电网变电站通信电源一体化及相关技术分析

术洪广

（山东五洲热联电气科技有限公司，山东 济南 250000）

0 引 言

近年来，电网变电站致力于完成系统通信电源的一体化改造工程。采用一体化的通信电源集成布置形式，有益于完善变电站的电网通信终端组成设备的通信传输使用效能，从而有效维护变电站整体的通信传输安全性和稳定性。因此，文章主要探讨电网变电站实现通信电源一体化的技术整改方案，并对相关技术进行分析。

1 电网变电站通信电源一体化的实践作用

1.1 保障变电站的通信传输稳定性

在现有的发送和接收网络通信数据形式下，电网变电站的系统安全可靠程度很难得到显著的提高。但是，通过构建通信电源的变电站一体化结构组成形式，可以克服分散式信号传输发送控制的弊端，从而实现变电站在整个电网组成范围内的可靠运行[1]。采用集成形式的一体化自动监控装置设备，有助于提高变电站内蓄电池组的稳定供电能力，从而保障了蓄电池组的实时供电安全。这种一体化自动监控装置能够实时、客观地监测蓄电池组的隐患状况，并确保站内信号发送的稳定性。

1.2 延长变电站的电源使用寿命

采取独立建设和独立供电运行方式的变电站系统控制电源普遍存在供电使用寿命短的问题，因此现阶段变电站电网设备运维改造工程要侧重延长电源使用期限。如果变电站的工程技术人员采取一体化的方式重新组装通信电源，那么蓄电池组的实时安全稳定性能因素将会获得更为精确的反馈，确保管理运维工作人员能够全面了解电源的安全使用情况，以实现精细化的电源故障测试与处理。因此，全面延长一体化变电站内电源设备使用期限不能忽视对网络通信电源的集成优化改造。将直流电源作为变电站的整体供电网络自动操作控制核心设备，以实现精确度更高的采集网络通信数据目标，方便蓄电池组的一体化运维监管机构准确排查并整改电池设备故障[2]。

1.3 提升变电站的通信实施效率

电网变电站实现全过程可靠安全运行的根本保障是通信数据传输准确且可靠，如果站内通信信号的系统传输效率未能得到优化，则不利于通信装置最大化实践效率。采用变电站的电网一体化全新通信电源安装运行模式，可以提高网络通信数据传输效率，从而实现变电站内数据更大规模的共享。因此，提升变电站整体电源通信使用效率技术指标须建立在一体化的创新保障基础上。变电站通信电源一体化的基本组成结构如图1 所示。

图1 变电站通信电源一体化的基本组成结构

2 电网变电站通信电源一体化的关键技术方案

2.1 通信电源的接地系统技术

接地系统是电网通信电源的基本组成结构之一，同时具有显著的通信传输安全保障功能。在构建接地系统时，最为关键的技术优化改造途径是提高系统负载回路的总体稳定程度，以避免在串音的通信设备数据发送过程中产生干扰。变电站网络的远端传输接收站点应采用实时性的数据采集共享模式，因此要采用合理可行的电网设计方案，妥善隔离不接地与接地形式的2 种不同设备系统。智能化的光缆监测中心设计为自动监测的系统运行使用模式，中心网络结构应包含系统光源设备与系统监控设备，使值守人员可以通过智能手机等终端设备直接获取光缆测试信号。光缆监测中心的基本模块应包含网桥池、资源维护管理站、中心数据库的系统服务器以及系统管理的工作站等，采取远程监控的技术设计方案来全面监管光缆设备的安全使用风险。

变电站系统的监控与管理人员要准确判断全过程光缆线路的运行风险，包括预测光缆线路的绝缘老化、光缆金属腐蚀、光缆传输的波动异常等内容[3]。例如，一体化布局形式下的直流电（Direct Current，DC）网络供电模块在进行全方位的技术改造实践工作中，构建的网络接地系统一体化数据共享传输模式须提高变压器的直流传输可靠程度。变电站的工程技术人员适当增设智能化的对地设备安全监测系统，能够提前防范模块被瞬时高强度电流击穿的安全风险。一体化的网络设备通信终端需要连接电源，一旦出现负载短路，就需要立即采取相应的处理和改造措施。通信电源一体化的接地系统形式如图2 所示。

