《电子技术应用》

移动通信电源系统集中维护

2012/4/5 15:35:08

    目前在各地看到的许多通信动力环境监控文章,谈该系统建设的较多,谈对电源维护应用的很少;各级领导部门对该系统强调在管理上应用较多,而对电源系统维护项目使用和开发很少;通信动力环境监控系统的功能中对故障的管理只是极小的功能,而其真实的含意在于对通信电源系的远程集中维护。各通信运营公司要求通信网络实行集中化维护管理,传输和无线都由设备供应商建立了远程集中维护平台,动力环境监控系统虽然也建立起来了,但是没有实现电源专业集中维护的目的。动力环境监控系统是一种维护手段、是一种维护工具、是一种维护模式,甚至是一种管理模式,动力环境监控系统是电源专业维护体制改革的基础和关键。只有实现集中监控才能实时地监视设备的运行状态,及时发现并解决设备运行过程中存在的问题,定期对电源运行数据进行采集分析,通过遥调遥控手段进行电源系统维护工作,实现电力机房的少人或无人值守。

一、移动通信电源系统维护工作的需要
1、移动通信基站电源维护工作的困难
      移动通信网络面广站多,基站内电源设备运行质量直接关糸到通信网的畅通,根据统计06年某电信运营公司基站电源原因断站451次,基站通信阻断2159小时,电源原因全断站比例在70-80%,给用户和公司造成了极大损失。就基站内设备和维护工作量而言,电源系统设备占80%,维护工作量点70%。某电信运营公司06年底电源系统446个,有四分之一在
山上;专谦职电源维护人员只有14人,平均维护范围达120公里,电源维护工作只是工作职责的四分之一。这样大的设备和维护面积半径,现有的维护人员人数和车辆是没有办法开展正常的电源维护工作的,采用什么手段达到全区电源集中维护目的,是摆在我们面前的课题。
      由于电源维护工作有一定的危险性,必需一人操作一人监护,假设以进行纯电源维护工作为例,两人一台车一天完成四套电源系统维护工作,一个月完成446套电源系统日常需要112工日台班。一年需要1344工日台班,如要进行电池测试维护,446套电源系统每年最少需要892工日台班,全年最少需要2236工日台班,以每人每年258个工作日计算,需要10人5台车,在专职进行电源维护工作条件下才能按规程完成全部电源维护工作,我们现实是无法达到的。
2、基站电源维护工作现状分析
按某公司电源空调维护规程要求,基站电源维护工作工作周期分为月、季、年三个周期,进行的主要维护工作项目是电源空调运行时数据测试、接触检测及清洁工作。以一处基站为例:每月要进行18项检测工作,每季要进行4项检测工作,每年要进行9项检测工作,全年要进行241项维护工作,每处基站每月执行电源维护工作平均历时1小时,由于路途占用时间大,每天最多只能完成三至四处基站电源维护工作。每个基层维护单位,有维护人员4人,1台生产用车,维护基站50-60处,同时承担工程建设、基站维护、传输设备维护、传输线路维护管理和障碍处理等工作,工作任务十分繁重,经常节假日加班。由于每年工程、无线测试优化工作量太大,维护人员和生产用车少,基站站点太多,造成电源维护工作处于无人管的状态,对电源认使高的单位,每年也只能完成三分之一的维护工作量。为此造成电源设备故障频发,运行质量大幅降低。
二、动力环境监控系统作用的发挥
1、动力环境监控系统现状分析
      某通信分公司目前有基站357处,机房15处,共计372处;采用两个相互独立的动力环境监控系统(以下简称动环系统),一个系统是E1的独立动环系统与省网管联网,监控点180个;另一个是由省GPRS动环系统,监控68个,共计248个。实现监控66.67%。
     在动环系统建设初期没有按《电源集中监控技术规范》、《电源集中监控工程设计规范》、《电源集中监控工程验收规范》进行设计施工和验收;许多基站电源设备达不到入网要求,进不了动环系统;承建厂商经验不足,智能电源设备协议转换不理想,后台数据采集设置不合理,后台功能不完善等;电源维护与动环系统管理相互脱节,从事动环系统管理监测人员不懂通信电源技术,只会看报警,不会利用运行数据进行技术分析;管理和维护人员误解动环系统含义,动环系统最基本的功能是实时三遥,遥信,当电源环境运行数据越出设定数据范围,及时发出报警信号及数据;遥测,对电源、空调、环境运行数据实时检测上传;遥控包含三个项目,一是对智能电源空调设备进行远程控制,二是对智能电源空调设备运行参数进行调整,三是利用数据采集器内继电器对非智能设备进行远程开停机,而我们只是使用了遥信功能,遥测遥控功能没有发挥其应有的作用;对通信电源维护管理的理念没有大的改变,但是我们电源的维护理念还停留在传统维护方式上,所以我们的维护工作计划的制定和执行还在延用陈旧的模式,要求到现场维护检测,检查维护记录,造成了许多无效劳动等;由于上述种种原因造成动环监控系统没有发挥出应有的作用。
2、电源集中维护可行性技术分析
      移动通信电源系统是由市(农)引入、交流配电、整流设备(开关电源)、空调、动环监控、地线系统组成的。
