前端通用型的保護(hù)空開不能耐受＞35ka的雷電沖擊，一次雷擊后空開跳閘，spd即脫離系統(tǒng)，導(dǎo)致開關(guān)電源、主設(shè)備失去保護(hù)，同時(shí)也加大了雷雨季的基站損壞機(jī)率和維護(hù)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種4g基站電源系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種4g基站電源系統(tǒng)，包括交流配電箱、交流配電單元、整流模塊、直流配電單元、太陽能電池方陣、風(fēng)力發(fā)電組、控制模塊、蓄電池組和防雷裝置；

所述交流配電箱通過交流配電單元與整流模塊連接，整流模塊將交流配電單元分配的交流電進(jìn)行整流濾波后，再輸送至直流配電單元；

所述太陽能電池方陣和風(fēng)力發(fā)電組均通過控制模塊與蓄電池連接，所述蓄電池模塊為直流配電單元提供工作電源；

所述防雷裝置包括alfb模塊和tspd模塊，所述alfb模塊串接在市電引入及交流配電單元之間，所述tspd模塊包括6組分別并聯(lián)在alfb模塊的高壓側(cè)和低壓側(cè)的tspd模組，所述直流配電單元的接地端連接保護(hù)地后再與alfb模塊的防雷地連接，所述直流配電單元的輸出負(fù)極與工作地連接后再與alfb模塊的防雷地連接。

alfb模塊為雷電流頻率阻抗同步抑制單元，tspd模塊為帶電子脫扣功能的浪涌保護(hù)器。

本發(fā)明中，所述監(jiān)控模塊與整流模塊和控制模塊電性連接，用于采集整流模塊和監(jiān)控模塊上的信息參數(shù)，將信息參數(shù)進(jìn)行閾值判定，并將判定結(jié)果返回至整流模塊和控制模塊。

本發(fā)明中，所述直流配電單元包括通信負(fù)荷電路和蓄電池保護(hù)電路，所述蓄電池保護(hù)電路與蓄電池組相連接，蓄電池保護(hù)電路為蓄電池組提供保護(hù)，防止蓄電池過放。

本發(fā)明中，所述交流配電箱包括移動(dòng)發(fā)電機(jī)組應(yīng)急接口，所述移動(dòng)發(fā)電機(jī)組應(yīng)急接口連接移動(dòng)發(fā)電機(jī)組，移動(dòng)發(fā)電機(jī)組用于在無市電引入的環(huán)境下提供交流電輸入。

本發(fā)明中，所述交流配電箱輸出開關(guān)配置微型斷路器。用于接入開關(guān)電源、空調(diào)、機(jī)房墻面插座和照明設(shè)備。

本發(fā)明中，所述整流模塊容量按本期負(fù)荷配置，整流模塊數(shù)按n方式配置，并保證開關(guān)電源在最大負(fù)載功率工作時(shí)具備一個(gè)備份整流模塊，其中：n＝max(n1，n2)，即n1和n2中取數(shù)值較大者；

n1＝{基站設(shè)備平均功率下直流負(fù)荷+蓄電池充電電流}/本期配置單個(gè)整流模塊容量，進(jìn)位取整數(shù)，

n2＝{基站設(shè)備額定直流負(fù)荷/本期配置單個(gè)整流模塊容量}+1，進(jìn)位取整數(shù)。

本發(fā)明中，包括交流供電系統(tǒng)，所述交流供電系統(tǒng)運(yùn)行方式如下：

市電正常時(shí)，由市電供電；

市電停電后，移動(dòng)油機(jī)未到站時(shí)，站內(nèi)通信設(shè)備由蓄電池放電供電；

移動(dòng)油機(jī)到站，待油機(jī)啟動(dòng)后，由油機(jī)供電；

市電恢復(fù)后，由市電供電。

本發(fā)明中，包括直流供電系統(tǒng)，所述直流供電系統(tǒng)運(yùn)行方式如下：

當(dāng)交流電源正常時(shí)，由整流器和蓄電池并聯(lián)浮充供電；

當(dāng)交流電源中斷后，由蓄電池單獨(dú)向通信設(shè)備供電；

當(dāng)交流電源恢復(fù)供電時(shí)，開關(guān)電源的監(jiān)控模塊自動(dòng)啟動(dòng)整流器向通信負(fù)荷供電，并對(duì)蓄電池進(jìn)行充電；

