电力通信电源不断电更换方案的应用研究

陈少波， 宋 艳， 应斌杰， 林 智

（国网浙江省电力有限公司丽水供电公司， 浙江 丽水 323000）

引言

随着电网自动化控制、智能化运营和现代化管理服务水平的不断提升，电力通信网的安全稳定运行要求愈加凸显。通信电源系统是支撑电力通信网平稳运行的重要因素，安全可靠的通信电源系统是电力通信网稳定运行的重要保障[1]。构建安全可靠的通信电源系统，需定期开展电源维护，及时发现并消除电源系统的安全隐患，降低或避免通信电源系统故障的发生[2]。随着电力通信系统的发展，难以避免地会出现通信电源因整流容量小、运行年限长、走线不合理等问题而进行更换。传统的停电更换方式会造成站点通信设备下电，影响电力通信系统正常运行。为解决传统更换方式存在的缺陷，本文进行电力系统通信电源不断电更换方案的应用研究，并在500 kV万象变的通信电源更换中进行成功应用。

1 现状及问题

1.1 电力通信电源系统结构组成

电力通信电源系统是为电力站点通信机房内设备提供交直流电源的供电系统。供电系统一般由高频开关整流屏、直流配电屏、蓄电池组等设备及供电母线所组成。500 kV万象变电力通信电源系统结构如图1所示。

图1 万象变电力通信电源系统结构图

两路交流电（市电Ⅰ与市电Ⅱ）分别给高频开关整流屏Ⅰ与高频开关整流屏Ⅱ供电，高频开关整流屏内的整流模块可将输入的交流电转换为-48 V直流电，其输出端与整流柜内的正、负母排相连，然后通过并机铜排与-48 V直流配电屏的正、负母排互连，输入到直流配电屏的直流电通过熔断器供给负载（通信设备）。同时，蓄电池组通过熔断器接入直流配电屏，正常情况下，蓄电池处于并联浮充状态，当市电断电或整流模块故障时，整流模块停止工作，由蓄电池给设备供电，维持设备的正常工作。故障恢复后，整流模块重新给设备供电，并对蓄电池进行充电，补充消耗的电量。

1.2 存在的问题

500 kV万象变早在2008年投运，其电力通信电源运行年限过长，随着电力通信网快速发展逐步暴露出问题：第一，电源运行不稳定。两套通信电源服役时长已近10 a，接近退役报废年限，部分整流模块时常发生故障告警。第二，电源供电容量较小。机房在设计之初通信设备负载需求较小，近年来电力通信网快速发展，导致通信电源容量已无法满足负载需求，需进行通信电源更换升级；且通信机房内机柜全满，无空余机柜可供替换使用。第三，承载重要业务，不能停电更换。500 kV万象变承载着电力系统重要业务，采用停电方式更换通信电源将导致通信设备下单，造成巨大损失。

2 电力系统通信电源不断电更换方案

2.1 总体方案设计

本方案将万象变通信机房内现有的二套直流配电屏保持不变，在确保二套通信直流配电屏不中断供电的情况下，将二套通信电源整流屏以及二组通信蓄电池组分别在原位用新的整流屏和蓄电池组进行更换[3]。

2.2 具体操作步骤

2.2.1 更换第一组通信电源

将高频开关整流屏Ⅱ与蓄电池组Ⅱ分别更换为新的高频开关整流屏Ⅲ与蓄电池组Ⅲ，具体步骤如下:

1）分别在高频开关整流屏Ⅱ与蓄电池组Ⅱ边上放置新的高频开关整流屏Ⅲ与蓄电池组Ⅲ，作为割接旧整流屏II与旧蓄电池组Ⅱ时直流分配屏II的电源供给。将新蓄电池组III与新整流屏III相连，由通信机房动力箱为新整流屏III交流供电，并对新安装蓄电池组III进行24 h浮充补充电，确保新安装蓄电池组全容量工作。组成一套新电源用于整流屏II的备用电源，如图2所示。

图2 整流屏Ⅱ备用电源构成图

2）将新整流屏III的负载输出端子用电缆线连接至直流分配屏II的母排如图3所示，调试整流屏III的负载输出电压等于分配屏II直流输入电压后合上新的整流屏III的负载输出保险丝，实现原直流分配屏II由原整流屏II、新整流屏III同时供电。

图3 直流分配屏II与新整流屏III连接图

3）依次关闭原整流屏II的整流模块，通过新整流屏III负载电流变化情况确认带载成功后，断开原整流屏II的交流电输入以及与蓄电池组的连接，拆除相应的连接电缆、原整流屏Ⅱ和原蓄电池组Ⅱ。

4）在原整流屏Ⅱ和原蓄电池组Ⅱ处分别安装新整流屏Ⅱ和新蓄电池组Ⅱ，将新整流屏Ⅱ先后与智能站用电屏Ⅱ、新蓄电池组Ⅱ相连。调试正常后将直流分配屏Ⅱ接入新整流屏Ⅱ，再解除新整流屏III与直流分配屏II的连接，实现负载从新整流屏Ⅲ转移到新整流屏Ⅱ，并拆除临时电源（新整流屏Ⅲ、新蓄电池组Ⅲ）以及相应的电缆线路。至此完成第一组通信电源的原位更换。

2.2.2 更换第二组通信电源

将拆下的原整流屏II与原蓄电池组Ⅱ重新组立作为割接整流屏I与蓄电池组Ⅰ时直流分配屏I的备用电源。具体步骤如下：

1）将拆下的原整流屏II与原蓄电池组Ⅱ在整流屏I与蓄电池组Ⅰ边上组立后，敷设并连接从动力箱（智能用电屏）至原整流屏II的交流输入电缆线，验电无误后供电。

2）将临时电源（原整流屏II）的负载输出与直流分配屏I的母排间用电缆线敷设，经过电压调试正确后，合上负载输出保险丝。实现临时电源（原整流屏II）、原整流屏I对直流分配屏I的同时供电。

3）依次关闭原整流屏I的整流模块，通过原整流屏I的负载电流变化确认带载成功后，断开原整流屏Ⅰ的交流电输入以及与蓄电池组的连接，拆除相应的连接电缆、原整流屏Ⅰ和原蓄电池组Ⅰ。

4）在原整流屏Ⅰ和原蓄电池组Ⅰ处分别安装新整流屏Ⅰ和新蓄电池组Ⅰ，将新整流屏Ⅰ先后与智能站用电屏Ⅰ（动力箱）、新蓄电池组Ⅰ相连。调试正常后将直流分配屏Ⅰ接入新整流屏Ⅰ，再解除临时电源（原整流屏II）与直流分配屏Ⅰ的连接，实现负载从临时电源（原整流屏II）转移到新整流屏Ⅰ，并拆除临时电源（原整流屏II、原蓄电池组Ⅱ）以及相应的电缆线路。

至此，两组电力通信电源的不断电原位更换全部完成。

3 结语

本文结合500 kV万象变通信电源改造的实际工程案例，针对性地提出了一种电力系统通信电源不断电更换方案。相比传统更换方式，简化了因电源更换造成的业务倒换流程，缩短通信设备停电时长，极大挽回传统方式因电源断电造成的经济损失。该方案在确保电力系统通信设备能源长期可靠供给、安全稳定运行等方面具有重要意义。