《電子技術(shù)應用》
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移動通信電源系統(tǒng)集中維護
摘要: 各通信運營公司要求通信網(wǎng)絡(luò)實行集中化維護管理,傳輸和無線都由設(shè)備供應商建立了遠程集中維護平臺,動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)雖然也建立起來了,,但是沒有實現(xiàn)電源專業(yè)集中維護的目的,。動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是一種維護手段、是一種維護工具,、是一種維護模式,,甚至是一種管理模式,動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是電源專業(yè)維護體制改革的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,。只有實現(xiàn)集中監(jiān)控才能實時地監(jiān)視設(shè)備的運行狀態(tài),,及時發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備運行過程中存在的問題,定期對電源運行數(shù)據(jù)進行采集分析,,通過遙調(diào)遙控手段進行電源系統(tǒng)維護工作,,實現(xiàn)電力機房的少人或無人值守。
Abstract:
Key words :

    目前在各地看到的許多通信動力環(huán)境監(jiān)控文章,,談該系統(tǒng)建設(shè)的較多,,談對電源維護應用的很少;各級領(lǐng)導部門對該系統(tǒng)強調(diào)在管理上應用較多,,而對電源系統(tǒng)維護項目使用和開發(fā)很少,;通信動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的功能中對故障的管理只是極小的功能,而其真實的含意在于對通信電源系的遠程集中維護,。各通信運營公司要求通信網(wǎng)絡(luò)實行集中化維護管理,,傳輸和無線都由設(shè)備供應商建立了遠程集中維護平臺,動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)雖然也建立起來了,,但是沒有實現(xiàn)電源專業(yè)集中維護的目的,。動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是一種維護手段、是一種維護工具,、是一種維護模式,,甚至是一種管理模式,動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是電源專業(yè)維護體制改革的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,。只有實現(xiàn)集中監(jiān)控才能實時地監(jiān)視設(shè)備的運行狀態(tài),,及時發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備運行過程中存在的問題,定期對電源運行數(shù)據(jù)進行采集分析,,通過遙調(diào)遙控手段進行電源系統(tǒng)維護工作,,實現(xiàn)電力機房的少人或無人值守。