      交流配电、蓄电池组、空调、防雷地线系统是非智能设备,交流配电、空调利用数据采集器模拟/数字输入端口,采用交流电压、电流标准变送器进行运行数据采集、显示空调运行状态;利用数据采集器内继电器的触点人工遥控空调开停机和利用环境温度自动控制空调开停机;蓄电池组通过整流设备实时数据观察就掌握其工作情况,再将实时数据与历史数据对比分析,就可掌握设备运行趋势,达到了月维护工作的目的。整流设备是智能设备,整流设备分为分体式和组合式两种,分体式使用在大型电源系统中,组合式使用在基站等小容量电源系统中;但其智能管理方式是相同的,以本地区使用最多的某厂家开关电源为例,有四个管理显示系统,第一是运行情况显示,运行状态显示又划分出二项,一是运行数据显示,三相交流电压、A相负荷电流;直流负荷供电电压、直流负荷用电电流;1、2组电池电压、电池电流、电池温度等。二是运状态显示,交流电压、整流模块工作状态等。第二是故障显示,将发生的供电故障记录下来。第三是参数设定,有交流供电电压、交流负荷、浮充电压、均充电压、测试电压、电池充电系数、一次下电、二次下电、电池末期充电转换系数、温度补偿系数等。第四是开关电源运行状态控制,主要有浮充/均充/电池测试控制、整流模块热备份开停机等。通过前两项观察电源系统运行状态,通过后两项进行电源系统维护工作。
      某通信分公司共有电源332套,主流厂家电源占79%。组合电源系统由交流配电单元,整流单元,直流配电单元,环境单元、监控单元等部分组成。监控单元是该系统的核心,通过一定的传输方式向上级监控单元进行汇报。监控单元也接受来自上位机的命令,完成对系统的查询、控制,实现“三遥”功能。可进行对整流设备运行参数遥调设备,还可以进行运行状态控制,这样就给基站电源集中维护创造了有利条件。基站市(农)电供电条件是十分复杂的,市(农)电停电情况经常发生;供电部门每年要进行春秋两次检修;市(农)电供电故障;各基站运行负荷是不同;我们就可以对电源运行参数进行结合实际的调整,并根据需要适时启用均充电功能。为了检测基站蓄电池健康状态,进行遥控放电试验,根据负荷和一次下电参数值将测试电压设定好,将开关电源运行状态设为电池测试,此时开关电源工作电压就会降为测试电压(如46.5V),蓄电池组电压高于开关电源输出电压,就会对负荷放电,当蓄电池组电压放低至测试电压(如46.5V)时,开关电源会自动恢复到均充工作方式(53.5V或56.4V),给电池充电同时给负荷放电,这样即达到了电池测试的目的,又保证了基站供电安全,通过上述遥控功能必将节约大量的维护人力和物利。
将移动通信电源维护工作分成两个部份:
一、通过动环系统集中维护平台进行的维护项目:
1、电源系统运行情况数据检测,用检测到运行数据判断电源设备运行质量,通过动环监控系统遥测功能,就能达到电源日常维护需要;
2、当电源、机房环境发生障碍时,动环监控系统遥信功能及时发出报警,监控后台向维护人员派单,使障碍得到及时处理;
3、进行故障数据分析,指挥障碍处理;
4、通过遥控手段,改变电源设备运行参数和运行状态,达到对电源设备维护的目的。
二、现场进行的维护项目:
1、电源系统故障现场处理;
2、动环监控数据与功能核对;
3、电气接触、表面运行状态检测等;
4、电源设备及环境卫生清洁。
      两个方面构成一个完整的电源维护体系,大量的电源维护工作通过集中维护平台进行,维护周期长的必须到现场项目到现场检测处理,这部份相对量很小,次数很少,并可同一时间进行,如处理障碍后进行现场维护工作。
      电源集中维护工作是通过上述三遥功能实现的,通过遥测和遥信对电源、环境运行情况进行监测及障碍报警,这样就不多阐述了;而对采用遥控功能对电源设备进行维护这里采用举例方式多讲一些。
1、移动通信基站大多数外供电条件都不好,市(农)电停电情况经常发生,平时我们为延长蓄电池寿命,对蓄电池采用全浮充供电电压运行,当连续发生停电情况下,我们可以通过遥控修改均充运行电压参数或启用均充供电方式,这样能达到两个目的,一是缩短对蓄电池的充电时间,为第二次电池放电供电做好准备工作;二是对蓄电池进行深度充电,使之活性物质全面激活,改善电池运行质量。
2、蓄电池随着使用期的延长,其内阻也随之改变,这样就造成了内部损耗的改变,要想保证电池容量,就需要改变电池浮均充电的温度补偿系数,可以有针对性的通过修改温度补偿系数完善对电池的维护。
3、按规程规定为保证蓄电池的运行质量,保证供电安全,每年要进行一次电池放电试验,通过放电试验来发现电池存在的隐性故障。在实际工作中,受到人员、时间、车辆、仪表等客观因素限制,不能很好进行。通过遥控将开关电源运行在电池测试工作方式,就可在线进行电池放电试验,当电池放电电压到达测试电压试定值时,开关电源自动转到均充供电。我们通过开关电源该时段负荷电流和放电时间就可计算出电池放出容量,还可通过放电电压曲线判断电池健康情况。
4、在通过遥控进行维护工作中,发现电源运行问题时,派维护人员到现场处理。通过各种数据对比及故障记录进行分析,发现故障隐患开展电源维护工作,做到预检予修的目的。
例1:蓄电池运行情况分析
2007年2月2日06:55时新合基站发生农电停电,电池放电,14:54
时电池保护断站,下面是四个曲线图:
1、电源负荷电流曲线:
从电源负荷电流曲线看新合基站06:55时发生农电停电,基站由电池静放供电,14:53时发生电池保护对BTS中断供电(保护电压49.59V),16:44时农电供电恢复,基站供电恢复,最大负荷电流为35.80,平均负电流为32.09A。


