(上接4月刊总第14期p.64)
　　
　　3.案例分析
　　
　　1）故障现象一:县区某基站市电停电70分钟断站
　　
　　现场情况：开关电源输出53.4V，直流负载电流138A，密封阀控铅酸300AH电池组2组，磷酸铁锂电池组100AH2组，电池组管理器一个，四个电池组输出端口，50A开关电源整流模块6块。
　　
　　处理过程：调整开关电源监控模块浮充电压55.8V、均充电压56.4V、充电限流0.1C、电池组设定每组容量400AH。电池组管理器输出1、2端口接两组密封阀控铅酸电池组，浮充电压设置54V，均充电压设置56.4V。磷酸铁锂电池组100AH两组同厂家的并联接在电池组管理器输出3端口，均、浮充电压设置55.2V，设置好后用直流钳型电流检测，四组电池都有充电电流，证明电池组在补充电。
　　
　　调整后复测：第二天对该站进行现场放电实验，放电时为了防止市电停电，配置汽油发电机组，把开关电源监控模块自动均充关闭，调整浮充电压为47.5V，开始放电实验，放电2小时后，开关电源监控模块显示电压为48.5V，电池组放电正常。再次开启开关电源监控模块的自动均充功能，并调整浮充电压55.8V、均充电压为56.4V，用直流钳型电流检测电池组充电电流正常。
　　
　　故障原因：由于4组电池没有按照密封阀控铅酸电池组和磷酸铁锂电池组的要求分别调整电池组共用管理器的浮充、均充电压，造成4组电池组长期未充满电，停电后放电时间短，同时大面积停电，代维没有及时上站发电，造成断站。
　　
　　2)故障现象二:县区某基站市电停电52分钟断站,该站电池为两种品牌的4组100AH磷酸铁锂梯次电池
　　
　　现场检查：开关电源直流输出55.2V，直流负载电流89A，开关电源整流模块配置50A的5块，2组100AH磷酸铁锂梯次电池红色故障灯亮起保护。
　　
　　处理过程：现场对其中2组100AH磷酸铁锂梯次电池红色故障灯亮保护复位后，现场用电池组测试软件检测2组电池组数据，检测后各个参数运行正常，对2组电池组进行了补充电，同时用直流钳电流表测试直流电流，当直流钳电流表测试直流电流为零时电池组充电完成，第二天对该站进行现场放电实验，放电时防止市电停电，配置汽油发电机组，把开关电源监控模块自动均充关闭，调整浮充电压为50.5V，开始放电实验，放电2小时后，开关电源监控模块显示电压为50.9V，电池组放电正常。再次开启开关电源监控模块的自动均充功能，并调整浮充、均充电压为55.2V，用直流钳型电流检测电池组充电电流正常。
　　
　　故障原因分析：由于电池共用管理器故障导致电池未正常放电，舍弃电池组共用管理器，调整为同一品牌的磷酸铁锂梯次电池组。另外由于该站为高铁重保站址，高铁经过瞬间电流会大幅度增大，为了保证3小时备电时长，又增配了2组100AH智能磷酸铁锂电池组。
　　
　　4.造成基站电池组备电不足的原因
　　
　　1）由于电池组自身故障或者性能下降导致容量不足，基站备电时长缩短。
　　
　　2）由于外市电电压偏低，开关电源（整流模块时工作时不工作，造成电池组时充电时放电）、电池组共用管理器浮充、均充和电池组容量等参数设置错误，或者环境温度过低电池组充电自动保护，导致电池组未完全充满，基站备电时长缩短。
　　
　　3）由于电池组共用管理器故障或者基站环境温度过低，导致电池组未正常放电，基站备电时长缩短。
　　
　　四、基站电池组备电不足整治方案
　　
　　1.正确设置开关电源及电池组共用管理器参数
　　
　　1)室外机柜开关电源和电池共用管理器参数设置指引:
　　
　　(1)通过室外机柜上配置的空调及通风组件、加热器等设备的开启或关闭将室外机柜内环境温度调整至适宜温度。
　　
　　(2)室外机柜里单独安装密封阀控铅酸电池组的，开关电源根据不同品牌电池组要求调整开关电源浮充电压(53.5V或54V)、均充电压56.4V、充电限流0.1C、电池组容量按实际容量调整，设置温度补偿即以25度为标准每增加或减少1度，则浮充单体电压应减少或增加3mV，整组补偿(72mV)。
　　
　　(3)室外机柜里单独安装一种品牌磷酸铁锂电池组的，调整开关电源监控模块浮充、均充电压都调整为55.2V；温度补偿关闭。
　　
　　(4)室外机柜里有多组不同品牌磷酸铁锂电池组的、并安装了电池共用管理器的，调整开关电源监控模块浮充、均充电压都调整为55.8V，电池共用管理器各端口连接磷酸铁锂电池组的电压均、浮充电压均调整为55.2V；温度补偿关闭。
　　
