電力系統(tǒng)通信電源的管理與維護(hù)探討

李 輝

（國(guó)網(wǎng)濟(jì)寧供電公司，山東 濟(jì)寧 272100）

0 引 言

在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，信息通信承擔(dān)著很多關(guān)鍵性務(wù)任務(wù)，主要包括繼電保護(hù)、自動(dòng)調(diào)度與配送電、遠(yuǎn)程電量統(tǒng)計(jì)、PMU、辦公及系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行等。信息通信在電網(wǎng)的穩(wěn)定、高效運(yùn)行中發(fā)揮著重要作用，因此對(duì)通信電源的安全性、穩(wěn)定性和可靠性提出了更高要求。通常，完整的通信電源包括四部分：UPS不間斷電源、交直流配電單元、高頻開關(guān)電源和蓄電池組。

1 UPS不間斷電源

現(xiàn)在的電力系統(tǒng)信息通信機(jī)房?jī)?nèi)，必須要配備UPS不間斷電源。一般需要根據(jù)機(jī)房的最大負(fù)載電流來確定其選配功率，通常不能超過UPS最大輸出功率的90%。當(dāng)前，市場(chǎng)常見的UPS有后備式、Delta變換式、在線互動(dòng)式及雙變換在線式四類。在具體配置時(shí)，需要根據(jù)機(jī)房的重要性程度來確定。雙變化在線模式的不間斷電源可以在市電停電、欠壓、過壓、電壓下降、電壓上涌、頻率不穩(wěn)、電源干擾和切換瞬間電源不穩(wěn)定等情況下使用，由于價(jià)格較昂貴，一般只運(yùn)用在較重要的場(chǎng)合[1]。

2 交直流配電單元

2.1 對(duì)于交流配電單元的要求

2.1.1 交流輸入配線要高于機(jī)房?jī)?nèi)所有設(shè)備的最大容量市電交流輸入存在電壓不穩(wěn)的情況，要求交流配電單元有較大動(dòng)態(tài)范圍的工作電壓或要配置與其相適配的穩(wěn)壓裝置，保證電氣設(shè)備在工作時(shí)電壓穩(wěn)定。

2.1.2 應(yīng)配置雙交流電輸入并可進(jìn)行自動(dòng)切換

每年對(duì)變電站進(jìn)行春秋檢的過程中，需要將兩路交流輸入配電交替停用。交流接觸器的自動(dòng)切換對(duì)于無人值守的通信站尤為重要。在新裝設(shè)備調(diào)試或變電站每年春秋檢時(shí)，都要對(duì)交流接觸器做切換試驗(yàn)，保證兩路交流輸入可以正常切換。

2.1.3 要配備電子或模擬儀表檢測(cè)輸入和輸出交流電

通過手動(dòng)轉(zhuǎn)換或儀表準(zhǔn)確顯示相電壓、線電壓、電流及相電流頻率等參數(shù)的有效數(shù)值，若機(jī)房工作環(huán)境差，還要配置母線溫度測(cè)試表準(zhǔn)確掌握母線的溫度[2]。

2.1.4 對(duì)于過壓、欠壓或缺項(xiàng)等故障可以及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警

不僅現(xiàn)場(chǎng)要具備聲光報(bào)警裝置，而且為了實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控，還要預(yù)留遙測(cè)、遙信等功能的通信接口，同時(shí)這些接口要有相應(yīng)的通信協(xié)議。

2.1.5 具備多層級(jí)負(fù)載開關(guān)，實(shí)現(xiàn)一次二次下電功能

根據(jù)實(shí)際情況，負(fù)載開關(guān)要有多個(gè)層級(jí)。若發(fā)生缺電，根據(jù)負(fù)載的重要程度進(jìn)行一次二次下電，保證設(shè)備的逐級(jí)供電。

若發(fā)生市電交流電停電的情況，則需要有蓄電池組通過UPS進(jìn)行不間斷供電，要對(duì)重要負(fù)載進(jìn)行臨時(shí)供電，并保證臨時(shí)照明以應(yīng)對(duì)事故[3]。

