地铁信号系统RRU供电问题研究

归甜甜

（卡斯柯信号有限公司，上海，200436）

随着市域地铁线路的增多，线路站间距的增大，LTE轨旁RRU设备供电方式和电缆截面需要有计算依据，本文提供了一种合理的计算方法，经过实际验证结果是可靠的。

1 RRU供电方式介绍

■ 1.1 方案1：集中站交叉供电

对于部署在区间的LTE基站设备，A网和B网的RRU由两个不同集中站设备室的电源屏供电。确保当一个车站供电故障导致对应网络故障时，另一个网络仍正常运行。在图1中给出了RRU的供电电缆的连接方式[1]。

图1 集中站交叉供电

方案1同站址的两个RRU由同不同车站供电，供电可靠性极高、电缆需求量最大、成本最高，适用于区间距离很小、非集中站无供电条件或者集中站电源屏双UPS、非集中站电源屏单UPS且对供电可靠性要求极高的项目[2]。

■ 1.2 方案2：车站交叉供电

对于部署在区间的LTE基站设备，A网和B网的RRU由两个不同车站设备室的电源屏供电。确保当一个车站供电故障导致对应网络故障时，另一个网络仍正常运行。在图2中给出了RRU的供电电缆的连接方式[3]。

图2 车站交叉供电

方案2同站址的两个RRU由同不同车站供电，可靠性高、成本较高，适用于可靠性要求高、站间距不太大的项目。当集中站和非集中站UPS配置一样时，此方案可靠性同方案1一样是极高的。是目前常用的高可靠性供电方案[4]。

■ 1.3 集中站就近供电

对于部署在区间的LTE基站设备，A网和B网的RRU由同一个车站设备室的电源屏供电。在图3中给出了RRU的供电电缆的连接方式。

图3 集中站就近供电

方案3同站址的两个RRU由同一个车站供电，如果项目使用单UPS,从系统层考虑集中站断电后联锁和ATS等信号业务会断开，CBTC无法使用。所以方案3适用于供电要求较高、站间距较小的项目、且集中站采用电源屏单UPS的场景。

■ 1.4 联锁区分界供电

对于部署在区间的LTE基站设备，A网和B网的RRU由所属联锁区的集中站电源屏供电。适用于对LTE设备也有联锁区归属要求的项目。

同方案3差别仅是方案4对联锁区归属有要求。

图4 联锁区分界供电

■ 1.5 车站就近供电

对于部署在区间的LTE基站设备，A网和B网的RRU由就近车站设备室的电源屏供电。在图5中给出了RRU的供电电缆的连接方式[5]。

图5 车站就近供电

方案5同站址的两个RRU由同一个车站供电。当非集中站UPS故障时，非集中站所管辖供电区域的RRU双网均断电，此区域CBTC功能丢失。此方案成本最低，适用于站间距大、电缆预算有限、或者集中站和非集中站都是双UPS的项目。

2 RRU室外供电电缆截面和距离关系

参考《工业与民用配电设计手册》书中543页“接相电压的单相符合线路”公式[7]：

符号说明： Δu%线路电压损失百分比，单位%；unph标称线电压，单位kV；X0′′单相线路单位长度的感抗，单位Ω/km，其值可取X0′值；R0′、X0′。三相线路单位长度的电阻和感抗，单位Ω/km；l线路长度，单位km；P有功负荷，单位kW；cosφ功率因数,根据经验可取0.8，得出tgφ=0.75。

地铁信号系统用的RRU供电电缆型号一般为交联聚乙烯绝缘铜芯的电力电缆，公式中R0′、X0′′的参数取值，可以参考551页表9-78“1kV交联聚乙烯绝缘电力电缆用于三相380V系统的电压损失”。

表1

电缆常用DWZR-YJY23型号3芯，其中用2备1，常用截面4、6、10、16mm2对目前主流产品，针对直接交流供电、需要交转直模块供电的RRU分别选鼎桥、华为的RRU举例计算如下：

■ 2.1 鼎桥RRU3232b

鼎桥RRU3232b为交流供电，电气指标如表2所示。

表2

按照工程余量30%计算，RRU供电最低电压为100×1.3=130V，所以得出最大允许电压降 %uΔ =（220-130）/220×100%=41%。

Unph=0.22 kV，P=0.54 kW，代入公式可以计算出不同截面电缆对应的最大拉远距离（如表3列）。

表3

■ 2.2 华为RRU5251

RRU5251为直流供电，电气指标如表4所示。

表4

由于RRU直流供电，不能按交流供电计算。在RRU长距离供电计算时，按照交转直模块的电压范围考虑，功率根据RRU的最大功率考虑。

按照工程余量30%计算，RRU供电最低电压=85×1.3≈ 110V,最大允许电压降 %uΔ =(220-110)/220×100%=50%。

Unph=0.22 kV，P=0.54 kW，代入公式可以计算出不同截面电缆对应的最大拉远距离（表5中l列）。

表5

3 RRU室内电源屏到分线柜电缆截面计算

依据TB/T1528.1-2002，绝缘导线截面选择如表6所示[6]。

表6

最大电流=最大功耗/最低电压/功率因数，其中功率因数取值0.8，得出本文所列型号最大电流均不超过10A,考虑到供电端子的接线统一性，分线柜至电源屏截面常用4mm2。

4 RRU光电交接箱内空开

信号系统常用的西门子5SY系列断路器为例，空开规格一般包括：1、2、3、4、6、8、10、13、16、20、25、32、40、50、63、80。

由于电源屏给RRU均采用交流供电模式，交流设备的

5 结论

项目可以根据具体招标要求、UPS配置、预算等情况选择合适的供电方式。RRU室内供电截面和空开的计算方式可以供相关地铁项目参考。

RRU室外供电距离计算中，针对公式1可以看出，当P取最大功率时L取值最小，且压降计算时有30%工程余量，所以本文计算的最大拉远距离数值是相对保守的。

为了降低供电成本，在长大区间可以考虑增设机房，例如成都地铁18号线天府新站与三岔湖站存在19公里的长大区间，在区间内设置太平隧道出口机房站，可以为RRU及信号设备供电。增加机房从而缩小站间距也是一种有效解决长距离供电、降低供电成本的方法。

成都地铁18号线一二期已开通运营，RRU远距离供电并未发现异常。随着城市郊区地铁线路的增多，越来越多项目会遇到RRU长距离供电问题。文中计算方式推算出的华为RRU供电电缆截面积及最大拉远距离可供其他项目参考，如后续RRU产品更新换代，或者选用其他通信厂商提供的RRU设备时也可参考此方法计算。