500 kV变电站通信电源典型故障分析

何维

(国网湖南省电力公司信息通信公司，湖南长沙 410007）

500 kV变电站通信电源典型故障分析

Analysis of telecom power supply typical fault in 500 kV power station

何维

(国网湖南省电力公司信息通信公司，湖南长沙 410007）

介绍500 kV变电站通信电源现状，分析其工作过程和原理，通过对发生的1起典型电源故障展开分析，提出部分500 kV变电站站点在通信电源接入方式、维护管理方式等方面存在的安全隐患，并提出可行性整改建议。

通信电源;故障分析;变电站;500 kV

1 500 kV变电站通信电源现状分析

随着技术发展，一体化电源的广泛采用，使得通信电源在稳定性、可靠性方面有了很大提高。光纤通信机房里各类设备均采用双路独立电源接入，同时屏柜使用支持热拔插的模块化设计，提高了检修效率和系统稳定性。但目前投运年限较早的500 kV变电站通信电源未接入站内一体化电源，采用的是独立电源屏及蓄电池组的接入方式。供电方式一般为2路380 V电源，经交流屏柜至高频开关电源，整流后对设备供电，外接二组蓄电池，正常运行时进行浮充。根据实际需求，部分站点还配备了太阳能电池、柴油发电机等。蓄电池组则广泛采用免维护的阀控式密封铅酸电池。

根据通信电源曾出现的故障运行维护经验推断，目前老旧500 kV在监控、接入方式等方面存在如下安全隐患。

1)系统自身可靠性不足。现有电源监控系统通道多沿用旧的协议转换和接口模式，系统集成度低、硬件结构不合理、工艺落后等缺陷导致设备故障频发，误报误测时有发生，增加了系统维护的难度，削弱了通信电源整体的可靠性。

2)系统功能有待进一步提高。当前监控系统能够满足基本维护的需求，但在数据统计分析、故障隐患排查、全景展示等领域还有待发展，需要更具智能化的监控提高系统整体运行水平，保障通信设备及网络的安全稳定。

3)系统扩展性有限。因为接入监控的各类电源的不同属性，系统在远程控制管理方面受到很多限制，现有的监测在指令响应速度、执行速度等指标上，由于系统硬件性能、网络延迟等原因，表现差强人意。同时由于厂商的开发环境不同，系统间互联需要开发公共规约，或者建立综合性接入平台进行汇聚。

尽管监控和电源设备性能逐年提高，但在设计、施工、维护管理等环节的工作开展并不规范，导致通信电源故障仍时有发生。

2 典型故障

2.1 故障经过

某500 kV变电站通信高频开关电源I段直流电源失压后，导致该站SDH传输设备2.5 Gbit/s 2个光路的光放大器停电，该站部分保护接口装置停电。在紧急通知检修人员后，运行人员考虑到合上母线联络开关存在风险，决定取其他临时措施对停电设备供电。

经检查，发现通信高频开关电源I内蓄电池欠压保护接触器已动作，导致1号充电机和1号蓄电池与Ⅰ段直流母线断开。

2.2 原因分析

故障直接原因为通信高频开关电源内部防止蓄电池过放电损坏的欠压保护接触器发生误动作，将充电机负极、蓄电池负极与直流母线断开。某变电站GZDW-2×120 A/48通信高频开关电源接线示意图如图1。

1)控制欠压保护接触器的电压监视器 (V11)发出误指令，导致欠压保护接触器误动作。经查电压继电器的显示电压正常，但电压继电器的接点已动作，导通1cz接触器线圈回路，线圈励磁后动作跳开了1cz接触器主接点，从而断开了充电屏、蓄电池与母线的连接，导致Ⅰ段48 V直流母线失压。

2)充电机负极、蓄电池负极与直流母线的接线方式存在问题，导致欠压保护接触器误动作，将充电机负极、蓄电池负极与直流母线断开，造成I段直流母线失压。

该设备的最初设计方案是:为防止接触器线圈故障导致蓄电池脱离母线，因此采用接触器的常闭接点，同时，为了防止监控器软件故障导致误动作，因此采用纯硬件的电压监视器 (V11)控制接触器直接接至蓄电池两端。

图1 高频开关电源接线示意图

3 改造方案

1)将充电机输出端负极由蓄电池欠压保护接触器1cz主接点电池端改接至母线端上，电压监视器DYJ-A电压采样由现在接在电池两端改为接入母线上，直流母线电压表改接至蓄电池两端。

2)将电压监视器DYJ-A动作信号引入集中监控器报警并能送至后台。经过以上改进，假如出现蓄电池欠压保护接触器1cz误动作，由于充电机直接接在母线上也不会导致母线失压，且有告警信号输出通知检修人员及时处理。当交流长时间失电由蓄电池组带负载放电至保护值43 V时，蓄电池欠压保护接触器1cz能正确动作，使蓄电池脱离母线从而起到保护电池的作用。

3)将变电站省网SDH设备的光放大器由单电源改为双电源供电。通信设备的双电源供电情况进行清查，将2路电源都接在同一直流母线上的设备改为由不同直流电源母线供电。

4 结束语

通过对500 kV变电站电力通信电源典型故障的分析，可看出故障原因集中于电源接线不合理、设计缺陷以及运行维护工作不到位等方面。为解决上述问题及提高通信电源设备运行可靠性，结合维护管理经验，应当对通信独立电源系统进行全面排查，消除隐患，并考虑引入智能化的监控系统，提高故障管控和应急响应能力。针对目前已广泛采用的一体化电源，如何在站内电源设计、施工建设、运行维护等环节中，突出通信电源的特殊性，使其真正受益，还需各专业管理出台统一的、覆盖全过程的标准和规范。

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10.3969/j.issn.1008-0198.2014.02.012

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