2.2 對(duì)于直流配電單元的要求

直流配電單元應(yīng)采用直流專用斷路器。若電流相對(duì)較小，如電流在100 A以下時(shí)，交流電與直流電可以通用一個(gè)斷路器。但是，一旦電流超過100 A以上就會(huì)出現(xiàn)問題，因端口在交流電過零點(diǎn)時(shí)電弧會(huì)出現(xiàn)熄滅現(xiàn)象，但是直流電因沒有過零點(diǎn)，所以電弧不會(huì)熄滅。如果電弧持續(xù)存在時(shí)間超過20 ms，就會(huì)引發(fā)爆炸。這是某些電網(wǎng)設(shè)備起火事故的根源。

監(jiān)控單元要能夠準(zhǔn)確顯示直流單元的輸入、輸出電壓和電流及接線的具體方式等內(nèi)容，同時(shí)要有遙測(cè)、遙信等功能，具備相應(yīng)的輸出端口和完善的通信協(xié)議。

在條件允許的情況下，將監(jiān)控單元改為集中監(jiān)控平臺(tái)的模式，對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行集中監(jiān)控。當(dāng)前，我國(guó)大多數(shù)變電站都屬于無人值守情況，集中監(jiān)控在這里充分體現(xiàn)了其優(yōu)勢(shì)[4]。

3 高頻開關(guān)電源

通信電源中，高頻開關(guān)電源是非常關(guān)鍵的部件。高頻開關(guān)電源能否可靠運(yùn)行，直接影響通信電源的穩(wěn)定性。

3.1 高頻開關(guān)電源的選擇及配置

為了方便用戶維護(hù)和使用，高頻開關(guān)電源應(yīng)具有“熱插拔”功能，同時(shí)要按照N+1的標(biāo)準(zhǔn)配置數(shù)量。

3.2 高頻開關(guān)電源的日常維護(hù)

在通信電源中，高頻開關(guān)電源非常關(guān)鍵。因此，在對(duì)其進(jìn)行巡視的過程中，要特別關(guān)注以下幾個(gè)方面。第一，觀察環(huán)境溫度、濕度及環(huán)境量，檢查是否存在灰塵和漏水等現(xiàn)象；第二，檢查負(fù)載連線的牢固性，防止出現(xiàn)松動(dòng)；第三，檢查交直流輸出電壓的具體情況，同時(shí)使用接地電阻儀檢測(cè)零線與接地網(wǎng)的連接狀況，看零線對(duì)地線的電壓是否正常；第四，檢查監(jiān)控模塊，查看是否發(fā)生警告，數(shù)據(jù)是否出現(xiàn)問題，參數(shù)設(shè)置是否正確，是否與實(shí)際相符，執(zhí)行控制指令時(shí)有無問題等。

3.3 高頻開關(guān)電源常見故障處理

故障表現(xiàn)包括無顯示、無輸出、過熱、風(fēng)扇孫華、不均流、均流不正常、整流模塊不正常工作、功率控制板工作不良和輸出過電等現(xiàn)象。整流模塊面板指示燈不亮或面板無顯示時(shí)，首先檢查交流輸入電源，查看交流屏輸入開關(guān)狀態(tài)是否正常輸入，電壓是否正常。若確認(rèn)無交流輸入，則要及時(shí)恢復(fù)供電。另外，要嚴(yán)密監(jiān)視蓄電池電壓，做好啟動(dòng)事故預(yù)案的準(zhǔn)備。若整流器的交流輸入無故障，則檢查模塊的輸入熔絲，若發(fā)生熔絲熔斷的現(xiàn)象，要及時(shí)更換故障模塊。

