电力通信设备电源管理及运行维护

步 辉 粤电集团长湖水电厂，广东英德 513000

电力通信设备电源管理及运行维护

步 辉 粤电集团长湖水电厂，广东英德 513000

电力通信电源作为电力通信系统设备的关键设备，其重要性正逐步被电力系统各级领导所重视，但在一些地方，由于一些原因，通信电源的管理和维护仍未能引起通信人员足够的重视，一旦发生故障，将直接导致严重的后果。文章就电力通信电源管理与维护展开了讨论，并结合实际给出了管理与维护注意事项。

电力通信；通信电源；蓄电池；管理维护

引言

电力通信是电力企业生产和管理的基础手段，是电网安全运行的重要环节，而电力通信直流电源则是保证通信设备正常运行，通信畅通的基础，是电力通信的“心脏”，一旦通信直流电源发生故障，将造成通信设备供电中断，引起通信电路中断，造成重要信息无法正常传输。近年来，电网规模的木断扩大和现代通信技术的进步，极大地促进电力通信事业的飞速发展，随着电力通信整体水平的不断提高、通信设备的不断更新，对电力通信直流电源也提出了更高的要求，因此做好对电力通信直流电源的维护具有重要意义，直接影响着电力通信网的安全平稳运行。

近年来，因通信电源故障造成通信设备停运、电路中断的事件总体上呈减少趋势，但仍时有发生。这些电源故障多数是由于通信人员对通信电源的维护与管理没有做到足够重视导致的。通信电源系统运行质量的好坏直接关系到通信网的运行质量和电网的安全，从事电力通信的工作人员应重视通信电源的管理与维护工作。电力通信网本身的安全可靠性要求很高，经过长期的运行统计分析表明，造成电力通信网运行中断的原因有二：一是通信设备本身出现的故障；二是通信电源故障，造成通信电路中断。随着通信技术的发展，通信设备的可靠性增加很多，设备本身的故障率已经很低了，实际运行统计也证实了这点。通信电源故障就显得突出了，实际运行统计显示，由于通信电源系统故障造成的通信电路中断大约占通信总中断的70%～75% ，可见通信电源已经成了影响电力通信网可靠运行的最主要的因素。

1 电力通信设备对通信电源的要求

1．1 可靠

为了确保通信畅通，除了必须提高通信设备的可靠性外，还必须提高电源系统的可靠性，要求电源系统不能有l m s的间断。通常，电源系统要给许多通信设备供电，因此电源系统发生故障后，对通信的影响很大。为确保可靠供电，在直流供电系统中，采用整流器与电池并联浮充供电方式。此外在先进的开关整流器都采用多个整流模块并联工作的方式，这样当某一个模块发生故障时不会影响供电。

1．2 稳定

各种通信设备要求电源电压稳定，不能超过允许的变化范围。电源电压过高，会损坏通信设备中的电子元件，电源电压过低，通信设备不能正常工作。此外，直流电源电压中的脉动杂音也必须低于允许值，否则，也会严重影响通信质量。

1．3 小型

随着集成电路的迅速发展正向着小型化、集成化方向发展。为了适应通信设备的发展，电源装置也必须实现小型化、集成化。此外，各种移动通信设备和航空、航天装置中的通信设备更要求电源装置体积小，质量轻。为了减少电源装置的体积和质量各种集成稳压器和无工频率变压器的开关电源得到了越来越广泛的应用。近年来，工作频率高到几百k H z且体积非常小的谐振型开关电源，在通信设备中也大量应用。

1．4 高频率

随着通信设备的容量日趋增加，电源系统的负荷不断增大，为节约电能，必须设法提高电源装置的效率。节能主要措施是采用高效率通信电源设备，过去，通信设备大多采用相控型整流器，这种电源效率较低，变压器损耗较大。而高频开关电源效率较高可达到90%以上，因此采用高频开关电源可以节约能源。

2 电力通信网通信电源系统的典型配置及特点

电力通信网中通信站主要包括：电力载波通信站、光纤通信站、微波通信站和各级调度通信中心。

2．1 通信站通信电源系统典型配置

2.1.1 电力载波通信站

由于电力载波已经不作为电力系统通信的主要手段，所以本文不作过多论述。

2.1.2 光纤通信站

光纤通信站大部分设在地调、变电站或电厂内，有些超长光纤电路也设有中继站，站内光设备采用DC-48V直流供电。电源系统一般有一路或两路交流220VAC电源，经交流配电屏送至高频开关电源(有的开关电源本身具有两路交流输入能力，则不配置交流屏)，整流后对两组蓄电池进行浮充，同时对设备供电。开关电源一般是单机柜多模块配置，直流输出分配利用开关电源柜中配置的直流分路空气开关或熔断器。若光纤站与其他通信站在一起，则与其他通信设备共用一套通信电源。

