摘要:随着5G新建基站共址的推进,基站电力负荷显著增加,同时共址基站在运营商网络运营中的重要性地位也随之提升,现有的外市电线路可能存在老化或者线径不够的原因无法承担这些负荷,从而形成安全隐患,有必要对原有基站外市电引入线路实施远程监控,以便于适时评估基站外市电是否需要适度扩容,确保能实时发现基站外市电相关配电设施的安全隐患,并在安全事故发生前或发生时进行必要的电力自动阻断,确保基站安全稳定运行。
关键词:基站外电网;电气;安全监控
1外市电安全检测现状
现有的市电检测装置,只能单点采集过流或者过温等数据,待线路出现短路或者严重故障的时候,才能上报告警或者切断电源,而无法提前预知性能下降的线路,难以及时发现隐患并处理故障。
2外市电安全检测方法
本发明通过整段线路的阻抗,能提前知晓线路性能下降的程度,真正做到提前预知预防。所需要解决的就是从远端到近端通过433M传输数据的时效性及可靠性,以及近端部分对于这些采集数据处理能力的有效性。
评估基站电气安全隐患的关键节点包括:基站最大电功率,计量电表容量须满足最大电功率要求,外电网配电开关容量须满足低电压条件下最大电流要求,搭火点至机房的引电线缆长度、电缆材质与线径大小须满足最大电流要求、最大线压降要求,并尽量避免供电回路上不同导电材质(如铜、铝)的简单连接。
实现基站电气安全隐患监控的方法是:基于各关键节点实施电气运行参数采集,并建立数学模型对实时运行参数进行智能分析,设立合理的预警门限、合理的联动控制处理机制。
基于此,基站电气安全隐患监控实施方案如图所示:
3外电网电气安全隐患预警与控制逻辑
3.1机房输入端电压值异常告警
设机房内开关电源、空调等所有交流负载设备对交流供电电压范围的要求分别为(V1max,V1min),(V2max,V2min)…(Vnmax,Vnmin),取所有Vmax的最小值、所有Vmin的最大值,以上两个值即为机房交流输入电压的正常范围。当基站端交流智能开关实施采集到的Vmax高于预设范围时,除须立即通过FSU自动报警外,如有必要可立即关断交流智能开关,以保护机房个别设备不因为供电过压导致设备损坏;Vmin低于预设范围时,应立即通过FSU自动报警。
3.2线路区间电压降与电流比值(线路阻抗R)异常告警
基站外电网供电线路区间的电压降直接影响到了上述第一个指标:机房输入端电压值异常。更多时候,线路区间的电压降是评估基站外市电引入线路运行正常与否、是否有安全隐患的重要性指标,如是否存在线路老化、连接点松动等导致阻抗增大甚至熔断的异常情况。
在基站负荷维持基本稳定不变的情况下,设外市电搭火点、基站引入端的三相供电线路上每根火线与零线的电流分别Ia、Ib、Ic、In,外市电搭火点智能开关采集到的每根火线对零线、零线对地之间的电压分别为Vaout、Vbout、Vcout、Vnout,基站外市电输入端交流智能开关采集到的每根火线对零线、零线对地之间的电压分别为Vain、Vbin、Vcin、Vnin,则基站外市电输入端每根火线与零线两端之间的线路阻抗R=(Vout-Vin)/I。在正常情况下,R一定,如R波动超过一定范围,则需要实时通过FSU报警,运营商或维护责任单位可立即派人查看供电线路;如波动范围过大时,可实时断开外电网搭火点智能开关输出,直至找出异常原因并排除,避免线路电气安全事故的发生。
必要时,可在外市电搭火点、基站输入端交流智能开关检测端引入环境温度参数,依据线缆材质在不同温度条件下的电导率对线路阻抗是否正常实施必要的修正。
3.3线路两端电流异常(≠)告警
如上所述,设外市电搭火点交流智能开关对每根火线与零线实时采集的电流分别Iaout、Ibout、Icout、Inout,、基站引入端交流智能开关对每根火线与零线实时采集的电流分别Iain、Ibin、Icin、Inin。正常情况下,Iout=Iin,一旦供电线路存在短路、偷电、漏电的异常情况,则会导致Iout>Iin,排除测量误差后,应对Iout>Iin的异常情况实施通过FSU报警,必要时可关断搭火点交流智能开关输出,运营商与维护责任单位须第一时间派人查看供电线路直至恢复正常。
3.4外电网搭火点、基站输入端配电箱(屏)的温度/烟感告警与联动
完整的基站外电网电气安全隐患监控还包括:在外电网搭火点、基站输入端的配电箱(屏)智能开关采集点同时配置温度传感器、烟感探头,实时检测配电箱(屏)内是否存在电气火灾导致的过温或烟雾,发生过温或烟感告警时,可才气措施断开交流智能开关,避免引起更大的电气安全事故。
3.5基站内用电负荷异常波动与控制
针对基站内各交流用电负载设备,须采取手段实时检测设备电流、电压、瞬时功率与累计电量,并与机房交流配电输入侧交流智能开关的电压、总电流、总功率实时对比,一是避免基站内部交流配电线路上的供电安全与跑冒滴漏现象,二是确保后端交流用电负载设备在出现过流、短路、漏电等异常情况下能实时识别、实时断开,避免用电负载设备更大程度的损坏,避免波及到机房其他负载设备的用电安全,避免基站造成大范围的电气安全事故。
4总结
通过这种外市电安全监测装置,可即时监测外市电线路的性能数据,提前预知安全隐患,真正实现故障“早发现早处理”的目标。