一,、移動通信電源系統(tǒng)維護工作的需要
1,、移動通信基站電源維護工作的困難
      移動通信網(wǎng)絡(luò)面廣站多,,基站內(nèi)電源設(shè)備運行質(zhì)量直接關(guān)糸到通信網(wǎng)的暢通,根據(jù)統(tǒng)計06年某電信運營公司基站電源原因斷站451次,,基站通信阻斷2159小時,,電源原因全斷站比例在70-80%,給用戶和公司造成了極大損失,。就基站內(nèi)設(shè)備和維護工作量而言,,電源系統(tǒng)設(shè)備占80%,維護工作量點70%,。某電信運營公司06年底電源系統(tǒng)446個,,有四分之一在
山上;專謙職電源維護人員只有14人,,平均維護范圍達120公里,,電源維護工作只是工作職責的四分之一。這樣大的設(shè)備和維護面積半徑,,現(xiàn)有的維護人員人數(shù)和車輛是沒有辦法開展正常的電源維護工作的,,采用什么手段達到全區(qū)電源集中維護目的,是擺在我們面前的課題,。
      由于電源維護工作有一定的危險性,,必需一人操作一人監(jiān)護,假設(shè)以進行純電源維護工作為例,,兩人一臺車一天完成四套電源系統(tǒng)維護工作,,一個月完成446套電源系統(tǒng)日常需要112工日臺班。一年需要1344工日臺班,,如要進行電池測試維護,,446套電源系統(tǒng)每年最少需要892工日臺班,全年最少需要2236工日臺班,,以每人每年258個工作日計算,,需要10人5臺車,在專職進行電源維護工作條件下才能按規(guī)程完成全部電源維護工作,,我們現(xiàn)實是無法達到的,。
2、基站電源維護工作現(xiàn)狀分析
按某公司電源空調(diào)維護規(guī)程要求,,基站電源維護工作工作周期分為月,、季、年三個周期,,進行的主要維護工作項目是電源空調(diào)運行時數(shù)據(jù)測試,、接觸檢測及清潔工作。以一處基站為例:每月要進行18項檢測工作,每季要進行4項檢測工作,,每年要進行9項檢測工作,,全年要進行241項維護工作,每處基站每月執(zhí)行電源維護工作平均歷時1小時,,由于路途占用時間大,,每天最多只能完成三至四處基站電源維護工作。每個基層維護單位,,有維護人員4人,,1臺生產(chǎn)用車,維護基站50-60處,,同時承擔工程建設(shè)、基站維護,、傳輸設(shè)備維護,、傳輸線路維護管理和障礙處理等工作,工作任務(wù)十分繁重,,經(jīng)常節(jié)假日加班,。由于每年工程、無線測試優(yōu)化工作量太大,,維護人員和生產(chǎn)用車少,,基站站點太多,造成電源維護工作處于無人管的狀態(tài),,對電源認使高的單位,,每年也只能完成三分之一的維護工作量。為此造成電源設(shè)備故障頻發(fā),,運行質(zhì)量大幅降低,。
二、動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)作用的發(fā)揮
1,、動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀分析
      某通信分公司目前有基站357處,,機房15處,共計372處,;采用兩個相互獨立的動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)(以下簡稱動環(huán)系統(tǒng)),,一個系統(tǒng)是E1的獨立動環(huán)系統(tǒng)與省網(wǎng)管聯(lián)網(wǎng),監(jiān)控點180個,;另一個是由省GPRS動環(huán)系統(tǒng),,監(jiān)控68個,共計248個,。實現(xiàn)監(jiān)控66.67%,。
     在動環(huán)系統(tǒng)建設(shè)初期沒有按《電源集中監(jiān)控技術(shù)規(guī)范》、《電源集中監(jiān)控工程設(shè)計規(guī)范》、《電源集中監(jiān)控工程驗收規(guī)范》進行設(shè)計施工和驗收,;許多基站電源設(shè)備達不到入網(wǎng)要求,,進不了動環(huán)系統(tǒng);承建廠商經(jīng)驗不足,,智能電源設(shè)備協(xié)議轉(zhuǎn)換不理想,,后臺數(shù)據(jù)采集設(shè)置不合理,后臺功能不完善等,;電源維護與動環(huán)系統(tǒng)管理相互脫節(jié),,從事動環(huán)系統(tǒng)管理監(jiān)測人員不懂通信電源技術(shù),只會看報警,,不會利用運行數(shù)據(jù)進行技術(shù)分析,;管理和維護人員誤解動環(huán)系統(tǒng)含義,動環(huán)系統(tǒng)最基本的功能是實時三遙,,遙信,,當電源環(huán)境運行數(shù)據(jù)越出設(shè)定數(shù)據(jù)范圍,及時發(fā)出報警信號及數(shù)據(jù),;遙測,,對電源、空調(diào),、環(huán)境運行數(shù)據(jù)實時檢測上傳,;遙控包含三個項目,一是對智能電源空調(diào)設(shè)備進行遠程控制,,二是對智能電源空調(diào)設(shè)備運行參數(shù)進行調(diào)整,,三是利用數(shù)據(jù)采集器內(nèi)繼電器對非智能設(shè)備進行遠程開停機,而我們只是使用了遙信功能,,遙測遙控功能沒有發(fā)揮其應有的作用,;對通信電源維護管理的理念沒有大的改變,但是我們電源的維護理念還停留在傳統(tǒng)維護方式上,,所以我們的維護工作計劃的制定和執(zhí)行還在延用陳舊的模式,,要求到現(xiàn)場維護檢測,檢查維護記錄,,造成了許多無效勞動等,;由于上述種種原因造成動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)沒有發(fā)揮出應有的作用。
2,、電源集中維護可行性技術(shù)分析
      移動通信電源系統(tǒng)是由市(農(nóng))引入,、交流配電、整流設(shè)備(開關(guān)電源),、空調(diào),、動環(huán)監(jiān)控,、地線系統(tǒng)組成的。
