青铜峡水电站通信电源管理与维护

孙 政

（黄河电力检修工程有限公司宁电检修分公司，宁夏 青铜峡751601）

通信电源是电力通信网的关键基础设备，其维护工作是通信网维护的重要组成部分，是保障通信畅通的基本要素之一。从事电力通信的工作人员要重视通信电源的定期管理与维护工作，使其具备良好的运行环境和运行状态，保障电源设备稳定、可靠地运行和优质供电，确保为电力生产、管理和运营等提供优质的服务。

1 电力通信电源的组成

电力通信电源系统包括五个基本组成部分，分别是交流配电单元、直流配电单元、整流模块、监控单元、阀控式蓄电池组。

1.1 交流配电单元的主要功能

（1）测量双路三相交流电压有效值，测量在线工作回路的交流电流有效值；

（2）检测2个交流接触器工作状态（即检测主备用交流电源工作状态）；

（3）根据检测到的双路交流电压进行2路交流输入的自动切换，第一路交流为主供电回路，第二路交流为备用供电回路；

（4）对检测到的交流电压进行判断，给出告警信息；

（5）通过RS485总线接收监控单元发来的告警上下限，并向监控单元发送交流电压、电流数据；

（6）交流电经过配电单元分配后，一部分提供给整流模块，一部分配给用户使用。

1.2 直流配电单元的主要功能

直流配电是直流供电系统的枢纽，它将整流模块输出的直流和蓄电池组输出直流汇接至直流输出母线，再分接给各种容量的负载供电支路，串入相应熔断器或负荷开关后向负载供电。

1.2.1 测量功能

测量系统输出总电压，系统总电流；各负载回路用电电流；整流器输出电压、电流；各蓄电池组充（放）电电压、电流等；并能将测量所得到的值送到监控单元显示。

1.2.2 告警功能

提供系统输出电压过高、过低告警；整流器输出电压过高、过低告警；蓄电池组充（放）电电压过高、过低告警；负载回路熔断器熔断告警等。

1.2.3 保护功能

在整流器的输出线路上，各蓄电池组的输出线路上，以及各负载输出回路上都接有相应的熔断器短路保护。此外，各蓄电池组线路上还接有低压脱离保护装置等。

1.3 整流模块的功能

整流模块的主要作用是将三相交流电整定成额定电压的直流电，向各种直流负载供电，是系统中最基本的组成部件。

整流模块与蓄电池并联后对通信设备供电。在交流电正常情况下，整流器一方面给通信设备供电，一方面又给蓄电池补充充电，以补充蓄电池因自放电而失去的电量。在并联浮充工作状态下，蓄电池还能起一定的滤波作用。当交流中断时，蓄电池单独给通信设备供电，放出的电量在整流模块恢复工作后通过自动转为均充来补足。

1.4 监控单元的功能

监控单元的作用是监控系统输入输出，整流模块运行状态、电池及环境温度、充放电控制与异常状况的告警与指示，实现了系统的自动测试、自动诊断、自动控制，又可实现系统的遥信、遥测和遥控。其主要功能如下：

（1）运行信息：检测系统电池状态、故障状态、交流供电状态、模块状态；

（2）参数设置：交流参数、电池参数、系统参数、节能参数；

（3）控制输出：系统控制、分路控制、模块控制、干节点控制；

（4）告警记录：控制运行状态中发生的故障告警记录；

（5）通过通信接口RS232与监控中心连接，实施遥测、遥信、遥控；

（6）通过干节点告警输出接口，将系统故障输出；（7）当前告警显示系统当前故障状态。

1.5 阀控式蓄电池的功能

阀控式蓄电池是通信电源系统的重要组成部分，基本任务是保证交流电源停电后，向通信设备提供不间断、供电质量符合标准的直流电源。蓄电池的管理功能分为如下两部分。

1.5.1 蓄电池充电管理功能

监控单元可对电池自动维护，有关电池的均充电压、浮充电压、充电限流值等参数可根据电池性能通过控制器或遥控系统连续设置。在启动、均充过程中系统电压逐步增加，对电池和电网均无冲击。