蓄電池組既為備用電源，又可以吸收高頻紋波電流。

有益效果：本發(fā)明采用全新的4g基站通信電源系統(tǒng)架構(gòu)，采用全新的alfb技術(shù)和tspd技術(shù)結(jié)合，alfb模塊串接在雷電入侵通道中，tspd電子脫扣更加迅速、有效，且無脫扣失效或脫扣后未能及時(shí)恢復(fù)的問題，相比更加可靠；能夠有效提高4g基站電源系統(tǒng)的安全防護(hù)能力，并且降低建設(shè)成本和維護(hù)成本。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做更進(jìn)一步的具體說明，本發(fā)明的上述或其他方面的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚。

圖1是結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是防雷裝置的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。

實(shí)施例：

如圖1，本實(shí)施例提供的一種4g基站電源系統(tǒng)，包括浪涌保護(hù)器、移動(dòng)發(fā)電機(jī)組、交流配電箱、交流配電單元、整流模塊、直流配電單元、太陽能電池方陣、風(fēng)力發(fā)電組、控制模塊、監(jiān)控模塊和蓄電池，交流配電箱輸入總開關(guān)前端配置浪涌保護(hù)器，市電引入通過浪涌保護(hù)器引入交流配電箱。

市電引入優(yōu)選從公共電網(wǎng)引入一路380v/220v交流電源，如無法引入，則在滿足供電質(zhì)量前提下，按以下兩種方案引入：①從基站所在或附近的建筑物就近引入一路380v/220v交流電源；②自建變壓器，引入一路高壓市電。新建基站要求引入一路三類以上(年停電次數(shù)≤54，每次停電時(shí)長≤8小時(shí))的市電電源。鄉(xiāng)鎮(zhèn)及農(nóng)村基站交流電源引入容量建議為15kw(自建變壓器的基站，變壓器容量建議按照20kva選定)；一般市區(qū)、城郊及縣城基站交流市電引入容量建議為20kw；特大城市密集市區(qū)基站，交流市電引入容量建議為25kw～30kw；基站內(nèi)電源電纜應(yīng)采用銅芯非延燃聚氯乙稀絕緣及護(hù)套軟電纜。

交流配電箱配置有移動(dòng)發(fā)電機(jī)組應(yīng)急接口，應(yīng)急接口連接移動(dòng)發(fā)電機(jī)組，移動(dòng)發(fā)電機(jī)組用于在無市電引入的環(huán)境下提供交流電輸入。

所述交流配電箱通過交流配電單元與整流模塊連接，整流模塊將交流配電單元分配的交流電進(jìn)行整流濾波后，再輸送至直流配電單元。

本實(shí)施例中，太陽能電池方陣和風(fēng)力發(fā)電組均通過控制模塊與蓄電池連接，所述蓄電池組直流配電單元提供工作電源，直流配電單元輸出負(fù)載。

本實(shí)施例中，蓄電池組配置容量推薦選用150ah、300ah、500ah、600ah、800ah、1000ah六種容量規(guī)格。200ah及以下蓄電池組可使用12v電池單體組成的蓄電池組。優(yōu)先選用鉛酸電池，在機(jī)房空間和承重不足或環(huán)境惡劣的基站，可選用磷酸鐵鋰電池，農(nóng)村地區(qū)基站不宜配置磷酸鐵鋰電池。

本實(shí)施例中，交流配電箱配置有市電/發(fā)電機(jī)組切換開關(guān)和移動(dòng)發(fā)電機(jī)組應(yīng)急接口?；窘涣髋潆娤漭敵鲩_關(guān)配置微型斷路器，用于開關(guān)電源、空調(diào)、機(jī)房墻面插座、照明等設(shè)備的接入。

