试论卫星通信地球站供电系统架构

王晨阳

亚太卫星宽带通信（深圳）有限公司 广东省深圳市 518000

摘要 :卫星通信业务不断发展，卫星地球站是卫星通信系统中的重要一环。地球站供电应稳定、可靠，避免因供电系统故障造成地面通信设备事故。基于此，本文将主要论述卫星地球站供电系统架构。

关键词: 卫星地球站、供电系统架构、安全性

引言:卫星地球站是卫星通信系统中的地面通信设备，对供电系统的可靠性要求十分严格，供电系统架构采用两路10kV市电，不间断电源2N供电方式和发电机备份，配置监控系统。

一、卫星地球站供电系统的概述·

卫星地球站用电需求分为三类：第一类为保证供电，即不间断电源（UPS）；第二类为重要供电，为天线伺服、空调部分供电；第三类为次要供电，为照明、路灯、水泵等生活供电。地球站供电系统的核心是保证站内一类、二类设备供电的可靠性，因此要完善供电系统架构，作为主要能量来源，能够维持卫星地球站稳定工作。

二 、卫星地球站供电系统架构

卫星地球站供电系统架构设计中应充分考虑到卫星地球站的建设规模，需对负荷进行合理划分，兼顾远期扩容和经济性。地球站宜建立自己的独立的变电所集中供电，这样有助于提高电源的可靠性、电能质量，地球站的变配电系统、备用电源、不间断电源系统应可靠、灵活、操作简单、易于改造和维护，任意供电设备检修，不影响站内其它设备供电。

1. 变配电系统

高压系统宜采用两路10kV电源接入，两路电源来自不同供电回路的不同变电站，母线采用单母线分段的方式，高压侧应设置自动投入装置，任何一段母线检修维护，只停该段，不影响系统供电，减少了停电范围。变压器宜采用两台专用干式变压器，选用Dyn11接线组别的三相配电节能变压器，互为备用。

低压配电系统引自站内变压器低压侧，低压交流供电系统应采用TN-S或TN-C-S接地方式，低压母线采用单母线分段，并接入发电机，市电间、市电与备用发电机之间采用自动切换方式时应具备电气联锁装置。地球站内第二类的用电需求，可以通过在母线两段各取一路电源，在末端接入ATS，解决第二类供电问题。

发电机的功率要远大于第一类和第二类电源的额定功率，发电机输出的电压、波形、频率、幅度等应满足UPS、天线伺服等对电源各参数的要求，否则任一条件不符，将会造成设备工作异常或损坏。

2. 不间断电源系统（UPS）

UPS供电系统具有稳压、稳频、隔离、净化电源等作用，消除市电中的浪涌、尖峰脉冲、电压跌落等异常情况，遇到停电、市电闪断等电力故障时，电池能够提供紧急供电。UPS应选用在线双变换式、静态、三相不间断电源系统，能够提供持续不间断交流电，这种UPS能将市电隔离，过滤市电为负载提供净化的电源。UPS设备包括整流器、电池充电器、逆变器、监视/操作控制面板、集成通信服务器以及数字信号处理器逻辑电路。当市电正常时，经过整流器变换为直流电源，直流电源同时为蓄电池组充电，逆变器将输入的直流电压经全桥变换后，经静态开关输出一个叠加有高频成分的工频正弦波电压，后经过输出滤波电路把正弦波电压上的高频成分滤除掉，在输出端便得到失真度较小的正弦波电压；当任何时候市电欠压或突然掉电，则由电池组向直流回路馈送电能，从市电供电到电池供电没有切换时间。蓄电池是实现UPS供电系统的重要组成部分，是UPS的核心，不管UPS系统多么复杂，其性能最终决定于它的电池，工作环境温度不宜超过30度 。现代A级机房UPS系统宜采用2N双母线结构配置来保证供电，这种多电源冗余的供电方式，克服单电源系统存在的单点故障瓶颈，增加系统的可靠性。卫星地面站机房内设备多数为双电源设备，单电源设备较少，出现单电源设备时可以在末端增加STS。

卫星地球站运营的初期，不管实际负载有多大，在系统中的UPS设备均会投运，而通常机房负载是随着业务量增长的，所以初期机房很空、负载很少，这时就会产生一定的浪费，负载越少效率越低，负载越多效率越高。因此为了降低大量能源浪费，UPS宜采用拥有绿色休眠技术的产品，实现了系统效率、转换时间及转换安全性的有机统一，能根据负载情况自动调节UPS投入的台数，同时确保了高可靠性。

3. 卫星地球站供电系统架构

卫星地球站供电系统架构示意图：

卫星地球站供电系统设备应实现自动化，接入专用动力及环境监测系统，监控供电设备电压、电流、频率、功率、谐波、电度、设备运行状态等，实现对设备的遥信、遥测，保证供电系统安全运行。

总结:卫星地球站是实现卫星通信很重要一环，与我们的生活息息相关，因此设计时就要充分考虑系统可靠性及远期供电系统扩容，建成后要加强化内部的供电系统维护，在实践中不断积累经验，对系统进行一定的优化完善，保证供电系统更加高效运行。

参考文献：

[1]韩冬. UPS电池在线监测系统在卫星地球站的应用[J]. 石家庄职业技术学院学报, 2017, 第29卷(4):29-31.

[2]国内卫星通信地球站工程设计规范 YD/T 5050-2018 中华人民共和国工业和信息化部

[3]通信电源设备安装工程设计规范 GB51194-2016 中华人民共和国住房和城乡建设部 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

[4]数据中心供配电设计规程 T/CECS486-2017