      交流配電,、蓄電池組,、空調(diào)、防雷地線系統(tǒng)是非智能設(shè)備,,交流配電,、空調(diào)利用數(shù)據(jù)采集器模擬/數(shù)字輸入端口,采用交流電壓,、電流標準變送器進行運行數(shù)據(jù)采集,、顯示空調(diào)運行狀態(tài);利用數(shù)據(jù)采集器內(nèi)繼電器的觸點人工遙控空調(diào)開停機和利用環(huán)境溫度自動控制空調(diào)開停機,;蓄電池組通過整流設(shè)備實時數(shù)據(jù)觀察就掌握其工作情況,,再將實時數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)對比分析,就可掌握設(shè)備運行趨勢,,達到了月維護工作的目的,。整流設(shè)備是智能設(shè)備,整流設(shè)備分為分體式和組合式兩種,,分體式使用在大型電源系統(tǒng)中,,組合式使用在基站等小容量電源系統(tǒng)中,;但其智能管理方式是相同的,,以本地區(qū)使用最多的某廠家開關(guān)電源為例,有四個管理顯示系統(tǒng),,第一是運行情況顯示,,運行狀態(tài)顯示又劃分出二項,一是運行數(shù)據(jù)顯示,,三相交流電壓,、A相負荷電流;直流負荷供電電壓,、直流負荷用電電流,;1、2組電池電壓,、電池電流,、電池溫度等。二是運狀態(tài)顯示,,交流電壓,、整流模塊工作狀態(tài)等。第二是故障顯示,,將發(fā)生的供電故障記錄下來,。第三是參數(shù)設(shè)定,,有交流供電電壓、交流負荷,、浮充電壓,、均充電壓、測試電壓,、電池充電系數(shù),、一次下電、二次下電,、電池末期充電轉(zhuǎn)換系數(shù),、溫度補償系數(shù)等。第四是開關(guān)電源運行狀態(tài)控制,,主要有浮充/均充/電池測試控制,、整流模塊熱備份開停機等。通過前兩項觀察電源系統(tǒng)運行狀態(tài),,通過后兩項進行電源系統(tǒng)維護工作,。
      某通信分公司共有電源332套,主流廠家電源占79%,。組合電源系統(tǒng)由交流配電單元,,整流單元,直流配電單元,,環(huán)境單元,、監(jiān)控單元等部分組成。監(jiān)控單元是該系統(tǒng)的核心,,通過一定的傳輸方式向上級監(jiān)控單元進行匯報,。監(jiān)控單元也接受來自上位機的命令,完成對系統(tǒng)的查詢,、控制,,實現(xiàn)“三遙”功能??蛇M行對整流設(shè)備運行參數(shù)遙調(diào)設(shè)備,,還可以進行運行狀態(tài)控制,這樣就給基站電源集中維護創(chuàng)造了有利條件,?;臼校ㄞr(nóng))電供電條件是十分復雜的,市(農(nóng))電停電情況經(jīng)常發(fā)生,;供電部門每年要進行春秋兩次檢修,;市(農(nóng))電供電故障;各基站運行負荷是不同,;我們就可以對電源運行參數(shù)進行結(jié)合實際的調(diào)整,,并根據(jù)需要適時啟用均充電功能,。為了檢測基站蓄電池健康狀態(tài),進行遙控放電試驗,,根據(jù)負荷和一次下電參數(shù)值將測試電壓設(shè)定好,,將開關(guān)電源運行狀態(tài)設(shè)為電池測試,此時開關(guān)電源工作電壓就會降為測試電壓(如46.5V),,蓄電池組電壓高于開關(guān)電源輸出電壓,,就會對負荷放電,當蓄電池組電壓放低至測試電壓(如46.5V)時,,開關(guān)電源會自動恢復到均充工作方式(53.5V或56.4V),,給電池充電同時給負荷放電,這樣即達到了電池測試的目的,,又保證了基站供電安全,,通過上述遙控功能必將節(jié)約大量的維護人力和物利。
將移動通信電源維護工作分成兩個部份:
一,、通過動環(huán)系統(tǒng)集中維護平臺進行的維護項目:
1,、電源系統(tǒng)運行情況數(shù)據(jù)檢測,用檢測到運行數(shù)據(jù)判斷電源設(shè)備運行質(zhì)量,,通過動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)遙測功能,,就能達到電源日常維護需要;
2,、當電源,、機房環(huán)境發(fā)生障礙時,動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)遙信功能及時發(fā)出報警,,監(jiān)控后臺向維護人員派單,,使障礙得到及時處理,;
3,、進行故障數(shù)據(jù)分析,指揮障礙處理,;
4,、通過遙控手段,改變電源設(shè)備運行參數(shù)和運行狀態(tài),,達到對電源設(shè)備維護的目的,。
二、現(xiàn)場進行的維護項目:
1,、電源系統(tǒng)故障現(xiàn)場處理,;
2、動環(huán)監(jiān)控數(shù)據(jù)與功能核對,;
3,、電氣接觸,、表面運行狀態(tài)檢測等;
4,、電源設(shè)備及環(huán)境衛(wèi)生清潔,。
      兩個方面構(gòu)成一個完整的電源維護體系,大量的電源維護工作通過集中維護平臺進行,,維護周期長的必須到現(xiàn)場項目到現(xiàn)場檢測處理,,這部份相對量很小,次數(shù)很少,,并可同一時間進行,,如處理障礙后進行現(xiàn)場維護工作。
      電源集中維護工作是通過上述三遙功能實現(xiàn)的,,通過遙測和遙信對電源,、環(huán)境運行情況進行監(jiān)測及障礙報警,這樣就不多闡述了,;而對采用遙控功能對電源設(shè)備進行維護這里采用舉例方式多講一些,。
1、移動通信基站大多數(shù)外供電條件都不好,,市(農(nóng))電停電情況經(jīng)常發(fā)生,,平時我們?yōu)檠娱L蓄電池壽命,對蓄電池采用全浮充供電電壓運行,,當連續(xù)發(fā)生停電情況下,,我們可以通過遙控修改均充運行電壓參數(shù)或啟用均充供電方式,這樣能達到兩個目的,,一是縮短對蓄電池的充電時間,,為第二次電池放電供電做好準備工作;二是對蓄電池進行深度充電,,使之活性物質(zhì)全面激活,,改善電池運行質(zhì)量。
2,、蓄電池隨著使用期的延長,,其內(nèi)阻也隨之改變,這樣就造成了內(nèi)部損耗的改變,,要想保證電池容量,,就需要改變電池浮均充電的溫度補償系數(shù),可以有針對性的通過修改溫度補償系數(shù)完善對電池的維護,。
3,、按規(guī)程規(guī)定為保證蓄電池的運行質(zhì)量,保證供電安全,,每年要進行一次電池放電試驗,,通過放電試驗來發(fā)現(xiàn)電池存在的隱性故障,。在實際工作中,受到人員,、時間,、車輛、儀表等客觀因素限制,,不能很好進行,。通過遙控將開關(guān)電源運行在電池測試工作方式,就可在線進行電池放電試驗,,當電池放電電壓到達測試電壓試定值時,,開關(guān)電源自動轉(zhuǎn)到均充供電。我們通過開關(guān)電源該時段負荷電流和放電時間就可計算出電池放出容量,,還可通過放電電壓曲線判斷電池健康情況,。
4、在通過遙控進行維護工作中,,發(fā)現(xiàn)電源運行問題時,,派維護人員到現(xiàn)場處理。通過各種數(shù)據(jù)對比及故障記錄進行分析,,發(fā)現(xiàn)故障隱患開展電源維護工作,,做到預檢予修的目的。
例1:蓄電池運行情況分析
2007年2月2日06:55時新合基站發(fā)生農(nóng)電停電,,電池放電,,14:54
時電池保護斷站,下面是四個曲線圖:
1,、電源負荷電流曲線:
從電源負荷電流曲線看新合基站06:55時發(fā)生農(nóng)電停電,,基站由電池靜放供電,14:53時發(fā)生電池保護對BTS中斷供電(保護電壓49.59V),,16:44時農(nóng)電供電恢復,,基站供電恢復,最大負荷電流為35.80,,平均負電流為32.09A,。