图2 通信电源一体化的接地系统形式

2.2 电源空气开关技术

在变电站技术不断创新发展的背景下，电源空气开关的设备安装技术和运行维护技术正经历全面的改造和完善。电网变电站目前普遍采用电源空气开关，存在严重的回路跳闸安全风险，严重时可能会直接造成系统运行过载。因此，从变电站的电网电源安全防护角度来看，布置并安装电源空气开关的基本目标是解决过载跳闸和短路跳闸保护等问题，以实现快速隔断故障电源组件的目的。

变电站电源现有的空气开关容易导致系统运行脱扣，因此变电站的技术研发人员应侧重于提高空气开关现有的系统精密程度。对于精密程度较高的电网空气开关，如果能够在大范围内投入使用，应能够有效解决瞬时系统短路的安全故障，切实保障变电站整体系统的可靠性。长期运行的变电站光缆传输设备很可能出现光缆弧垂改变、绝缘外皮老化、光缆金属部件严重腐蚀等问题，其根本成因就是缺少光缆系统的规范施工措施作为支撑，易受突发自然灾害的损坏。采用智能化自动预警技术将有助于及早判断光缆设备的异常风险因素，进而实现了保护光缆系统设备完整性的目标。在全面监测光缆设备的收光率、光缆绝缘外层的腐蚀程度、光缆传输信号的异常因素时，重要保障机制是采用反射仪等智能检测设备。此外，在情况允许时，变电站的工程技术人员可以适当考虑增加小规模的并联接入外围电路设备，以降低开关脱扣发生概率[4]。

2.3 直流供电技术

目前，变电站电网的直流供电技术主要采用110 V的电网结构体系，对保障通信电源安全具有显著价值。但是，当前阶段普遍采用的变电系统直流供电技术仍然需要完善。要想构建直流供电的网络安全保障维护装置，必须全面提升系统现有的可靠运行程度，并侧重于对二次输入电源的芯片设备、散热设备和电路板设备的整体优化改造，采取全过程的直流供电安全监测模式。例如，采用一体化布置形式的通信电源时，要考虑断路器的运行脱扣隐患风险，因此要对智能化的馈线设备进行全面的安全运行防护。

采用全过程的系统负荷设备回路安全监测形式，能够准确排查并监测直流供电设备运行隐患。在此过程中，变电站的电网安全运维检测工作人员要重点排查设备短路故障和系统过载运行故障，以防过载使用状态下系统电压发生明显波动。电网监测的信息传输与采集系统应能生成实时性的故障告警预测数据，并采用电力电网的系统故障告警模式，提醒相关人员及时进行故障排查，以解决故障问题。电力通信网络系统的值守管理人员要实时排查现有的电网组件设备传输故障，并采取全过程的故障排查和故障告警处理技术手段，以确保电网系统的正常运行，提高电网效益。

在发送和接收电网系统故障告警信息的过程中，应配备智能化的电网信号处理器、脉冲发生器、方向耦合器及光电探测器等设备组件。故障告警系统经过自动化的数据对比显示，应能准确判断标准曲线的波动异常状况，并采取相应的电网设备隐患整改措施。

3 电网变电站通信电源一体化未来发展趋势

通信电源是电网变电站的传输设备核心组成部分，网络通信电源的装置设备安全平稳运行直接关系到变电站的通信传输综合效益。目前，国内已有较多的工程技术人员着眼于探索通信电源变电站一体化与集成化改造方案，形成了更为可靠且稳定的电源一体化运行改造实践工作思路。然而，采用一体化的通信网络电源智能控制监测实施形式，存在着较为突出的实践安全隐患，因此要对一体化的电源装置优化改进方案进行创新。

在电网通信电源的设备一体化改造发展的实践中，最为关键的电网优化整改思路应侧重于全面消除蓄电池的安全隐患。例如：应事先监测电网系统中的支路运行短路风险，避免与之相关联的其他电网设备发生频繁的重启运行故障；布置高压直流形式的供电安全防范保护体系，切实做好变电站电网运行全过程中的设备防雷保护[5]。

4 结 论

经过分析可知，只有促进电网变电站实现一体化的网络通信设备电源合理优化改造，才能有效提高变电站的性能。目前，布置通信网络电源的一体化设计结构方案，重点在于合理采用电网变电站的直流供电技术、电源空气开关的智能控制技术、网络通信电源的接地处理技术等，从根源上延长变电站的电源使用寿命。因此，电网变电站的工程技术人员需要全面推进通信电源系统的更新改造，以确保变电站通信传输的稳定性。