若風(fēng)扇老化嚴(yán)重或不工作，會(huì)導(dǎo)致模塊內(nèi)部出現(xiàn)高溫而停止輸出，監(jiān)控面板顯示運(yùn)行燈與故障燈熄滅，所有整流模塊均顯示狀態(tài)“1”，此時(shí)需要更換風(fēng)扇。若以上檢查均未發(fā)現(xiàn)故障，則要打開模塊，檢查顯示器對(duì)應(yīng)的段子、插座等是否松動(dòng)。若二者無故障，再檢查顯示器有無故障。

模塊輸出不均流。通信站在進(jìn)行高頻開關(guān)電源安裝調(diào)試時(shí)，已經(jīng)對(duì)各模塊的均流設(shè)置進(jìn)行了調(diào)整，但在運(yùn)行過程中還是會(huì)出現(xiàn)整流模塊負(fù)載不均的狀況。這時(shí)可以采用排除法測(cè)試元件，即按照順序?qū)⒄髂K進(jìn)行編號(hào)，并逐個(gè)關(guān)閉其中一個(gè)模塊，看其他模塊是否正常均流，最后確認(rèn)不能均流的模塊，及時(shí)將其更換或維修。

整流模塊在通信電源直流電系統(tǒng)中非常關(guān)鍵，其運(yùn)行的可靠性與通信系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行有直接關(guān)系。所以，通過通信調(diào)度對(duì)其進(jìn)行集中監(jiān)控，以實(shí)時(shí)監(jiān)控其狀態(tài)[5]。

4 蓄電池組

在通信電源系統(tǒng)中，蓄電池組是非常重要的組成部分。當(dāng)前，電力系統(tǒng)通信電源多使用閥控式鉛酸密封蓄電池組，通常將24節(jié)2 V蓄電池串聯(lián)，為通信系統(tǒng)提供48 V的直流供電，且同時(shí)并聯(lián)兩組蓄電池，采用浮充供電方式進(jìn)行供電。目前，市場(chǎng)上有很多蓄電池品牌，建議采用免維護(hù)蓄電池。這種免維護(hù)蓄電池并非不進(jìn)行維護(hù)，反而需要大量的維護(hù)工作，主要作用是可以進(jìn)行二次下電、溫度補(bǔ)償及無極限流等。這些措施是蓄電池穩(wěn)定運(yùn)行的基本保障，對(duì)延長(zhǎng)蓄電池壽命非常有效。

4.1 蓄電池組的配置

第一，通信樞紐站應(yīng)當(dāng)同時(shí)配置兩組蓄電池來保證穩(wěn)定供電。第二，根據(jù)《電力通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定，蓄電池要按照可以實(shí)際供電3～5 h放電率進(jìn)行配置。實(shí)際中，大多數(shù)變電站位置分散且距離較遠(yuǎn)，再加大部分是無人值守狀態(tài)，只有少數(shù)配置了發(fā)電設(shè)備保證系統(tǒng)供電。因此，需要按照實(shí)際用電量10 h放電率進(jìn)行蓄電池組配置，而無人值守的微波中繼站和光纜中繼站通常要按照15～20 h的放電率進(jìn)行蓄電池組配置。

4.2 蓄電池組的維護(hù)

根據(jù)電力通信系統(tǒng)規(guī)程的具體標(biāo)準(zhǔn)，必須嚴(yán)格控制蓄電池放點(diǎn)周期。新裝蓄電池或者對(duì)閥控蓄電池進(jìn)行大修后，要進(jìn)行全面的核對(duì)性放點(diǎn)檢驗(yàn)，然后間隔2年要再進(jìn)行一次檢驗(yàn)。對(duì)于使用超過4年的蓄電池組，每年都要進(jìn)行檢驗(yàn)[6]。

5 結(jié) 論

在電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)中，電源最關(guān)鍵的組成部分是保證通信網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。因此，必須提高管理的制度化和專業(yè)化水平，采用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備和現(xiàn)代化的技術(shù)手段進(jìn)行操作和維護(hù)；從主觀上予以重視，創(chuàng)造良好的運(yùn)行環(huán)境，為通信電源系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供保障，為電力通信系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源供電。