直流远程供电解决方案

V1.0目录背景概述1与传统保障模式的比较2直流远供技术介绍3直流远供勘察要点4主要应用场景5工程案例61、背景概述供电问题突出的来源——分布式基站建站需求场景1：楼宇内3G数据/WiFi覆盖在该场景下，数据业务主要集中在室内。若沿用传统宏基站模式，覆盖区域针对性不强，外部信号穿墙后衰减严重，语音质量下降，数据速率缓慢，用户体验下降场景2：高速铁路/高速公路在该场景下，语音及数据业务需求在空间上呈纵向条带状分布，若延续传统宏基站的蜂窝覆盖模式，基站数量多，覆盖效率低，基站间业务切换频繁，造成通信质量下降，掉话频繁面临问题：如何配备后备电源？如何降低建站成本？如何解决48V供电距离短的问题？目录背景概述1与传统保障模式的比较2直流远供技术介绍3直流远供勘察要点4主要应用场景5工程案例62、与传统保障模式的比较48Vdc220Vac48Vdc逆变器220Vac本地供电就近安装小电源（小UPS、小开关电源）是目前分布系统的主要保障模式48V集中供电BBU、RRU由同一电源供电交流远供逆变器输出远拉传统保障模式【保障方案一】远端设备就近安装小电源（UPS、开关电源）优势：1.工程安装方便；2.设备故障对其他远端的威胁小。存在问题：1.建站成本高；2.交流引入可靠性差，后备保障困难；3.电池运行环境差，寿命短，增加投入；4.电源监控实现较难，影响抢修的时效；5.日常维护量增加，维护管理难度增加；6.小电源设备，尤其是小UPS电源设备故障率高，保障效果差。近端设备远端设备开关电源交流引入开关电源交流引入2、与传统保障模式的比较光纤【保障方案二】48V集中供电优势：1.系统结构简单；2.拉线容易；3.保障可靠。存在问题：1.48V远供压降大，对线径要求高；2.电压低，供电距离受限；3.距离过远，短路不能有效保护。近端设备远端设备开关电源交流引入远端设备光纤2、与传统保障模式的比较电缆【保障方案三】220Vac交流远供优势：1.供电距离远；2.交流受电的设备适应性好；3.维护工作量小，便于集中监控；存在问题：1.逆变器成本较高，模块化的成本更高；2.简单的单机远供安全性差；3.线损高，压降大（集肤效应，2倍于直流）；4.故障率高；5.效率低。近端设备远端设备开关电源交流引入远端设备DC/AC48/220光纤2、与传统保障模式的比较电缆2、与传统保障模式的比较近端设备远端设备开关电源交流引入远端设备DC/DC48/280【保障方案四】280V直流远程供电优势：1.供电距离远；2.可扩展性好，保障灵活；3.模块化配置，保障安全性高；4.远端网元设备受电模式不限；5.集中供电便于监控，维护工作量小；6.电压稳定，不受停电影响；7.设备效率高，顺应高压直流供电的发展趋势。存在问题：行业标准问题；大家担心的安全问题！光纤电缆2、与传统保障模式的比较－优势1、取电方便，不用另外找电源，可解决野外取电难的问题；2、电源稳定，不受市电干扰，并且具有一定的电池后备时间；3、远供线路与市电完全隔离，线路不接地并与大地悬浮，一定程度上降低了漏电的风险，供电独立性强；4、减少电表/电源柜/漏电保护开关的使用，降低成本，减少市电审批环节；5、降低施工成本，可以选用传输电缆与光缆的复合结构，可以与光缆一次性施工；6、与交流拉远相比，在一定程度上节省线材；7、有效的简化了维护工作，与在远端配置后备电源相比，降低了维护工作量；8、直流远供电源不受当地市电复杂的负荷变化，昼夜变化，电站多样化而产生电压过高或过低；不受当地大型设备开启和关闭时而产生干扰、谐波、闪变和浪涌等干扰；杜绝当地复杂电力网络中的直接雷和感应雷损坏通讯设备。9、直流远程供电网络干净单一，供电电压稳定，从而保障通信设备工作稳定、可靠，并有效延长通信设备使用寿命。