保护试验电源柜规范书及wcdma网络拥塞分析和优化案例

PAGEPAGE1检索号37-F2792CB-D24嘉峪关宏晟电热有限责任公司二期工程2×300MW机组保护试验电源柜技术规范书1.总则1.1本规范书对嘉峪关宏晟电热有限责任公司二期工程2×300MW机组，所选用的电子设备间继电保护试验电源柜提出了其结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。1.2本规范书所提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，供方应保证提供符合本规范书和有关工业标准要求的优质产品。1.3如果供方未以书面形式对本规范书提出异议，则意味着供方所提供的设备满足本规范书和有关工业标准的要求。如有异议，不管多么微小，都应在投标书中以“对规范书的意见和同规范书的差异”为标题的专门章节加以详细表明。1.4只有需方有权修改本规范书，经供需双方协商最终确定的技术协议书作为本设备合同的一个附件，并与合同具有相同的法律效力。设备运行的环境条件安装地点：室内海拔高度1621m（黄海高程）环境温度（℃） -10℃~+40℃年平均湿度（%） 90%（25℃）地震烈度 VII度防护等级 IP323.设备规范及技术要求设备规范3.1.1交流部分：额定输入电压：380/220V50Hz额定输出电压:a)输出电压三相四线:3路380V/220V50Hzb)输出电压三相四线:3路100V/57.7V50Hz三相不平衡度<1%，三次谐波分量≤3%交流变压器容量15KVA，连续工作交流输出应设三个单相三控插座和一个三相四控插座3.1.2直流部分：额定输入电压：380/220V50Hz直流电压输出：3路0~250V，连续可调整流变压器容量5KVA以上,连续工作制。直流输出波纹系数<1%3.1.3输入、输出回路应采用进口的小型交/直流空气开关。3.1.4采用双路电源供电，转换开关切换。3.1.5交流电源采用隔离变压器，使试验电源免受电网暂态过程及其他谐波干扰。3.1.6直流电源能连续平滑调节电压。3.2 技术要求3.2.1制造标准DL400-91《继电保护和安全自动装置技术规程》DL/T559-94《220kV-500kV电网继电保护装置运行整定规程》电安生[1994]191号《电力继电保护及安全自动装置反事故措施要点》设备必须满足最新版本的国标，包括在投标时已生效的任何修改和补充。3.2.2屏柜结构要求――装置柜为柜式，全封闭结构，装置内接插件部分不应产生接触不良现象。设备布置应整齐、美观，柜体加工精度高且牢固，要求屏柜为前后开门，前门为单开透明钢化玻璃门，后门为双开钢门结构，前后门均带锁，门框带有磁力密封条。――装置柜柜体由金属材料制成，面板采用不小于2mm厚的钢板制成，正面设大玻璃门。――柜体应经涂漆防护处理，漆膜应具有良好的附着力，平整、光洁，不允许有砂粒、流漆、斑点、起泡、手印和粘附物等。不得有脱落或露底现象，在不直射的阳光下，漆膜不应有肉眼可辨的色泽不均现象，同时应不眩目反光，以防影响使用人员的监视或引起疲劳。――每柜必须装一根铜的接地母线，铜母线的最小截面积为160mm2，接地母线与外壳可靠相连。――柜立面对水平面垂直公差不大于1/1000mm，柜立面平整度公差不大于2mm。――柜内端子采用阻燃型凤凰端子；――柜体防护等级IP32。――柜应具备与地基槽钢固定的构件。4.供货范围继电保护试验电源柜：3面5.技术文件供方向需方提供以下资料四套，并注明“嘉峪关宏晟电热有限责任公司二期工程专用”。5.1继电保护试验电源柜使用说明书5.2供方在供货前1～2个月向电厂提供试验报告及全套资料共十二套，并注明“嘉峪关宏晟电热有限责任公司二期工程专用”。试验继电保护试验电源柜在出厂前应进行性能试验。所需的试验内容至少为：内部所有元件性能正确性试验及所有接线正确性试验。模拟实际情况进行连续长期通电(包括交流电流、电压、直流电源)试验。每个回路(除电子元件的回路外)应进行工频2000V、1分钟耐压试验。应依据国家、部颁标准的要求进行所有项目的试验。7.质量保证7.1供方应免费提供现场技术服务，以协助解决安装调试和试运行中出现的问题。7.2设备质保期为投运后24个月，在此期间发生质量问题，供方应无偿修复或调换，使用年限不少于30年。WCDMA网络拥塞分析及优化案例摘要本文对联通WCDMA网络的拥塞情况进行分析，介绍了网络拥塞的各种类型，并结合北京联通的拥塞现状进行拥塞优化。