电力系统通信电源的管理与维护探讨

2018-01-24李辉

通信电源技术 2018年9期

李辉

（国网济宁供电公司，山东济宁 272100）

0 引言

在电力系统的运行过程中，信息通信承担着很多关键性务任务，主要包括继电保护、自动调度与配送电、远程电量统计、PMU、办公及系统的稳定安全运行等。信息通信在电网的稳定、高效运行中发挥着重要作用，因此对通信电源的安全性、稳定性和可靠性提出了更高要求。通常，完整的通信电源包括四部分：UPS不间断电源、交直流配电单元、高频开关电源和蓄电池组。

1 UPS不间断电源

现在的电力系统信息通信机房内，必须要配备UPS不间断电源。一般需要根据机房的最大负载电流来确定其选配功率，通常不能超过UPS最大输出功率的90%。当前，市场常见的UPS有后备式、Delta变换式、在线互动式及双变换在线式四类。在具体配置时，需要根据机房的重要性程度来确定。双变化在线模式的不间断电源可以在市电停电、欠压、过压、电压下降、电压上涌、频率不稳、电源干扰和切换瞬间电源不稳定等情况下使用，由于价格较昂贵，一般只运用在较重要的场合[1]。

2 交直流配电单元

2.1 对于交流配电单元的要求

2.1.1 交流输入配线要高于机房内所有设备的最大容量市电交流输入存在电压不稳的情况，要求交流配电单元有较大动态范围的工作电压或要配置与其相适配的稳压装置，保证电气设备在工作时电压稳定。

2.1.2 应配置双交流电输入并可进行自动切换

每年对变电站进行春秋检的过程中，需要将两路交流输入配电交替停用。交流接触器的自动切换对于无人值守的通信站尤为重要。在新装设备调试或变电站每年春秋检时，都要对交流接触器做切换试验，保证两路交流输入可以正常切换。

2.1.3 要配备电子或模拟仪表检测输入和输出交流电

通过手动转换或仪表准确显示相电压、线电压、电流及相电流频率等参数的有效数值，若机房工作环境差，还要配置母线温度测试表准确掌握母线的温度[2]。

2.1.4 对于过压、欠压或缺项等故障可以及时发出声光报警

不仅现场要具备声光报警装置，而且为了实现集中监控，还要预留遥测、遥信等功能的通信接口，同时这些接口要有相应的通信协议。

2.1.5 具备多层级负载开关，实现一次二次下电功能

根据实际情况，负载开关要有多个层级。若发生缺电，根据负载的重要程度进行一次二次下电，保证设备的逐级供电。

若发生市电交流电停电的情况，则需要有蓄电池组通过UPS进行不间断供电，要对重要负载进行临时供电，并保证临时照明以应对事故[3]。

2.2 对于直流配电单元的要求

直流配电单元应采用直流专用断路器。若电流相对较小，如电流在100 A以下时，交流电与直流电可以通用一个断路器。但是，一旦电流超过100 A以上就会出现问题，因端口在交流电过零点时电弧会出现熄灭现象，但是直流电因没有过零点，所以电弧不会熄灭。如果电弧持续存在时间超过20 ms，就会引发爆炸。这是某些电网设备起火事故的根源。

监控单元要能够准确显示直流单元的输入、输出电压和电流及接线的具体方式等内容，同时要有遥测、遥信等功能，具备相应的输出端口和完善的通信协议。

在条件允许的情况下，将监控单元改为集中监控平台的模式，对相关内容进行集中监控。当前，我国大多数变电站都属于无人值守情况，集中监控在这里充分体现了其优势[4]。

3 高频开关电源

通信电源中，高频开关电源是非常关键的部件。高频开关电源能否可靠运行，直接影响通信电源的稳定性。

3.1 高频开关电源的选择及配置

为了方便用户维护和使用，高频开关电源应具有“热插拔”功能，同时要按照N+1的标准配置数量。

3.2 高频开关电源的日常维护

在通信电源中，高频开关电源非常关键。因此，在对其进行巡视的过程中，要特别关注以下几个方面。第一，观察环境温度、湿度及环境量，检查是否存在灰尘和漏水等现象；第二，检查负载连线的牢固性，防止出现松动；第三，检查交直流输出电压的具体情况，同时使用接地电阻仪检测零线与接地网的连接状况，看零线对地线的电压是否正常；第四，检查监控模块，查看是否发生警告，数据是否出现问题，参数设置是否正确，是否与实际相符，执行控制指令时有无问题等。

3.3 高频开关电源常见故障处理

故障表现包括无显示、无输出、过热、风扇孙华、不均流、均流不正常、整流模块不正常工作、功率控制板工作不良和输出过电等现象。整流模块面板指示灯不亮或面板无显示时，首先检查交流输入电源，查看交流屏输入开关状态是否正常输入，电压是否正常。若确认无交流输入，则要及时恢复供电。另外，要严密监视蓄电池电压，做好启动事故预案的准备。若整流器的交流输入无故障，则检查模块的输入熔丝，若发生熔丝熔断的现象，要及时更换故障模块。

若风扇老化严重或不工作，会导致模块内部出现高温而停止输出，监控面板显示运行灯与故障灯熄灭，所有整流模块均显示状态“1”，此时需要更换风扇。若以上检查均未发现故障，则要打开模块，检查显示器对应的段子、插座等是否松动。若二者无故障，再检查显示器有无故障。

模块输出不均流。通信站在进行高频开关电源安装调试时，已经对各模块的均流设置进行了调整，但在运行过程中还是会出现整流模块负载不均的状况。这时可以采用排除法测试元件，即按照顺序将整流模块进行编号，并逐个关闭其中一个模块，看其他模块是否正常均流，最后确认不能均流的模块，及时将其更换或维修。

整流模块在通信电源直流电系统中非常关键，其运行的可靠性与通信系统的安全、稳定运行有直接关系。所以，通过通信调度对其进行集中监控，以实时监控其状态[5]。

4 蓄电池组

在通信电源系统中，蓄电池组是非常重要的组成部分。当前，电力系统通信电源多使用阀控式铅酸密封蓄电池组，通常将24节2 V蓄电池串联，为通信系统提供48 V的直流供电，且同时并联两组蓄电池，采用浮充供电方式进行供电。目前，市场上有很多蓄电池品牌，建议采用免维护蓄电池。这种免维护蓄电池并非不进行维护，反而需要大量的维护工作，主要作用是可以进行二次下电、温度补偿及无极限流等。这些措施是蓄电池稳定运行的基本保障，对延长蓄电池寿命非常有效。

4.1 蓄电池组的配置

第一，通信枢纽站应当同时配置两组蓄电池来保证稳定供电。第二，根据《电力通信技术标准》的相关规定，蓄电池要按照可以实际供电3～5 h放电率进行配置。实际中，大多数变电站位置分散且距离较远，再加大部分是无人值守状态，只有少数配置了发电设备保证系统供电。因此，需要按照实际用电量10 h放电率进行蓄电池组配置，而无人值守的微波中继站和光缆中继站通常要按照15～20 h的放电率进行蓄电池组配置。