2、与传统保障模式的比较－市电优势序号综合对比项目、内容远程供电方案交流市电引入供电方案备注1市电接入及开户费用无需新开户开户费用较高特殊情况下交流市电开户费用很高，难度较大2敷设远供直流输电线缆需要、可与光缆、电缆同管孔，同杆路、同钢绞线架设不需要直流输电线路较长，但不需新建杆路，投资较低3架设市电交流输电线路不需要需要新建、不可与光缆、电缆同管孔、同钢绞线架设线路距离较短，但需新建杆路，主要由距离决定投资。4远供电源设备投资需要不需要投资较低5新建48V基础电源投资仅需远供网点蓄电池扩容需要新建48V基础电源基础电源设备等投资较大6移动网络基站杆塔建设单杆型、小平台结构H杆型、基站大平台结构需安装UPS、配电等电源设备7网络集中运维、管理集中网管监控、维护管理集中动环监控管理8基础电源资源优化整合实现优化整合、资源共享需新建48V基础电源新建基础电源投资较大，资源节约效益显著9网运维护、管理成本较低正常2、与传统保障模式的比较－价格优势综上所述，远程供电比传统供电在电力引入费用、停电影响、管理维护方面具有较大优势，同时在建设时具有投资少、周期短等优势。项目名称自办电设备费建安费其它费合计备注宏基站（BBU+RRU，新增变压器）13（含设备费3万，建安费3万，带电作业费7万）3（低压电缆）3（含材料费1.5万）1.5（含电业局设计费0.5万）20.5用电需求15KW/站，自办电需新增变压器，按18万～21万/站。宏基站（BBU+RRU，利旧变压器）3.4（含设备费1.77万）1（室外防水配电箱和低压电缆）2（含材料费0.15万）0.9（含电业局设计费0.5万）7.3用电需求6KW/站，自办电需原有变压器分容，按6～8万/站；RRU拉远0.9（计量箱、防水配电箱、低压电缆）00.70.31.9（转供电）用电需求3KW/站，转供电按1.2万—4万/站，自办电按6-18万直流远供011.21.5*线缆长度3.5~5用电需求3KW/站，转供电按1.2万—4万/站，自办电按6-18万2、与传统保障模式的比较－价格优势中石油黑龙江销售公司市电投资光缆投资施工（正常施工）复合缆设备投资合计（元）普通方案2000001940.456700207610.4光电复合缆063007938950023738群力体育公园北市电投资光缆投资施工（正常施工）复合缆设备投资合计（元）普通方案180000323494500192684光电复合缆01207513230950034805白家变电所市电投资光缆投资施工（正常施工）复合缆设备投资合计（元）普通方案1800004620135000198120光电复合缆01950018900950047900目录背景概述1与传统保障模式的比较2直流远供技术介绍3直流远供勘察要点4主要应用场景5工程案例6280V直供局端机房交流开关电源局端系统48Vdc适配器远端通信设备220Vac适配器直流远程供电原理示意图远端防雷48V供电220V供电280V直流拉远远端-48V250~410Vdc市电蓄电池组3、直流远供技术之－原理示意图直流远程供电系统结构图3、直流远供技术之－系统结构图3、直流远供技术之－整体方案局端：局端设备是远供系统的核心，可以完成–48V直流隔离升压到250V～410V（DC/DC升压），电压升高到410V以后,相同线缆资源条件下，传输距离成倍提高；相同传输距离条件下，所需线缆资源线径大大降低，从而解决资源投入。具备完整的保护功能，还可完成系统监控。远端：远端设备具备将直流高压变换成稳定的直流-48V（或dc320V）（DC/DC降压或稳压）功能，直接为基站设备供电。传输线路：局端与远端之间既可以使用复合光缆，完成直流电的远程传输，为远程RRU设备供电。