1.5.2 蓄电池保护功能

当交流输入断电时，由蓄电池供电，当蓄电池电压下降到一定程度时（可由用户自行设定）发出报警；当蓄电池进一步放电，蓄电池电压低于用户设定的一次下电电压值时，可按用户设定先切断一组次要通信设备；蓄电池再进一步放电达到最终的保护电压（二次下电电压）时，再切断另一组通信设备，保护蓄电池不致过放电损坏。

2 电力通信电源的特点

电力通信电源具有如下特点：

（1）开关电源具有重量轻、体积小、效率高、功率因数高、稳压稳流精度高、输出波纹小及谐波失真小，电磁兼容性好，节省投资。

（2）模块结构化设计。多个独立的模块并联运行，模块采用民主均流技术，提高了系统可靠性，减少了设备日常维护工作。

（3）智能化管理能保证电源系统的最佳工作状态，完成系统数据的收集和管理，有效地对系统进行监控、保护及告警。

（4）用计算机集中监控电源系统代替人工控制技术，集中监控系统对电源设备的运行维护和管理实现全自动。

3 电力通信电源的维护

随着电力通信网的高速发展，对通信电源管理与维护工作的要求也越来越高，其日常维护和巡检的重要性也日益突出。作为电力通信网核心的通信电源系统，在使用中处于在线不间断运行状态，根本不允许出现供电中断，不可能通过停机大修等方式实施年度检修。维护人员通常采用的作法是对设备定期巡检、测试。巡检是一种有目的、有计划地对设备进行运行状态、性能指标检查和测试的方法。巡检往往是在设备处于正常运行状态下实施的，这使得巡检非常容易流于走形式，因此必须明确巡检的项目、时间、周期和要求，以达到提高工作效率和运行质量的目的。

3.1 建立与完善技术资料

通信电源系统技术资料及档案是维护工作的“眼睛”。技术档案资料的完整、准确是电源系统运行维护和技术管理工作成败的关键一环。如果没有详实的技术资料，电源维护在很大程度上只是一种被动的应付。利用技术资料可以统计分析电源系统设备的运行状况，找出存在的问题，采取改进措施，提高设备运行质量，保证系统稳定可靠。因此，通信维护人员应重视电源系统技术资料的建立与管理工作，认真积累和保管技术资料及档案，尽可能建立完善的原始资料和设备运行资料，这些资料应包括下列内容：

3.1.1 原始资料

（1）交流、直流系统供电系统图；

（2）交流、直流负载配电图；

（3）交流、直流负载分配表，标明电缆型号规格、受电设备、投运时间；

（4）接地系统图；

（5）技术台账；

（6）厂家提供的设备技术说明、图纸、操作维护手册等相关资料；

（7）竣工验收资料。

3.1.2 设备运行资料

（1）设备检修记录；

（2）设备运行记录；

（3）蓄电池测试记录；

（4）避雷设施检查记录；

（5）接地电阻测试记录；

（6）交流输入自动转换装置试验记录；

（7）备品备件投入电源系统测试记录；

（8）相关规范规程，规章制度。

3.2 高频开关电源的维护

整流模块在正常运行情况下，主要维护工作是防尘和定期除尘。接触不良和设备内部不清洁造成的故障占多数，而真正由于设备元器件质量问题出现的故障并不多见。由于整流模块体积较小，元件密度大，需要有良好的散热，如果散热不好，容易造成整流模块发生故障，严重时甚至烧毁风扇和模块。灰尘积累较多和风扇转速下降都将影响通风散热，每次巡检都要认真检查风扇是否运转正常，清扫整流模块滤网，间隔半年对每个模块内部做彻底清洁，保证模块内部清洁及插接件接触良好，防范高频开关电源因环境洁净度而造成的故障隐患。