2、一组电池电流曲线:


从一组电池电流曲线看,一组电池放电初期电流为-17.12A,随后放电电流逐渐减小,逐渐承显非充电状态,在14:53时电池低电压为不充不放情况,农电恢复后只有短时间补充充电(7.34A)。
3、二组电池电流曲线:


从二组电池电流曲线看,二组电池放电初期电流为-16.33A,基本与一组电池平均承担供电负荷,07:04-07:30发生电池电压反抽,放电电流随电池电压升高而减小,07:30后放电电逐渐增大至-35A,在14:53时电池低电压保护为不充不放情况,农电恢复后有一段大电流补充充电过程
(32.09A)。
4、电池电压曲线:


从电池电压曲线看(直流总电压),在14:53时电池放电电压到达一次下电保护值,开关电源通信控制器指令下电保护,16:44时农电供电恢复,开关电源恢复运行,供电恢复。根据四条曲线分析,新合基站1组电池内有个别槽体软断隔情况发生,需要进行换槽维修。
例2:市(农)电运行情况分析
2007年02月22日10:16时时家店基站农电B相发生低压告警,下面是当时农电三相供电电压曲线。
1、A相电压曲线:


从A相电压曲线图上看,是高压侧缺相影响,由于高压缺相高压侧电压降低,造成低低压侧感应电压随之降低,A相在一段时间内降幅较大,以后又恢复,但影响相对较小。
2、B相电压曲线:


从B相电压曲线图上看,是高压侧缺相影响,由于高压缺相高压侧电压降低,造成低低压侧感应电压随之降低,B相降幅较大,以后没有恢复,影响相对较大。
3、C相电压曲线:


从C相电压曲线图上看,是高压侧缺相影响,由于高压缺相高压侧电压降低,造成低低压侧感应电压随之降低,C相降幅很小,没有大幅波动,相对没有影响。
从三个曲线图上看,初步断定是高压侧B相缺相,维护人员到达现场后,也证明是高压侧B相缺相障碍。通过上述的技术分析,通过动力环境监控系统完全可以实现电源集中维护。

继续阅读>>