3、直流远供技术之－设备示意图远端防雷器局端系统远端适配器48Vdc转280Vdc280Vdc转48Vdc280Vdc转220Vac20KA(C级防雷)280V直流配电分配单元远端适配器局端系统C级防雷器直流配电空开3、直流远供技术之－嵌入式局端（艾默生）局端系统单模块1000W，满配5个模块配置液晶监控、智能接口绝缘监察功能输出C级防雷全正面维护3、直流远供技术之－组合式局端280Vdc单插框容量:5kW内置48V电源系统/独立安装输出电压225~380V输出分路:2路(空开保护)独立监控，RS232/IP/干接点完善的防雷保护输出过/欠压，短路，对地绝缘监测48V-280V一体化解决方案3、直流远供技术之－嵌入式局端局端机EH-DCRP-J2400（尺寸：460×430×110）输入电压DC-48V输出电压DC380V额定输出功率2400W工作温度-20～55℃防护等级IP30散热方式强迫风冷1、直流悬浮传输技术：输出电压：输出的直流高压对地处于悬浮状态，人接触任何一个极性无触电的感觉。2、开路保护：当传输回路（正极或负极电缆）部分或全部被破坏时，为确保维护人员与设备安全系统切断高压输出，输出线路检测电压≤40V，线路无高压，保护时间≤30ms，维护人员触电几率很小。3、短路保护：当传输回路中，某处电缆的正极与负极短接时，系统切断高压输出，输出线路检测电压≤40V，线路无高压，保护时间≤30ms，可防止线缆过热。4、漏电保护：当远供回路任何一处对地绝缘阻抗下降，产生对地电流时（≥2mA），系统应切断局端高压输出，输出线路检测电压≤40V，保护时间≤30ms，3、280Vdc转220Vac高压逆变器1、C级防雷2、280Vdc转48Vdc4、可内置直流分配单元3、直流远供技术之－远端柔性配置以下4种需求：IP45防护等级独立液晶显示监控可选内置监控防盗组件提供RS232、干接点等智能接口3、直流远供技术之－远端远端机EH-DCRP-Y800A（尺寸：275×165×110）输入电压DC380V输出电压AC220V额定输出功率800W工作温度-40～75℃防护等级IP65散热方式自然冷却特点：具有宽范围直流输入、DC/DC降压功能；具有输出短路、过压、过流保护功能；具有直流输入端防雷保护（等级20KA）功能；3、直流远供技术之－光电复合缆结构3、直流远供技术之－电缆选择项目铜芯电缆铝合金电缆设计寿命（年）≥30≥40防腐性能（空气中）差优防腐性能（电化学）无需过渡处理无需过渡处理抗蠕变性能优优接头连接稳定性优优电缆重量重轻弯曲半径12-15d7d回弹量高低铠装电缆抗测压力30004380导体柔软性差优安装方便性一般优性价比差优铜和铝合金对比•铝合金导体价值低•单位长度重量轻•在废旧物资市场很难找到销路3、直流远供技术之－电缆性价比规格型号单价(元/KM)GYTA-24B1+2*2.5约8000余元GYTA-24B1+2*4约9000余元GYTA-24B1+2*6约12000余元价格对比为达到相同导电效果，复合铜缆的价格是复合铝合金缆的1.5倍，复合铝合金缆可以节省1/3的成本价格。光电复合铜缆光电复合铝合金缆规格型号单价(元/KM)GYTA-24B1+2*4约6000余元GYTA-24B1+2*6约7000余元GYTA-24B1+2*10约9000余元3、直流远供技术之－电缆计算输电线缆选择计算？PL48V输入＋－局端设备远端负载280Vdc电流：IUL线路功耗：PW线路环阻：RW＋－线路压降：UW280V–UW＝ULUL＝PL/IUW＝I×RWRWI2-280I+PL=0其中已知：RW=ρL/Sρ：线缆电阻率L：线缆总长度(环路长度)S：线缆截面积从而可知：PW、UW、UL3、直流远供技术之－电缆计算输电线缆工程应用计算实例设：远端交流型RRU动态峰值功耗为：300W，输电距离：1.0KM，输电线缆为6平方铝芯缆，远供局端输出电压：DC280V，请计算线路电流、线路功耗、线路压降及负载电压。（注：50℃，铝电阻率：3.14X10-8，铜电阻率：1.94X10-8）RW=3.14X10-8×1000×2/（6×10-6）＝10.5欧姆10.5I2－280I＋300＝0线路电流：I＝1.12A线路功耗：PW＝13.2W线路压降：UW＝11.8V负载电压：UL＝268.2V3、直流远供技术之－电缆计算输入参数名称数值单位计