关键词WCDMA网络拥塞CE拥塞功率拥塞码资源拥塞1引言拥塞是无线网络系统中常见的问题，是引起网络质量和用户感知下降的重要原因之一。拥塞对用户感知的影响，主要体现在：呼入呼出困难、多次拨打才可接通、有信号但是无法起呼、容易掉话、通话质量较差等方面。目前随着用户以及话务量的增长，网络负荷不断增加，如果不注意进行网络的负荷分析及拥塞处理，会降低网络质量，影响用户感知。因此，必须采取措施进行拥塞的预防与控制。本文通过分析WCDMA网络产生拥塞的原因，给出了进行拥塞分析的常用方法，并结合北京联通爱立信WCDMA网络实际情况给出解决拥塞的具体案例。2WCDMA拥塞问题分类影响WCDMA无线网络容量的因素主要有：基站的发射功率，无线信道码资源和基站信道单元（CE）等，其中任何一个因素受限都会导致基站业务拥塞。在发生拥塞时段，呼叫失败率，接入成功率，切换成功率，掉话率等指标会有明显恶化，而话务量会有较大的峰值。下面分别阐述各种拥塞原因。2.1CE资源拥塞CE即ChannelElement，WCDMA基站用来承载各类业务的基带资源，用于WCDMA系统的信道调制解调。CE的数量决定基站支持的并发用户数（含软切换）。CE资源在基站内的小区及载频间共享。CE资源分为上行CE资源与下行CE资源，由CE板卡硬件与CElicense两部分组成。WCDMA基站CE资源的容量大小由两方面因素决定：该基站CE板卡能承载的CE数量；该基站配置的CElicense数量。EUL和R99业务都要消耗CE资源。当配置的CE硬件或者license不足，资源全被占用时，便产生了拥塞。爱立信各业务所需的CE资源：CEladderULDLSpeech12.211CS644264/HSDPA4384/HSDPA16PS64/6442PS64/12844PS64/38448PS128/12884PS384/384168EUL其中HSDPA基带资源不用CE来表示，而用所支持的码的个数来表示（如：5个码，10个码，15个码）。针对CE拥塞的主要优化手段即库容CE，进行网内的CE调配。2.2码资源拥塞信道化码资源拥塞，信道码资源和CE资源的共享机制不同，CE资源是整个基站共用的，而信道码则按小区分配。当某个小区的呼叫接入数量大于小区的码的数量，而有小于整个基站的信道数量时，将造成信道码资源不足，因此拥塞。各种业务消耗的码资源如下表所示：通过调整HSPA业务门限，使用户较少占用R99业务，扩容双载波解决拥塞。2.3功率资源拥塞当小区话务量增加就意味着该小区的业务负荷上升，相应的，该基站的上行底噪就会被抬高，对基站下行功率的需求也会增加，但基站的发射功率达到最大值时，系统就无法再为新的业务接入分配无线资源和建立无线链路。业务量增长或干扰水平上升导致功率资源不足，导致拥塞。当下行功率超过pwrAdm+pwrOffset，迟滞时间为pwrHyst，则产生拥塞通过排查干扰或开通双载波解决拥塞2.4接入算法拒绝无线资源接入算法拒绝也会造成拥塞，爱立信的ASE资源拥塞，包括上行ASE和下行ASE，当业务接入过多，会引起ASE拥塞，现网ASE资源为500，下行ASE资源为500。各种业务相当的ASE如下所示：RadioConnectionTypeULASEsDLASEsstand-aloneSRB13.6kbps0.450.45conversationalCSspeech12.2/12.2kbps1.121.12conversationalCS64/64kbps10.6110.61interactivePS16/162.882.88streamingPS16/644.2510.1interactivePS64/1287.8315.54interactivePS64/384kbps7.8339.78interactivePS384/38439.7839.78interactivePS64/HSkbps7.830.12interactivePS(EUL/HS)0.450.12通过调整不同业务之间的无线资源分配策略解决拥塞。2.5Iub资源拥塞基站与RNC之间的传输资源配置不足，导致Iub资源拥塞。扩容传输链路解决拥塞。3北京联通爱立信WCDMA网络拥塞现状10月全网RAB拥塞次数如下图所示：目前全网总体来说RAB拥塞次数率保持在较低水平；个别天因数据业务突增，集中产生大量拥塞，导致RAB拥塞次数波动较大。