如圖2，本實(shí)施例還包括防雷裝置，所述防雷裝置包括alfb模塊和tspd模塊，所述alfb模塊串接在市電引入及交流配電單元之間，在交流配電單元中性線中串接alfb的同步阻抗隔離器件，抑制地網(wǎng)地電位中性線反擊，消除正變換過電壓損壞。所述tspd模塊包括6組tspd模組，6組tspd模組分別并聯(lián)在alfb模塊的高壓側(cè)和低壓側(cè)，在高壓側(cè)和低壓側(cè)并聯(lián)tspd模組，泄放從低壓側(cè)入侵雷電流，消除逆變換過電壓損壞。所述直流配電單元的接地端連接保護(hù)地后再與alfb模塊的防雷地連接，所述直流配電單元的輸出負(fù)極與工作地連接后再與alfb模塊的防雷地連接，所述防雷裝置利用機(jī)房、一體化柜平臺(tái)基礎(chǔ)鋼筋結(jié)構(gòu)作為機(jī)房地網(wǎng)，不需要重新制作機(jī)房地網(wǎng)。防雷裝置可在1個(gè)工作日內(nèi)完成。

當(dāng)無雷電入侵時(shí)沒有阻抗，保證交流電源的正常供電及設(shè)備的正常接地；

當(dāng)雷電浪涌通過時(shí)，在雷電浪涌不同頻率的作用下呈現(xiàn)相應(yīng)的高阻抗?fàn)顟B(tài)，同步抑制交流端口或接地系統(tǒng)反擊的1khz-1mhz的多脈沖雷電波，實(shí)現(xiàn)雷電能量通過spd對(duì)地泄放，從而保護(hù)后端設(shè)備。

tspd電子脫扣更加迅速、有效，且無脫扣失效或脫扣后未能及時(shí)恢復(fù)的問題，相比更加可靠；由于每片tspd內(nèi)置脫扣機(jī)構(gòu)，每片tspd在短路失效時(shí)能單獨(dú)脫離系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)可靠的免空開熱插拔備份技術(shù)，避免空開跳閘未能及時(shí)恢復(fù)的雷擊風(fēng)險(xiǎn)；既能保證最大雷電沖擊下(120ka)的tspd系統(tǒng)通流能力，也能保證失效tspd不會(huì)對(duì)負(fù)載空開的影響，實(shí)現(xiàn)tspd之間的“1+1+1”備份；采用熱插拔設(shè)計(jì)，可在不斷電的情況下進(jìn)行tspd的操作維護(hù)；通過傳感器與動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)連接，spd退服、劣化等工作狀態(tài)可實(shí)時(shí)上傳，實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)控和管理。tspd的智能化監(jiān)測(cè)，可實(shí)現(xiàn)b+c級(jí)共6組tspd模組的通斷監(jiān)測(cè)、性能劣化監(jiān)測(cè)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了雷電強(qiáng)度、時(shí)間、次數(shù)的監(jiān)測(cè)，并能通過rs485上送到動(dòng)環(huán)系統(tǒng)fsu，從而實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)維護(hù)、智能維護(hù)和低成本維護(hù)，降低了雷擊故障率，提高了基站穩(wěn)定性。

本實(shí)施例中，所述直流配電單元包括通信負(fù)荷電路和蓄電池保護(hù)電路，所述蓄電池保護(hù)電路與蓄電池模塊相連接，為蓄電池模塊提供保護(hù)，防止蓄電池過放。

所述監(jiān)控模塊與整流模塊和控制模塊電性連接，所述控制模塊為一體化控制器，控制模塊用于采集整流模塊和監(jiān)控模塊上的信息參數(shù)，并將信息參數(shù)進(jìn)行閾值判定，從而將判定結(jié)果返回至整流模塊和控制模塊。