2.1.3 微波通信站

电力通信网中目前数字微波电路还比较多，仍作为传输主干线使用，因此运行的微波站数量较多，分布也较广。微波中继站多是无人站，有的建在高山顶上，运行条件差。微波通信设备采用直流D C-48V供电。站内一般只有一路交流供电，电源系统由室内10K变压器、防雷柜、交流配电屏、高频开关电源和直流DC-48V蓄电池组构成，同时根据微波站实际情况，有的还配置了柴油发电机组、太阳能电池等。蓄电池容量一般按24小时放电率考虑，一些道路条件特别差的站，按1～4天放电率考虑，所以有的站蓄电池配得很大。

2.1.4 调度通信中心机房

调度通信中心机房是指省调、地调的通信机房，机房内设备集中，供电要求高，设备包括程控交换机(行政、调度)、微波及光纤设备、PCM 终端、数据网络设备(IP、ATM 等)、会议电视／电话系统、同步时钟系统、调度录音系统、载波终端机、其他通信终端及通信应用系统等。通常调度通信中心机房条件较好，有两路可靠的交流电源，大部分设备采用DC-48V供电。直流配电屏可能有多个，以满足不同区域通信设备的配电需要。以上是电力通信网中通信电源的几种典型配置。有的通信机房还配置了U P S电源系统，提供网管系统、调度录音系统等以计算机为主的设备交流供电。有的利用DC-48V蓄电池加DC／AC逆变器，为计算机系统提供220VAC电源。

2．2 电力通信电源的特点

2.2.1 高频开关电源的特点

高频开关电源具有体积小、重量轻、效率高、输出纹波低、动态响应快、控制精度高、模块可叠加输出、N+1冗余、便于扩容、远程监控等特点；电源系统智能化、高频化，大大减小日常维护的工作量，更好的发挥通信电源维护的工作效率；模块化结构设计。它的任意一整流模块相当于一台相控电源设备，即它的任意一整流模块均可独立工作。多个独立的模块单元并联工作，采用均流技术，所有模块共同分担负载电流，一旦其中某个模块失效，其他模块再平均分担负载电流。这样，不仅提高了功率容量，在器件容量有限的情况下满足了大电流输出的要求，而且通过增加相对整个系统来说功率很小的冗余电源模块，极大地提高了系统可靠性。万一出现单模块故障，也不会影响系统的正常工作，而且为修复提供了充分的时间；可实时监测蓄电池的端电压，充、放电电流，自动控制均、浮充状态；具有电池温度补偿功能。

2.2.2 VRLA蓄电池的特点

阀控式密封铅酸蓄电池(VRLA，valve regulate lead acid)是一种新型直流储能电源，它以坚固、耐用、能量高、体积小，对环境无污染，使用安全方便等优点，被广泛应用于各专网通信领域中，起到保障专网通信网络安全运行的重要作用，代替了原先专网通信等领域的开放式铅酸蓄电池。由于采用了阴极吸收式密封原理，蓄电池充电后期，在正极板上产生的氧气通过隔极扩散到负极，在负极上与铅反应吸收，形成了一个密闭反应氧复合循环，并且采用了吸附式隔板和贫液式设计，因此VRLA蓄电池具有密封不溢酸、不渗酸、自身放电小、防爆安全等特点，在维护中不需补水，不需调比重，给通信人员维护带来了极大便利，且在一般情况下氢氧复合较好，不会产生氢气。

3 电力通信电源方面存在的问题

3.1 通信电源在系统设计、设备配置和工程建设方面存在先天不足

电力通信电源在设计中只考虑了一般的可靠性要求，并没有进行应急方面的详细设计。比如很多通信站只有一路交流供电，又无其他备用电源方式，在出现交流电源故障停电较长时间后，蓄电池不能维持通信设备的正常供电，又没有应急电源方案，通信电路会长时间中断。

在工程建设中也未严格按规范进行。如设备及蓄电池安装摆放、所使用的材料(如各种电源电缆、空气开关、熔断器等)、电缆接头处理、电源电缆布线等方面也存在不规范的问题，在投入使用后，可能引起电源故障，甚至造成火灾等其他事故。

