500 kV變電站通信電源典型故障分析

何維

(國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司信息通信公司，湖南長(zhǎng)沙 410007）

500 kV變電站通信電源典型故障分析

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

何維

(國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司信息通信公司，湖南長(zhǎng)沙 410007）

介紹500 kV變電站通信電源現(xiàn)狀，分析其工作過(guò)程和原理，通過(guò)對(duì)發(fā)生的1起典型電源故障展開(kāi)分析，提出部分500 kV變電站站點(diǎn)在通信電源接入方式、維護(hù)管理方式等方面存在的安全隱患，并提出可行性整改建議。

通信電源;故障分析;變電站;500 kV

1 500 kV變電站通信電源現(xiàn)狀分析

隨著技術(shù)發(fā)展，一體化電源的廣泛采用，使得通信電源在穩(wěn)定性、可靠性方面有了很大提高。光纖通信機(jī)房里各類設(shè)備均采用雙路獨(dú)立電源接入，同時(shí)屏柜使用支持熱拔插的模塊化設(shè)計(jì)，提高了檢修效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。但目前投運(yùn)年限較早的500 kV變電站通信電源未接入站內(nèi)一體化電源，采用的是獨(dú)立電源屏及蓄電池組的接入方式。供電方式一般為2路380 V電源，經(jīng)交流屏柜至高頻開(kāi)關(guān)電源，整流后對(duì)設(shè)備供電，外接二組蓄電池，正常運(yùn)行時(shí)進(jìn)行浮充。根據(jù)實(shí)際需求，部分站點(diǎn)還配備了太陽(yáng)能電池、柴油發(fā)電機(jī)等。蓄電池組則廣泛采用免維護(hù)的閥控式密封鉛酸電池。

根據(jù)通信電源曾出現(xiàn)的故障運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)推斷，目前老舊500 kV在監(jiān)控、接入方式等方面存在如下安全隱患。

1)系統(tǒng)自身可靠性不足。現(xiàn)有電源監(jiān)控系統(tǒng)通道多沿用舊的協(xié)議轉(zhuǎn)換和接口模式，系統(tǒng)集成度低、硬件結(jié)構(gòu)不合理、工藝落后等缺陷導(dǎo)致設(shè)備故障頻發(fā)，誤報(bào)誤測(cè)時(shí)有發(fā)生，增加了系統(tǒng)維護(hù)的難度，削弱了通信電源整體的可靠性。

2)系統(tǒng)功能有待進(jìn)一步提高。當(dāng)前監(jiān)控系統(tǒng)能夠滿足基本維護(hù)的需求，但在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、故障隱患排查、全景展示等領(lǐng)域還有待發(fā)展，需要更具智能化的監(jiān)控提高系統(tǒng)整體運(yùn)行水平，保障通信設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定。

3)系統(tǒng)擴(kuò)展性有限。因?yàn)榻尤氡O(jiān)控的各類電源的不同屬性，系統(tǒng)在遠(yuǎn)程控制管理方面受到很多限制，現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)在指令響應(yīng)速度、執(zhí)行速度等指標(biāo)上，由于系統(tǒng)硬件性能、網(wǎng)絡(luò)延遲等原因，表現(xiàn)差強(qiáng)人意。同時(shí)由于廠商的開(kāi)發(fā)環(huán)境不同，系統(tǒng)間互聯(lián)需要開(kāi)發(fā)公共規(guī)約，或者建立綜合性接入平臺(tái)進(jìn)行匯聚。

盡管監(jiān)控和電源設(shè)備性能逐年提高，但在設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)管理等環(huán)節(jié)的工作開(kāi)展并不規(guī)范，導(dǎo)致通信電源故障仍時(shí)有發(fā)生。

2 典型故障

2.1 故障經(jīng)過(guò)

某500 kV變電站通信高頻開(kāi)關(guān)電源I段直流電源失壓后，導(dǎo)致該站SDH傳輸設(shè)備2.5 Gbit/s 2個(gè)光路的光放大器停電，該站部分保護(hù)接口裝置停電。在緊急通知檢修人員后，運(yùn)行人員考慮到合上母線聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)存在風(fēng)險(xiǎn)，決定取其他臨時(shí)措施對(duì)停電設(shè)備供電。

經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)通信高頻開(kāi)關(guān)電源I內(nèi)蓄電池欠壓保護(hù)接觸器已動(dòng)作，導(dǎo)致1號(hào)充電機(jī)和1號(hào)蓄電池與Ⅰ段直流母線斷開(kāi)。

2.2 原因分析

故障直接原因?yàn)橥ㄐ鸥哳l開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部防止蓄電池過(guò)放電損壞的欠壓保護(hù)接觸器發(fā)生誤動(dòng)作，將充電機(jī)負(fù)極、蓄電池負(fù)極與直流母線斷開(kāi)。某變電站GZDW-2×120 A/48通信高頻開(kāi)關(guān)電源接線示意圖如圖1。