定期做双路交流输入自动转换装置轮换试验，检查自动切换功能是否正常。检查方法：断开Ⅰ路（主用）交流供电控制开关，Ⅱ路（备用）交流电源应自动投入；接通Ⅰ路交流供电控制开关，Ⅰ路交流电源应自动投入，Ⅱ路交流电源应自动断开。

定期检查并重新紧固线缆连接及各种器件。外观检查电源电缆有无局部过热和老化现象，各种断路器、熔断器、接触器、插接件接线端子等部位接线螺丝应无氧化、无松动、连接牢固可靠。

定期检查监控单元设置的均充电压、浮充电压、充电限流值等参数是否符合要求；检查通讯功能、告警功能、管理功能等是否正常。

定期测量双路交流输入电源的N线对地电压值，以判断是否有N线接地、断开故障，及时排除交流电源事故隐患。

高频开关电源不仅智能化程度高，而且模块化、热插拔式结构都便于更换和检修。利用这一特点定期对投入备用整流模块在线进行周期测试，以保障工作模块发生故障时备用整流模块能可靠的投入电源系统中。

3.3 蓄电池的维护

蓄电池是电源系统的最后屏障，如果此屏障失效，将会造成通信中断的严重后果。所以，蓄电池的维护应以不发生事故为根本，要求维护人员在事故前发现问题，迅速准确地排除故障，避免事故的发生，从而保障通信设备拥有不间断电源。因此，蓄电池的维护是电源系统维护工作的重中之重。

3.3.1 蓄电池的日常维护

（1）要减少环境温度对蓄电池寿命的影响，控制好蓄电池室的温度使其保持在20℃～25℃以内。平时应注意浮充电压的温度补偿，不合理的温度补偿会影响蓄电池的使用寿命。用户可根据电池厂家提供的参数，选择使用电池温度补偿功能，选择此功能后系统监测电池温度，自动调整电池充电电压，使电池工作在最佳状态。

（2）严格按照蓄电池维护规程要求，做好日、月、季和年检项目及维护工作。蓄电池需经常检查的项目包括：清洁电池间连接件上累积的尘埃；检查电池的外壳有无破损、渗漏与变形；检查极柱安全阀周围是否有酸液逸出；检查电池间连接处螺栓螺母有无松动腐蚀现象；每日测量室内温度；每月测量蓄电池组正负极端电压、测量蓄电池组浮充总电压、测量蓄电池组每个电池单体端电压；并作好检查与维护的详细记录。

（3）保持蓄电池外表及工作环境的清洁、干燥状态；蓄电池的清扫应采取避免产生静电的措施；用湿布清扫蓄电池；禁止使用香蕉水、汽油、酒精等有机溶剂接触蓄电池。

3.3.2 蓄电池的定期维护

蓄电池长期处于浮充状态，会出现活性物质脱落、极板硫酸化、电解液固化等现象，使其内阻增大，容量下降。蓄电池每年应以实际负荷电流做一次核对性放电试验，放出额定容量的30%～40%；每三年做一次容量试验（放电深度为100%），使用六年后每年一次。这是为了掌握蓄电池运行状态，同时对蓄电池本身也是有益的。

（1）核对性放电试验

每年应以实际负荷电流做一次核对性放电试验，这样既能评估电池的容量，又起到活化蓄电池的作用。试验方法：断开交流电带负载放电，放出电池额定容量的30%～40%，此时2 V电池单只端压应大于1.95 V，否则对蓄电池进行强制均充24 h～48 h，再转浮充观察1～2个月，然后以实际负载放电，同时计算实际放出容量（放出容量＝平均负载电流×放电时间），如果蓄电池总电压在放出其额定容量80%之前已经降到43.2 V，则认为此组蓄电池不合格。

