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高鐵沿線通信基站電源方案探討

時間:2019-08-21
高鐵沿線通信基站外電源方案

一、項目基本情況
1、高鐵沿線需建通信基站,基站間距600m左右。基站負荷3~5KW,少量10KW。
2、高鐵沿線遠離城鎮,解決基站外電源不易。
3、已建成高鐵線路(部分地區)基建布局待改進,乘客通信信號不佳,用戶體驗帶提升。

二、基站外電源常規解決方案
      中心基站引入10KV電源,通過變壓器降壓→整流成直流→給左右兩側600m基站供電


        通信基站應按600m左右的間距均勻分布在高鐵沿線。該方案成立的前提是在每一個中心基站附近都應有電網(10KV可靠電源),否則還應增加10KV外線的投資。而實際情況,電網不可能根據中心基站位置正好能提供10KV電源。可行的方案應該是找到一處可靠電源點,再自建專用10KV架空(或埋地電纜)線。正常情況下,應該每隔1.8km左右建變配電裝置,該設備成本約16萬元。


        規范規定10KV線路供電半徑為8km,在實際操作中供電15km也比較常見,考慮到110KV變電站在農村地區布點比較分散,暫估10KV電網取電點離110KV變電站10km,那么自架10KV專用線供12km左右(取電點兩側各6km)比較合適,可給7座中心基站供電,變配電設備總投資約:7×16=112萬元

三,創新配電方案
      
按常規方案12km高鐵線信號覆蓋范圍設計,不改變原常規方案的使用習慣,仍然是給中心站供電,中心站通過直流給拉遠站供電,每個中心站總負荷為單相3×3=9KW(或3×5=15KW),
7座中心基站總負荷7×9=63KW(或7×15=105KW),配總變壓器125KVA.

      創新方案變配電總設備包括:125KVA桿上變電所一座,60KVA智能中繼電源兩臺,40KVA智能中繼電源兩臺,20KVA智能中繼電源兩臺。總投資約20+2×6+2×5+2×3=48萬元。

四、顛覆性方案
        同樣以12km信號覆蓋范圍舉例說明

1)、常規方案
      a、如上圖“二”所示,一組基站包括:一座中心站+2座拉遠站,10KV電網電源經變壓給中心站提供380V/220V電源,中心站經過逆變整流給拉遠站直流供電。
      b、中心基站設備組成(鐵塔除外),見附圖。
                                                      附圖一

                           
                                                 附圖二
          
       
c
、由附圖可知,用于電源的設備主要包括:1、交流配電柜  2、3P空調   3、整流電源+蓄電池組  4、直流遠供局端設備等等,由于投資不明,暫定義為M中心
         d 給中心站兩側各600m遠的拉遠站進行直流供電的埋地電纜(電纜成本+施工成本)M拉纜
2)一組基站(中心站+2×拉遠站)總成本M總1         
         
M總1=M+M中心+2×M拉纜                                   
                   =16+M中心+2×M拉纜                                              
      12km七組基站(中心站+2×拉遠站)總成本M  
      
 M= 7 × M總17 ×(M+M中心+2×M拉纜 )   
                
=7 ×(16+M中心+2×M拉纜)=112+7 ×(M中心+2×M拉纜)
3)顛覆性方案
         所有基站都直接從專用架空線上取電源,所有基站均配(調壓+整流+蓄電池)柜和通信數據用機柜。原中心基站機房取消,直流遠供局設備取消,直流埋地電纜取消、3P空調(2.2KW)取消。空調取消后負載減少了2/3,電源設備容量減少了2/3,或沿高鐵信號覆蓋范圍擴大2/3。


  顛覆性方案電源總設備包括,30KVA桿上變電所一座、20KVA智能中繼電源箱兩臺、15KVA智能中繼電源箱兩臺、10KVA智能中繼電源箱兩臺。
                                             總投資:17+3
×2+2.25×2+1.5×2=30.5萬元
由上面的比較可以看出:在相同的外部條件下,解決12km左右范圍基站電源,,常規方案需(
112+7×(M中心+2×M拉纜))萬元,顛覆性方案僅需30.5萬元,成本優勢明顯
五、“雙機熱備”顛覆性方案
       顛覆性方案的核心內容是通過將智能中繼電源箱串接在配電主回路上,使專用架空配電線上電源電壓始終保持在380±5%左右,沿線各基站直接從配電干線上T接引入電源,,而大幅度減少投資。但智能中繼電源一旦發生故障,雖然其自身有旁路功能,但也會引起配電干線上電壓的大幅波,影響電源質量。解決辦法如下:
1)“雙機熱備”即配雙智能中繼電源方案
        即使是常規方案,架空線路故障也是沒有辦法避免的,在不考慮線路故障的前提下采用“雙機熱備”方案。當一臺智能中繼電源箱故障時,自動切換到另一臺智能中繼電源箱,從而保持干線電源電壓穩定。該方案投資成本會從30.5萬元增加到45萬元左右。該方案可靠性高于常規方案,成本仍低很多,有明顯優勢。
                                               
2)架設兩條平行的干線配電方案
    該方案電源可靠率與“雙機熱備”方案解禁,但投資成本明顯偏大。


 
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