2,、一組電池電流曲線:


從一組電池電流曲線看,,一組電池放電初期電流為-17.12A,隨后放電電流逐漸減小,,逐漸承顯非充電狀態(tài),,在14:53時電池低電壓為不充不放情況,農(nóng)電恢復后只有短時間補充充電(7.34A),。
3,、二組電池電流曲線:


從二組電池電流曲線看,,二組電池放電初期電流為-16.33A,基本與一組電池平均承擔供電負荷,,07:04-07:30發(fā)生電池電壓反抽,,放電電流隨電池電壓升高而減小,07:30后放電電逐漸增大至-35A,,在14:53時電池低電壓保護為不充不放情況,,農(nóng)電恢復后有一段大電流補充充電過程
(32.09A)。
4,、電池電壓曲線:


從電池電壓曲線看(直流總電壓),,在14:53時電池放電電壓到達一次下電保護值,開關(guān)電源通信控制器指令下電保護,,16:44時農(nóng)電供電恢復,,開關(guān)電源恢復運行,供電恢復,。根據(jù)四條曲線分析,,新合基站1組電池內(nèi)有個別槽體軟斷隔情況發(fā)生,需要進行換槽維修,。
例2:市(農(nóng))電運行情況分析
2007年02月22日10:16時時家店基站農(nóng)電B相發(fā)生低壓告警,,下面是當時農(nóng)電三相供電電壓曲線。
1,、A相電壓曲線:


從A相電壓曲線圖上看,,是高壓側(cè)缺相影響,由于高壓缺相高壓側(cè)電壓降低,,造成低低壓側(cè)感應電壓隨之降低,,A相在一段時間內(nèi)降幅較大,以后又恢復,,但影響相對較小,。
2、B相電壓曲線:


從B相電壓曲線圖上看,,是高壓側(cè)缺相影響,,由于高壓缺相高壓側(cè)電壓降低,造成低低壓側(cè)感應電壓隨之降低,,B相降幅較大,,以后沒有恢復,影響相對較大,。
3,、C相電壓曲線:


從C相電壓曲線圖上看,是高壓側(cè)缺相影響,由于高壓缺相高壓側(cè)電壓降低,,造成低低壓側(cè)感應電壓隨之降低,,C相降幅很小,沒有大幅波動,,相對沒有影響,。
從三個曲線圖上看,初步斷定是高壓側(cè)B相缺相,,維護人員到達現(xiàn)場后,,也證明是高壓側(cè)B相缺相障礙。通過上述的技術(shù)分析,,通過動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)完全可以實現(xiàn)電源集中維護,。

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