本實(shí)施例中，高頻開關(guān)組合電源由交流配電單元、直流配電單元、整流模塊、監(jiān)控模塊組成。

交流配電單元：輸入市電或油機(jī)電源，將交流電能分配給開關(guān)電源整流模塊使用；含有浪涌保護(hù)器，作為基站電源系統(tǒng)的第二級(jí)防雷保護(hù)。

直流配電單元：通過直流匯流母排，將開關(guān)電源整流模塊輸出的直流電能提供給通信設(shè)備用電，并對(duì)電池進(jìn)行充電。

整流模塊：從交流配電取得交流電能，將交流電整流成直流電，輸出到直流母排。

監(jiān)控模塊：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制電源系統(tǒng)各部分工作，對(duì)電池進(jìn)行自動(dòng)管理，具有標(biāo)準(zhǔn)的rs232或rs485通信口，作為后臺(tái)監(jiān)控的接口。

整流模塊容量按本期負(fù)荷配置，整流模塊數(shù)按n方式配置，并保證開關(guān)電源在最大負(fù)載功率工作(不含蓄電池充電電流)時(shí)具備一個(gè)備份整流模塊。其中：n＝max(n1，n2)，即n1和n2中取數(shù)值較大者；n1＝{基站設(shè)備平均功率下直流負(fù)荷+蓄電池充電電流(按基站蓄電池組總?cè)萘?10進(jìn)行計(jì)算)}/本期配置單個(gè)整流模塊容量，進(jìn)位取整數(shù)。n2＝{基站設(shè)備額定直流負(fù)荷/本期配置單個(gè)整流模塊容量}+1，進(jìn)位取整數(shù)。開關(guān)電源宜采用50a整流模塊。開關(guān)電源具備發(fā)電機(jī)組供電模式，能順序啟動(dòng)整流模塊并按需限制輸出功率。采用固定發(fā)電機(jī)組保障的基站，應(yīng)配置市電/發(fā)電機(jī)組自動(dòng)切換裝置。本實(shí)施例中，為方便統(tǒng)一備件，降低備件庫存與管理成本，開關(guān)電源統(tǒng)一采用業(yè)界產(chǎn)品最成熟的30a或50a整流模塊，并選用高效整流模塊降低能耗。為了適應(yīng)特殊試點(diǎn)場(chǎng)景，匹配小型固定交流發(fā)電機(jī)組，開關(guān)電源還具備交流發(fā)電機(jī)組供電模式，能順序啟動(dòng)整流模塊并按需限制輸出功率，防止小型固定交流發(fā)電機(jī)組發(fā)生超載意外停機(jī)。

本實(shí)施例的系統(tǒng)運(yùn)行方式如下：

交流供電系統(tǒng)運(yùn)行方式：

(1)市電正常時(shí)，由市電供電；

(2)市電停電后，移動(dòng)油機(jī)未到站時(shí)，站內(nèi)通信設(shè)備由蓄電池放電供電；

(3)移動(dòng)油機(jī)到站，待油機(jī)啟動(dòng)后，由油機(jī)供電；

(4)市電恢復(fù)后，由市電供電。

直流供電系統(tǒng)的運(yùn)行方式:

在線恒壓充電的全浮充供電方式。

(1)當(dāng)交流電源正常時(shí)，由整流器和蓄電池并聯(lián)浮充供電(整流器一方面給通信設(shè)備，一方面又給蓄電池充電，以補(bǔ)充蓄電池因自放電而失去的電量)；

(2)當(dāng)交流電源中斷后，由蓄電池單獨(dú)向通信設(shè)備供電；

(3)當(dāng)交流電源恢復(fù)供電時(shí)，開關(guān)電源的監(jiān)控模塊自動(dòng)啟動(dòng)整流器向通信負(fù)荷供電，并對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。

(4)蓄電池組既為備用電源，又可以吸收高頻紋波電流。

本發(fā)明提供了一種4g基站電源系統(tǒng)，具體實(shí)現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。