　　(5)室外机柜里有多组不同品牌磷酸铁锂电池组、铅酸电池组和电池共用管理器共用的，调整开关电源监控模块浮充电压55.8V、均充电压为56.4V，电池共用管理器各个端口连接铅酸电池组的根据密封阀控铅酸电池组的品牌要求调整浮充电压(53.5V或54V)，均充电压56.4V，连接磷酸铁锂电池组的均、浮充电压均调整为55.2V。
　　
　　2)机房内开关电源和电池组共用管理器参数设置指引
　　
　　(1)机房内空调可以根据该机房直流负载电流和设备发热情况及环境温度，自行而定是否开启或关闭，但空调制冷温度应设定在25度以上。
　　
　　(2)机房内单独安装密封阀控铅酸电池组的，开关电源根据不同品牌铅酸电池组要求调整开关电源浮充电压(53.5V或54V)、均充电压56.4V、充电限流0.1C、电池组容量按每组实际容量设置，以25度为标准温度每增加或减少1度，浮充单体电压应减少或增加3mV，整组补偿(72mV)。
　　
　　(3)机房内单独安装一种品牌的磷酸铁锂电池组，开关电源浮充、均充电压均调整为55.2V；电池组容量按每组实际容量设置，温度补偿关闭或调整为0V。
　　
　　(4)机房内安装多组不同品牌的磷酸铁锂电池组和电池共用管理器的，调整开关电源浮充、均充电压都调整为55.8V，关闭开关电源温度补偿或调整为0V，电池共用管理器连接不同磷酸铁锂电池组均、浮充电压均调整为55.2V。
　　
　　(5)机房内安装多组不同品牌的磷酸铁锂电池组、密封阀控铅酸电池组和电池共用管理器共用的，调整开关电源浮充电压55.8V、均充电压为56.4V，开关电源温度补偿关闭。电池共用管理器各个端口连接铅酸电池组的根据密封阀控铅酸电池组的品牌要求调整浮充电压(53.5V或54V)，均充电压56.4V，连接磷酸铁锂电池组的均、浮充电压均调整为55.2V。
　　
　　2.通过基站空调、通风设备、加热器等装置调整环境温度至适宜状态
　　
　　由于机房或者室外机柜内的环境温度对电池组的性能有很大的影响，所以我们在机柜和机房内配置空调、通风设备、加热器等装置将基站环境温度调整至适宜状态，一是保护电池组，延长使用寿命；二是满足客户设备对环境温度的要求，使基站正常运行。
　　
　　1）铅酸电池组容量随环境温度变化情况如下表，环境温度在25℃时，铅酸电池组容量为100%，随着环境温度的降低，铅酸电池组容量不断下降，环境温度降至-15℃时，铅酸电池组容量仅为标称容量的50%，这样会大大缩短基站的备电时长，温度升高对铅酸电池组容量的影响不大，但是温度过高可能会引起铅酸电池组鼓包或者漏液，导致电池组直接损坏。详见表1所示。
　　
　　2）环境温度对磷酸铁锂电池组的影响主要表现在电池组充电低温保护与电池组放电低温保护上，当环境温度低于-5℃至-10℃时，电池组不再充、放电，直接影响基站备电时长。
　　
　　(1)电池组充电低温保护：BMS自身具有电池组低温保护功能，当电池组温度达到告警点时告警；到保护点时保护，作用于切断；温度回升到一定值后自动恢复。
　　
　　告警点、保护点可设置，设置范围为-40～10℃，告警点、保护点默认值为5℃、0℃。温度上升到恢复点时恢复正常工作状态，恢复点可设置，设置范围为0～10℃，默认值为5℃。
　　
　　(2)电池组放电低温保护：BMS自身具有电池组低温保护功能，当电池组温度达到告警点时告警；到保护点时保护，作用于切断；温度回升到一定值后恢复。
　　
　　告警点、保护点可设置，设置范围为-40～0℃，告警点、保护点默认值为0℃、-10℃。温度上升到恢复点时恢复正常工作状态，恢复点可设置，设置范围为0～10℃，默认值为0℃。
　　
　　3.及时发现和维修相关设备
　　
　　通过及时发现、维修故障电池组共用管理器或者使用智能磷酸铁锂电池组代替电池组共用管理器，使电池组可以正常放电。
　　
　　虽然电池组共用管理器解决了不同类型、不同品牌、不同容量、不同批次电池组在铁塔基站直流供电系统中并联使用的问题，使得基站电池组扩容、利旧、更换与重组更加灵活，合理降低了电池组建设和维护成本，但是也使得供电系统的维护变得更加复杂，增加了直流供电系统的故障率。
　　
　　我们在之前的案例分析中也叙述了由于电池组共用管理器故障导致电池组未放电，进而造成基站断站的情况，在之后的实际基站运行过程中，我们发现电池组共用管理器故障率偏高，同时由于基站代维人员技术水平欠缺，导致此类情况时有发生，而且随着智能磷酸铁锂电池组价格的降低，我们在新的建设过程中基本舍弃了电池组共用管理器，使用智能磷酸铁锂电池组代替，目前观察在网运行更加稳定。
　　
　　通过电池组维修、调拨、重组、更新改造等方式替换自身故障或者性能下降导致容量不足的电池组，使电池组容量达到需求。
　　
　　1）基站蓄电池配置要求
