天然氣發(fā)電機在通信基站中的應用

引言

　　目前，通信基站的后備電源保障主要靠小型風冷式柴油發(fā)電機，其主要燃料為柴油。柴油的使用有諸多的不便之處，比如質量大、噪聲大、啟動困難等。噪聲以低頻噪聲為主，穿透力強。發(fā)動機長時間運行，溫度和壓力都較高，汽缸內會產生較多的煙灰和積碳，發(fā)動機油也容易氧化產生膠質，維護工作量大，且需要經常維護。尾氣中含有大量的CO、煤煙和氮氧化合物，并且排放物的顆粒較大，所以很容易產生“黑煙”。

　　天然氣發(fā)電機相比較來說，能夠克服柴油發(fā)電機的很多缺點，比如靜音減噪好，燃氣燃燒干凈，雜質少；動力均勻、溫和，機件壽命較長，尾氣不會在設備和機房內形成油污積累，是公認的綠色能源。燃料本身就是氣體，燃燒前無需汽化，不會附著在燃燒室與火花塞上，無積碳，更不會污染潤滑油，減少了日常維護、保養(yǎng)費用。因此，天然氣發(fā)電機在通信基站的應用前景廣闊。

　　1 天然氣發(fā)電機的工作原理

　　天然氣發(fā)電機組系統(tǒng)以汽油發(fā)電機組為原形，由專用的燃氣通道輸入到發(fā)動機氣缸，從而使發(fā)動機做功帶動發(fā)電機進行發(fā)電。

　　天然氣發(fā)電系統(tǒng)固定安裝于移動通信基站內，利用燃氣發(fā)電，根據對市電有無或是否缺相等的智能判斷自動對基站設備進行三相供電。整個系統(tǒng)通過進風口、排風口形成一個相對的密閉自循環(huán)系統(tǒng)，對基站內的空氣和溫度沒有影響。

　　2 天然氣發(fā)電機的系統(tǒng)組成

　　系統(tǒng)主要由燃氣發(fā)電機主機、自動控制系統(tǒng)、靜音減振系統(tǒng)和燃氣系統(tǒng)組成。

　　2.1 燃氣發(fā)電主機

　　燃氣發(fā)電主機的工作原理同汽油發(fā)電機，經過可靠性能改造和提高，僅僅是燃料由汽油變?yōu)樘烊粴?，利用了成熟穩(wěn)定的內燃機技術。經過發(fā)電機輸出穩(wěn)定可靠的交流電，電壓（頻率）的穩(wěn)態(tài)調整率、波動率，不對稱負載下線電壓偏差，線電壓波形正弦畸變率，瞬態(tài)電壓（頻率）調整率及穩(wěn)定時間均滿足國標要求。

　　2.2 自動控制系統(tǒng)

　　具備自動控制系統(tǒng)，能夠實時監(jiān)控機組的工作狀態(tài)，真正的實現(xiàn)機房的無人值守。

　　自動化監(jiān)控系統(tǒng)除與箱體內的可燃氣體傳感器配合外，還可和裝設于室內的可燃氣體傳感器配合，傳送告警到自動控制箱，并進而切斷燃氣管路，閉鎖機組運行，確保機房整體的安全；同時自動化監(jiān)控系統(tǒng)配合箱體內的溫度傳感器和機油油位傳感器，密切檢測機組運行的狀態(tài)；當溫度超過安全設定值時，直接停止機組運行、實行閉鎖，并切斷燃氣管路。可通過RS222接口接受移動運維管理中心管理，集中監(jiān)控各基站機組運行狀態(tài)，包括：電壓、電流、頻率、溫度、燃氣、油位等信號和告警信息，并可由中心根據需要直接遠程控制機組啟停。

　　自動控制系統(tǒng)可實現(xiàn)如下安全保護功能：過壓保護、欠壓保護、過載保護、頻率保護、燃氣泄漏保護、機箱溫度保護、機油油位低保護和冷卻水溫度保護。

　　2.3 靜音減振系統(tǒng)

　　靜音減振系統(tǒng)包含靜音減振機箱和進出風消音器，采用靜音系統(tǒng)大大降低了發(fā)動機的機械噪聲，配合靜音減振機箱和大型風道消音器，滿足高靜音需求。

　　在采用增強型配置時噪聲最低可達到45db以下，滿足各種環(huán)境使用的要求。

　　2.4 燃氣系統(tǒng)

　　燃氣系統(tǒng)主要由燃氣儲存罐和燃氣控制組件組成，近年來成熟的燃氣鋼瓶存儲技術為天然氣發(fā)電機的推廣創(chuàng)造了基本的條件，目前關于燃氣鋼瓶使用應符合國家安全標準要求。

　　2.5 天然氣發(fā)電機的使用模型

　　天然氣發(fā)電機以固定安裝方式在通信基站使用，發(fā)電機輸出交流電和現(xiàn)有基站交流輸入配電箱進行連接。在市電停電的情況下，優(yōu)先電池供電，待電池放電到一定程度（通過電壓檢測），天然氣發(fā)電設備自動啟動進行發(fā)電，啟動后發(fā)電機可以帶載基站內所有的用電設備。

　　天然氣發(fā)電機自身的自動控制系統(tǒng)具備RS222智能輸出接口，可直接接入完善成熟的監(jiān)控網絡。監(jiān)控中心可以讀取天然氣發(fā)電機的各種運行數(shù)據和狀態(tài)，例如：電壓、電流、頻率、溫度、燃氣、油位等信號和告警信息等。

　　天然氣發(fā)電機是固定安裝在基站內的，可以考慮應用在以下幾種場合：

　　a.便攜式柴油發(fā)電機無法進入發(fā)電的區(qū)域。

　　b.對于便攜式柴油發(fā)電機的噪聲比較敏感的地區(qū)。

　　c.距離發(fā)電保障中心較遠的基站。

　　d.年停電次數(shù)較多，且單次停電時間較長的基站。

　　e.地理位置比較重要，經常舉行重大活動而封路的基站。