电力通信电源接线方式分析

谌志刚，刘 欢，金 哲

（国网湖北省电力有限公司荆州供电公司，湖北 荆州 434000）

0 引 言

通信电源是电力通信系统的“心脏”，为各种通信设备提供源源不断的动力。如果通信电源系统隐患未消除，那么电力通信系统就始终处于危险状态。影响通信电源安全可靠运行的因素很多，包括设备老化、蓄电池无可用容量、维护不当以及接线方式不合理等。基于此，对通信电源系统进行全面系统地梳理检查，并通过各种方式消除通信电源隐患，保障通信系统的安全稳定运行[1]。

1 事件背景

2020年10月23日，辽宁500 kV王石变电站通信电源发生故障，导致站内共8台通信设备失电停运，15条保护通信通道中断。由于其中2条保护通道配置了2M通道切换装置，另外13条保护通道为13条线路单套保护，同线路另一套专用纤芯保护不受影响，从而避免了线路停电事故。在这次事故发生后，各级公司都高度重视，通过各种形式在不同场合组织学习，并开展拉网式隐患排查整改工作。国网湖北省电力有限公司荆州供电公司以此为契机，认真分析各类通信电源隐患发生的前因后果，同时又结合《通信电源技术、验收及运行维护规程》（Q/GDW 11442—2020）的要求，全面系统地梳理了110 kV及以上等级变电站的通信电源系统接线方式，逐个编制整改方案，认真落实整改措施[2]。在隐患排查整改过程中，针对几种典型的存在缺陷的接线方式进行分析，并提出了具体的改进措施。

2 案例分析

2.1 案例一

变电站双路交流输出接入通信交流配电屏输入端，通信交流配电屏输出端4个开关分别连接2台高频开关电源，通信电源接线方式看似正确,其实是单自动转换开关电器（Automatic Transfer Switching，ATS）运行[3]。通信电源系统单ATS运行现象十分普遍，其发生故障的概率很小，在辽宁500 kV王石变电站通信电源故障发生前并没有引起足够的重视。当通信交流配电屏失电或ATS故障时，2台高频开关电源交流输入供电发生中断，将威胁到所有通信系统的安全运行。通信电源系统单ATS的存在意味着通信系统2套电源没有完全独立，不符合通信中心站、通信枢纽站应采用两套互相独立的-48 V高频开关电源为通信设备供电的要求[4]。

改进措施有2种：一是新增1台交流配电屏，与原交流配电屏交叉接线，然后各输出1路交流至高频开关电源屏；二是将变电站2台低压屏输出的双路交流380 V电源分别直接接入2台高频开关电源，利用高频开关电源的ATS互锁功能互为备份，解决电源系统单ATS隐患。

2.2 案例二

机房空调等大功率负载直接连接在机房交流配电屏或高频开关电源交流输出开关上，这种接线方式在独立通信机房中普遍存在[5]。根据实践经验，空调负载发生短路的概率不高，但是概率不高并不等于不会发生。高频开关电源系统交流配电屏不宜接入机房空调等大功率负载，除高频开关电源之外的其他交流负载如需接入，应核对系统容量、开关上下级匹配情况是否满足接入条件，不能直接接入高频开关电源交流负载端[6]。

改进措施：将变电站1号低压屏、2号低压屏的2回交流380 V电源分别直接接入2台高频开关电源，然后从变电站低压屏重新敷设1回交流380 V电源专供交流配电屏，同时将除高频开关电源以外的其他交流负载接入交流配电屏，使得交流配电屏和高频开关电源相互隔离[7]。通过这种方式，既消除了通信系统单ATS隐患，同时也解决了负载混接的问题。整改后的电源接线如图1所示。

图1 整改后的电源接线

2.3 案例三

110 kV变电站一体化电源容量不足，直流/直流（Direct Current/Direct Current，DC/DC）模块数量少于3个。在《通信电源技术、验收及运行维护规程》颁布前，通信专业对110 kV变电站一体化电源的关注度不高。110 kV变电站DC/DC模块与一体化电源混合组柜，一体化电源运维管理职责不在通信专业，同时缺乏相关的规程规范。早期的110 kV变电站中多数只配置了2个DC/DC模块，无法达到现在的规程要求[8]。

改进措施：近年来，许多110 kV变电站进行了智能化改造，通信专业按照变电站统一部署，退出了部分站点通信高频开关电源设备，将通信负载直接接入变电站一体化电源。经过评估，多数高频开关电源设备还具有使用价值，而通信蓄电池的容量则随着使用时间的延长逐渐下降，继续使用的价值不大，因此将退出运行，但状态尚可的部分高频开关电源设备搬迁至一体化电源DC/DC模块容量不足的110 kV变电站，作为通信系统2路电源中的1路。正常情况下，由通信高频开关电源系统向通信设备供电，将高频开关电源整流输出电压调到略高于变电站DC/DC模块输出电压。当变电站交流停电时，则由变电站一体化电源系统向通信负载供电[9]。

通过改造，在不增加新设备的情况下充分发挥了旧设备最大的使用价值，提高了通信系统的可靠性。改造后的一体化电源典型接线方式如图2所示。

图2 改造后的一体化电源接线方式

2.4 案例四

部分直流分配屏两段母线通过二极管间接并联，有可能导致同一线路2套保护装置同时失电。为继电保护提供独立、可靠的保护通道一直是电力通信网的重要任务之一，双重化配置的继电保护光电转换接口装置的直流电源应取自不同的电源。

改进措施：通过研究艾默生直流分配屏内部接线，比较了3种改进办法，分别是在直流母线处、直流开关处、负载接线端子处断开其中一路电源。经过分析，最终认为最简单实用的办法是在艾默生直流分配屏负载开关处将各排开关一分为二，分别断开1#～5#空气开关与直流母线II的连接、断开6#～10#空气开关与直流母线I的连接，从而实现2段直流母线独立运行[10]。改造后直流分配屏2段母线分段运行结构如图3所示。

图3 改造后直流分配屏两段母线分段运行

3 结 论

通过梳理分析通信电源系统几种典型的接线方式，为通信运维人员排查整改通信电源系统隐患提供参考，有利于提高通信电源运维水平和工作效率，提升通信运维能力。通过开展通信电源系统隐患排查整改工作，进一步夯实了通信电源在整个通信系统中的重要地位，为通信系统与电网的安全稳定运行提供强力支撑。