　　
　　以满足《客户服务标准》为前提，原则上更新改造后的蓄电池组按照3小时配置。考虑到实际场景(基站上站时长、基站维护等级等因素)及电池组衰减问题，原则上更新改造电池组配置：铁锂电池标称容量/负载电流≤5，铅酸电池标称容量/负载电流≤6，按照电池组容量规格向上取整。机房站优先使用铅酸电池组，机柜站优先使用铁锂电池组。电池组连接线径如下，可根据实际场景及供货情况微调。详见表2所示。
　　
　　2）案例分析:
　　
　　(1)电池重组使用
　　
　　具体案例见第一章基站电池组备电不足原因分析，第一部分阀控密封式铅酸蓄电池的案例分析，两组性能下降的拆旧48V/500AH阀控密封式铅酸蓄电池组重组为一组48V/500AH阀控密封式铅酸蓄电池，调拨至一电流为57A的站址上继续使用，经过放电测试，满足3小时备电时长。
　　
　　(2)超配电池组调拨
　　
　　站址名称霸州-丰林，直流负载电流60A，一体化机柜，电池为2组150AH胶体电池，生产日期为2015/5/16。根据运监系统放电曲线记录，此站开始放电时间为9:21，直流电压为54V；结束放电时间为10:22，直流电压为47.6V，备电时长约为60分钟，不满足3小时备电时长要求。
　　
　　站址名称荣乌荣乌廊沧交口，直流负载电流73A，机房类型为砖混房屋，电池为1组500Ah铅酸电池和2组100Ah智能磷酸铁锂电池组，生产日期为2024-09-11、2024-03-05。根据运监系统放电曲线记录，此站开始放电时间为1:30，直流电压为54.6V；结束放电时间为9:12，直流电压为52.4V，备电时长为462分钟，远大于3小时备电时长要求，电池组超配。
　　
　　通过资源调拨方式，从荣乌荣乌廊沧交口调拨2组100Ah智能磷酸铁锂电池到霸州-丰林站址，现两站址均满足3小时备电时长。
　　
　　(3)铅酸电池组替换
　　
　　站址名称大城-大广安，直流负载电流75.4A，机房类型为彩钢板机房，电池为2组500AH理士铅酸电池，生产日期为2015/12/15。根据运监系统放电曲线记录，此站开始放电时间为17:29，直流电压为53.5V；结束放电时间为18::48，直流电压为47.29V，备电时长为79分钟，由于铅酸电池组备电不足3小时，通过更新改造方式，将2组500AH铅酸电池替换为1组500AH全新铅酸电池组，现已满足3小时备电时长要求。
　　
　　(4)磷酸铁锂电池组替换
　　
　　站址名称大城-袁家屯，直流负载电流35A，一体化机柜，电池为2组150AH铅酸电池，生产日期为2015/5/16。根据运监系统放电曲线记录，此站开始放电时间为13:56，直流电压为54V；结束放电时间为15:35，直流电压为47.1V，备电时长为99分钟，由于铅酸电池组备电不足3小时，通过更新改造方式，将2组150AH铅酸电池替换为2组100AH锂电池，现已满足3小时备电时长要求。
　　
　　五、总结
　　
　　总之，导致铁塔基站电池组备电不足的原因，基本可以归纳为后备电池组本身故障或者性能下降、后备电池组未充满电、后备电池组不能正常放电三大类情况。在实际案例分析处理中，要从论述机房密封阀控铅酸电池组后备直流供电场景、磷酸铁锂电池组后备直流供电场景、电池组管理器带阀控密封式铅酸电池组和磷酸铁锂电池组混合应用直流供电场景的三种情况排查，分析铁塔基站市电停电后，备电电池组放电不足的真实原因，从根本上解决问题。
　　
　　作者简介
　　
　　周秋晓，1991年出生，硕士研究生，2016年6月毕业于燕山大学信息与通信工程专业，2016年8月入职中国铁塔股份有限公司廊坊市分公司担任项目经理至今，先后参与新能源示范基站建设，智慧运维项目建设等。
　　
　　高岩，出生于1983年12月，毕业于石家庄铁道学院，计算机科学与技术专业。2006年10月-2015年7月：邢台移动；2015年7月-2019年8月：邢台铁塔；2019年8月-今：河北铁塔。
　　
　　闫微，出生于1981年5月，毕业于河北农业大学，计算机科学与技术专业。2006年7月-2014年11月：廊坊移动；2014年11月至今：廊坊铁塔。
　　
　　张龙，硕士研究生毕业后进入中国移动工作，2018转入中国铁塔公司。
　　
　　姜国涛，本人从事通信电源专业10余年，对通信电源、交直流引入、升降压设备及动力配套专业较为熟悉，特别了解行业内一线问题及解决方案，为铁塔公司系统内省级专家。
　　
　　武亚波，廊坊铁塔分公司电源专家，本刊编委。
　　
　　                                  (连载完)
　　
　　编辑：Harris