3.2 机房环境条件不能满足可靠运行要求

除防雷接地外，机房环境也十分重要。电力通信站主设备机房考虑得相对好一些，一般配置空调设备(大多数是民用空调)。而电源室则较少考虑配置空调，相应的机房“三防”工作也较主机房差，工作环境不能满足通信电源设备长期可靠工作的要求。

3.3 没有完善的电力通信电源系统运行管理及设计技术规程、规范

由于没有专门针对电力通信电源系统设计、建设及运行维护管理制定完善的规程和规范，所以在通信电源设计、工程建设、及运行维护管理等方面无章可循，造成这些环节工作的不规范和随意性，给整个电力通信网的安全可靠运行带来巨大影响。

3.4 通信电源运行维护管理薄弱

通信电源运行维护管理则基本上都没有设置专门岗位，其次是缺乏有效的技术管理，缺乏对通信电源运行维护特点的研究，没有相应的通信电源系统运行维护方法，不能按照通信电源系统中各种设备的运行维护特点进行有计划的、科学的维护管理。据统计分析，在电源设备的事故中，蓄电池事故占70%，高压切换事故占20% ，高频开关电源事故占10%(主要是强排风、灰尘侵入设备、雷电过电压)。可见，按通信电源设备的技术特点，进行科学的运行维护管理，有针对性地进行重点维护，是可以有效减少通信电源故障或事故发生率的。

5 解决措施

4.1 技术方面

4.1.1 严格按相关规程及设计技术规范进行通信电源系统的设计审查，不能因投资等原因降低技术要求。

4.1.2 尽快建立其可靠使用的通信机房环境及通信电源监控系统，及时掌握通信电源系统的运行情况，以便及时检修维护，保证正常运行。同时通过长期的数据测试统计分析，掌握通信电源系统性能变化，特别是蓄电池的(内阻、容量、温度等参数)性能变化，提前制定通信电源改造维修计划，保证通信电源系统始终处于较好的运行状态。

4.1.3 切实改善通信机房环境和通信电源机房环境。现在的通信设备、电源设备由于集成度高，散热大多采用风扇强制方式，因此对工作环境温度、湿度和洁净度都有较高的要求，实际运行中我们发现因温度高，灰尘重造成的通信设备损坏和电源故障占很大比例。因此在作好机房“三防”的基础上，对省调、地调通信中心及通信枢纽站机房，应配置专用机房空调，电源室也应配置工业级空调设备。

4.2 管理方面

4.2.1 随着电力体制和电力通信体制改革，应在各级通信运行维护管理部门设立通信电源、空调专业管理岗位，选择责任心强、热爱通信电源专业并具有一定专业技术及管理能力的技术人员上岗，负责通信电源和空调专业的运行维护管理。

4.2.2 信产部已经颁布实施了《通信用阀控式铅酸密封蓄电池》、《通信用高频开关整流器》、 通信用不间断电源<9700 UPS>》《通信局(站)电源系统总体技术要求》4个通信行业标准，及《通信电源设备安装设计规范》、《通信电源维护规程》等文件。国家电网公司电力通信有关主管部门应尽快主持编写电力通信电源相关的设计、建设及运行维护管理规程和技术规范等电力行业标准，指导整个电力通信电源的工程设计、建设、运行维护管理各环节，同时对电源设备制造厂商提出技术要求，对进入电力系统的通信电源产品进行技术检测。

4.2.3 重视利用通信站机房环境及电源系统监控系统等技术手段，提高对通信电源、空调的全面管理水平，做到通信电源、空调不带病运行，有根据地提出大修、改造计划，并按要求实施。通信电源各方面的工作，只要得到高度重视，特别是主管部门和领导的高度重视，从技术和管理两方面切实规范地做好工作，会对电力通信网的安全可靠运行起到非常重要的作用。

5 结束语

电力通信电源的现状应引起各级领导和通信人员的高度重视。一方面，部分通信站通信电源、蓄电池设备陈旧，跟不上时代发展，对蓄电池不能及时管理维护到位；另一方面，通信人员技术水平亟待进一步进行整合提高，对高频开关电源、VR LA蓄电池的使用和管理应成为通信人员工作的重中之重。只有各级人员在思想上对通信电源的管理和维护予以足够重视，积极创造良好的设备运行环境，制定切实可行的专业管理制度，采用具有先进技术的电源设备及维护测试设备，做到操作维护规范化、现代化，才能保证通信电源系统的安全生产运行，确保电力通信可靠畅通。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.088