拥塞小区的个数如下图所示，拥塞小区个数最多达148个，对这些小区进行分析可见次数在50次以上的小区共13个，这13个小区共产生拥塞2004次，占比全网总拥塞次数的67.47%。现网拥塞原因如下表所示，可以看出目前WCDMA的拥塞原因主要是CE拥塞。且上下行不均衡，现网拥塞主要为上行CE拥塞。优化手段为CE软硬件的网内调配或扩容。拥塞原因接入算法码资源功率资源上行CE下行CE传输资源拥塞次数015510280410占比（%）0.005.220.3494.410.030.004北京联通CE拥塞优化案例CE资源受限是目前现网主要的拥塞原因，影响了用户的接入以及数据业务接入。下面将北京联通针对爱立信CE拥塞的优化进行简单介绍。下面以北京联通一个站为例，WBJ92365新盛大厦，分析CE的拥塞监控，CE资源占用计算，以及拥塞解决方案。WBJ92365是新盛大厦的室内站，位于金融街，两个小区，上行licenseCE数为112，下行licenseCE数为32个。具体配置见下表4.1CE拥塞的监控手段CE拥塞可以从话务统计指标，网管监控，以及路测中发现。通常还会伴随着用户投诉，呼入呼出困难、多次拨打才可接通、有信号但是无法起呼、容易掉话、通话质量较差等。下面对WBJ92365这个基站进行分析。从统计指标分析CE拥塞：CE拥塞通常伴随着高话务量数据流量，RAB建立成功率，RRC建立成功率低，上下行CE拥塞次数高。新盛大厦WBJ92365接入性和CE拥塞次数。从下图可以看出早上8点到下午17点，该站一直处于CE拥塞状态，RRC请求次数平均高于1000次，RAB指派高于1500次。新盛大厦WBJ92365的业务流量如下图所示，可以看到拥塞次数高的时段，话务量，以及HS业务量也较高。从网管上实时监控CE占用情况：从网管实时监控可见，该站11月10日上午9点59分下行CE使用30个，占93.8%，已经达到了下行CE使用的准入门限，再有用户接入就会拥塞；上行CE使用60个，占53.6%。网管实时监控用户数：11月10日上午10：00的实时监控截图，显示了用户数及业务，共有46个用户接入到WBJ92365，十分繁忙。4.2CE占用的具体计算方法4.2.1CE消耗资源计算方法CE资源消耗主要有4个部分：语音业务，视频业务，PSR99业务，HS业务。CE=语音业务+视频业务+PSR99业务+HS业务。下面就各业务消耗CE资源具体分析：语音业务上行：CEul=Erl×1下行：CEdl=Erl×1视频业务上行：CEul=Erl×4下行：CEdl=Erl×2PSR99业务PS16/16上行：CEul=用户数×1PS16/16下行：CEdl=用户数×1PS384/384上行：CEul=用户数×16PS384/384下行：CEdl=用户数×8HS业务（只消耗上行CE）计算公式如下：其中：AEUL可以近似理解为EUL用户数AHSPA可近似理解为HSPA用户数，Ki是软切换比例根据速率来估算消耗的CE数4.2.2新盛大厦WBJ92365CE资源占用计算以新盛大厦WBJ92365CE为例计算CE资源占用多少，具体以早忙时10点的数据为例，统计指标如下表：站名小区号时间话音业务话务量(爱尔兰)可视电话业务话务量(爱尔兰)EUL上行平均速率(kbps)HS下行平均速率(kbps)PSR99上行平均速率(kbps)PSR99下行平均速率(kbps)HSUPA平均用户数HSDPA平均用户数PSR99平均用户数新盛大厦WBJ92365A1101.410141.432133.649.127.88新盛大厦WBJ92365B11011.36074.392534.956.8811.359.2114.3318.34新盛大厦1小区WBJ92365A1的CE消耗数：CE消耗因子如下：R99PS业务无法定位具体业务类型，因此取CE资源消耗最小的PS16/16；由于EUL的速率为141.43kbps，其CE消耗因子为4；HSDPA上行信令流量较小，一般为37kbps以内，因此CE消耗因子为1；该站为室内站，其软切换比例取0.1；CEul=语音业务+视频业务+PSR99业务+HS业务=[语音Erl×1]+[视频Erl×4]+[PS16/16用户数×1]+[EUL用户数×4+（HSPA用户数-EUL用户数）×1+0.1×HSPA用户数×1]=1.41×1+0×4+7.88×1+7.84×4+（9.12-7.84）×1+0.1×9.12×1≈2+0+8+32+2+1=45CEdl=语音业务+视频业务+PSR99业务=[语音Erl×1]+[视频Erl×2]+[PS16/16用户数×1]=1.41×1+0×2+7.88×1≈10新盛大厦1小区WBJ92365消耗数：CE消耗因子，由于EUL的速率为74.39kbps，其CE消耗因子为2；其他和第一小区一样；CEul=语音业务+视频业务+PSR99业务+HS业务=[语音Erl×1]+[视频Erl×4]+[PS16/16用户数×1]+[EUL用户数×2+（HSPA用户数-EUL用户数）×1+0.1×HSPA用户数×1]=11.36×1+0×4+18.34×1+9.21×2+（14.33-9.21）×1+0.1×14.33×1≈12+0+19+19+6+2=58CEdl=语音业务+视频业务+PSR99业务=[语音Erl×1]+[视频Erl×2]+[PS16/16用户数×1]=11.36×1+0×2+18.34×1≈31新盛大厦整站的CE消耗数：上行CE消耗为WBJ92365A1+WBJ92365B1=45+58=103下行CE消耗为WBJ92365A1+WBJ92365B1=10+31=41室内站WBJ92365CE配置上行112，下行32，上行CE共消耗103（91.96%），由于PSR99业务取的是PS16/16，实际一定会有更高速率的业务产生，因此上行CE会经常拥塞；下行CE共消耗41，要大于32个配置，因此CE拥塞严重4.2.3解决CE拥塞的手段目前解决CE拥塞的主要手段即扩容，扩容CElicense和CE硬件板卡。最优方案是CE资源调配，将高CE配置且占用率低的基站的CE资源和拥塞站点的CE资源替换。利用3G网络现有资源，拆闲补忙、优化资源配置、节省工程投资。网内调配在现网的标准站型中调配，爱立信现网共有18种站型，RBS3206、RBS3418两种设备，上行CE处理板为RAXB板，下行为TXB板。具体配置见下表：爱立信站型上行CELicense上行处理板:RAX上行CE硬件数下行CELicense下行处理板:TX下行CE硬件数室外S11高1602256961384室外S11中961128641384室外S11低801128321384室外S111高24022561441384室外S111中1442256961384室外S111低1121128481384室外S222高40045121922768室外S333640676833631152室内O1641128161384室内S111121128321384室内S1111602256481384室内S11112084512642768室内S111112724512802768室内S1111113204512962768室内O21121128321384室内S222084512642768室内S2223044512962768室内S222高40045121922768从上表可以看出，在标准站型中调配CE，需结合CElicense的配置以及硬件板卡配置，制定具体的调配方案2种最高站型，室内S222高和室外S333无现网站型调配，硬件有富余，仅扩容License即可。有5种站型：室外S111高，室外S111低，室外S222高，室内S11，室内O2的现网站硬件板卡无扩容空间，需要需要硬件替换扩容，完成硬件以及License的扩容。其他11种站型硬件板卡有扩容空间，仅实现CElicense的网内调配。新盛大厦扩容方案：新盛大厦为室内S11的站点，硬件CE容量不足，需要扩容硬件，并扩容CELicense。现网大渠村的配置较高，且话务量不高，CE资源占用率仅5%，因此将大渠村的硬件和License配置减下来用于扩容新盛大厦。具体扩容方案如下表：cell站名RNCLicense_CE扩容配置HW_CE扩容配置现网硬件数扩容后硬件数UL_CEDL_CEUL_CEDL_CEUL_CEDL_CEUL_CEDL_CERAXBTXBRAXBTXBWBJ92365新盛大厦ECR27112322401441283002562591121CELL站名RNCLicense_CE扩容配置HW_CE减扩配置现网硬件数减扩后硬件数UL_CEDL_CEUL_CEDL_CEUL_CEDL_CEUL_CEDL_CERAXBTXBRAXBTXBWBJ04062大渠村ECR03240144112322562591283002111新盛大厦扩容效果：扩容后拥塞次数降为0，见下图。北京对CE拥塞严重的站制定站内调配方案，目前已调配148个。仅通过CElicense调配就能完成的扩容站点有39个。需要替换