（2）容量放电试验

电池容量准确测量的唯一方法是进行深度恒流放电试验。用这种方法对包括蓄电池在内的整个备用电源系统进行全面地检查，可以准确地找出落后电池，并通过充放电循环，有效地恢复落后蓄电池的容量。我国采用的蓄电池额定容量是10小时率标称值，即在环境温度为25℃、蓄电池以I10即10 h放电率放电、在放电终止电压为1.80 V/只时蓄电池放出的容量为其额定容量。电池容量的放电试验方式一般采用离线式容量测试。具体的测试步骤如下：

（1）断开准备进行容量测试的蓄电池组，使之与电源系统脱离。

（2）测量蓄电池组端电压、蓄电池单体电压和环境温度。

（3）正确连接蓄电池组与放电测试仪，启动容量测试软件，进行参数设置。将终止电压和单体电压分别设定为43.2 V和1.80 V，放电时长设定为10 h，放出容量为100%。

（4）通过放电测试仪检查蓄电池组与负载连接好后，选择“开始放电”功能键，让蓄电池开始放电，记录放电开始时间。放电时尽量控制放电电流保持平稳。

（5）使用放电测试仪进行测量时，测试仪能够自动记录放电时间、放电电流和电池电压等参数。

（6）通过多次测量，找出电压最低的两只电池作为标示电池。标示电池应作为重点观察对象。

（7）放电接近末期时要随时测量电池组的总电压和单体电压，特别是标示电池的端电压。一旦有电池端电压达到放电终止电压，测试仪自动切断电源，测试结束。

（8）调整直流系统输出电压，使直流系统与蓄电池组电压偏差在1 V以内，将该组电池重新接入直流系统。

（9）根据电池使用说明书，正确设置开关电源参数，对电池组进行均充。待电池充电完成后再进行第二组电池容量的测试。

（10）根据放电测试仪测试数据进行电池容量的核算。

4 防雷接地的维护

接地系统是通信电源系统的重要组成部分，它不仅直接影响通信的质量和电源系统的正常运行，还起到保护人身安全和设备安全的作用。

在通信电源系统中，信息产业部的相关规范中规定，通信设备的工作接地、保护接地、建筑物的防雷接地应共用一组接地体，即采用联合接地的方式。为了防止雷电产生的过电压过电流损坏电源设备，在通信电源系统中，设有防雷接地装置，其接地阻值≤5Ω，在土壤电阻率低的地方，接地阻值应≤1Ω。

为了保证接地电阻值符合规范要求，接地系统及接地电阻的检查和测试工作就非常必要。检查接地网引出点焊接是否良好，有无锈蚀，接地排上接地线缆是否连接牢固可靠；定期对机房所有设备金属外壳和其他金属构件接地电阻进行测试，接地电阻达不到要求时，应采取增加接地体根数或加入降阻剂等方法达到测试要求。

在每年雷雨季节来临之前，维护人员都应检查防雷器件是否良好，保证防雷器与防雷地线连接可靠。开关电源内部配置避雷器，避雷器有故障指示窗口，指示窗口绿色表示正常，任一变红色表示故障。当避雷器发生故障时，维护人员应及时更换，确保发生雷击时能够发挥其防雷作用。更换避雷器无需停电，直接插拔即可。

5 结束语

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，维护人员在日常管理维护工作中要做到周到、细致和规范，只有不断总结设备的运行维护经验，提高技术水平，才能保证设备保持良好的运行状况，减少故障的发生，以便延长使用年限和降低维护成本。虽然通信电源自动化程度高，可靠性也不断提高，维护简便，但是维护人员不能忽视本应进行的例行检查、测试工作，“预防为主”在任何时候都是设备安全运行的重要保障。

［1］ 电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程［S］.DL/T724—2000.北京：中国电力出版社.2000.

［2］ 吴小凤.通信蓄电池的实际使用与维护［J］.通信电源技术，2009，26（4）：60－62.

［3］ 李正家.通信电源技术手册［M］.北京：中国人民邮电出版社，2009.

［4］ DUM－48/30H 智能开关电源系统说明书［Z］.北京：北京动力源科技股份有限公司，2010.