1)控制欠壓保護(hù)接觸器的電壓監(jiān)視器 (V11)發(fā)出誤指令，導(dǎo)致欠壓保護(hù)接觸器誤動(dòng)作。經(jīng)查電壓繼電器的顯示電壓正常，但電壓繼電器的接點(diǎn)已動(dòng)作，導(dǎo)通1cz接觸器線圈回路，線圈勵(lì)磁后動(dòng)作跳開(kāi)了1cz接觸器主接點(diǎn)，從而斷開(kāi)了充電屏、蓄電池與母線的連接，導(dǎo)致Ⅰ段48 V直流母線失壓。

2)充電機(jī)負(fù)極、蓄電池負(fù)極與直流母線的接線方式存在問(wèn)題，導(dǎo)致欠壓保護(hù)接觸器誤動(dòng)作，將充電機(jī)負(fù)極、蓄電池負(fù)極與直流母線斷開(kāi)，造成I段直流母線失壓。

該設(shè)備的最初設(shè)計(jì)方案是:為防止接觸器線圈故障導(dǎo)致蓄電池脫離母線，因此采用接觸器的常閉接點(diǎn)，同時(shí)，為了防止監(jiān)控器軟件故障導(dǎo)致誤動(dòng)作，因此采用純硬件的電壓監(jiān)視器 (V11)控制接觸器直接接至蓄電池兩端。

圖1 高頻開(kāi)關(guān)電源接線示意圖

3 改造方案

1)將充電機(jī)輸出端負(fù)極由蓄電池欠壓保護(hù)接觸器1cz主接點(diǎn)電池端改接至母線端上，電壓監(jiān)視器DYJ-A電壓采樣由現(xiàn)在接在電池兩端改為接入母線上，直流母線電壓表改接至蓄電池兩端。

2)將電壓監(jiān)視器DYJ-A動(dòng)作信號(hào)引入集中監(jiān)控器報(bào)警并能送至后臺(tái)。經(jīng)過(guò)以上改進(jìn)，假如出現(xiàn)蓄電池欠壓保護(hù)接觸器1cz誤動(dòng)作，由于充電機(jī)直接接在母線上也不會(huì)導(dǎo)致母線失壓，且有告警信號(hào)輸出通知檢修人員及時(shí)處理。當(dāng)交流長(zhǎng)時(shí)間失電由蓄電池組帶負(fù)載放電至保護(hù)值43 V時(shí)，蓄電池欠壓保護(hù)接觸器1cz能正確動(dòng)作，使蓄電池脫離母線從而起到保護(hù)電池的作用。

3)將變電站省網(wǎng)SDH設(shè)備的光放大器由單電源改為雙電源供電。通信設(shè)備的雙電源供電情況進(jìn)行清查，將2路電源都接在同一直流母線上的設(shè)備改為由不同直流電源母線供電。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)500 kV變電站電力通信電源典型故障的分析，可看出故障原因集中于電源接線不合理、設(shè)計(jì)缺陷以及運(yùn)行維護(hù)工作不到位等方面。為解決上述問(wèn)題及提高通信電源設(shè)備運(yùn)行可靠性，結(jié)合維護(hù)管理經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)對(duì)通信獨(dú)立電源系統(tǒng)進(jìn)行全面排查，消除隱患，并考慮引入智能化的監(jiān)控系統(tǒng)，提高故障管控和應(yīng)急響應(yīng)能力。針對(duì)目前已廣泛采用的一體化電源，如何在站內(nèi)電源設(shè)計(jì)、施工建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)等環(huán)節(jié)中，突出通信電源的特殊性，使其真正受益，還需各專業(yè)管理出臺(tái)統(tǒng)一的、覆蓋全過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

〔1〕林明.電力通信用蓄電池的運(yùn)行與維護(hù)〔J〕.江西電力，2008，32(4):43-44.

〔2〕朱世昌.電力系統(tǒng)通信電源技術(shù)發(fā)展方向及應(yīng)急預(yù)案研究〔J〕.中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2010(21):95-96.

〔3〕周琦.電力系統(tǒng)通信電源應(yīng)用分析〔J〕.電力系統(tǒng)通信，2007，28(6):67-72.

〔4〕李昭樺，張斌，張飛，等.帶應(yīng)急電源接口的一體化通信電源方案〔J〕.電力系統(tǒng)通信，2011，32(4):52-54.

〔5〕戴麗君，董新生.直流變換器在電力通信系統(tǒng)的應(yīng)用研究〔J〕.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009，37(22):184-187.

〔6〕楊鴻珍，黃紅兵.智能變電站內(nèi)通信電源配置研究〔J〕.電力系統(tǒng)通信，2012，33(4):85-89.

〔7〕黃仲坤.電力通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用〔J〕.技術(shù)與市場(chǎng)，2012，19(4):37-38.

TM73

B

1008-0198(2014)02-0038-02

10.3969/j.issn.1008-0198.2014.02.012

2013-07-02