電力系統通信電源的管理與維護

吳健鋒

（清遠市新能電力工程有限公司，廣東 清遠 511800）

0 引 言

電力系統運行涉及到發電、供電及用電等不同環節，一旦通信電源出現運行問題，將影響信息的正常傳輸，進而影響電力系統的運行[1]。因此，需加強對通信電源的管理維護，以保障電力系統的安全運行。

1 電力系統通信電源的重要性

電力系統運行范圍較廣，運行環境復雜，運行情況難以控制，必須依靠通信系統進行全面了解和調整[2]。近年來，隨著社會經濟的快速發展，電力電網規模不斷擴大，電力電源相關技術也不斷升級。電力系統功能從單一的繼電保護和自動化調度基礎上不斷附加了遠程計量、安全穩定、PMU以及OA辦公等。電力系統運行中，如果通信電源出現問題，將無法及時準確地傳輸信息，影響遠程計量和OA辦公等。

2 電力系統通信電源的基本組成和配置管理

電力系統的通信電源系統可分為高頻開關電源設備集成和蓄電池[3]。其中，通信電源使用的高頻開關電源設備集成由多個不同功能模塊組成。

2.1 交流電配電單元

通常，一套通信電源的交流電配電單元會有兩路交流電輸入，同時會加裝避雷器和交流切換裝置等。將切換裝置處理后的兩路交流電輸入分別連接交流分路輸出和整流模塊輸入。交流電配電單元需滿足不同設備的工作電壓要求，因此選擇輸入配線時需考慮通信電源設備的最大容量要求或者配置相應的穩壓裝置。此外，交流電配電單元需具有良好的線路切換功能。交流配電有兩條輸入電路，日常檢修調試和設備維護時需對兩條線路進行切換，可在設備安裝和春秋大檢作業時進行線路切換試驗，保證切換功能正常。

2.2 整流單元

通信電源直流電源的關鍵是高頻開關的整流單元。該整流單元在通信電源系統運行中起到重要作用。第一，實現交流電的變化，并采用并聯均流的方式為電力系統通信設備提供電力支持[4]。第二，為通信電源的監控模塊提供電源，并對蓄電池進行限壓充電。目前，電力系統通信電源的高頻開關設計時，按照模塊化配置的方式選擇整流器，所以整流器的電氣指標和性能等直接影響整個通信電源直流供電部分的運行質量。

2.3 直流配電單元

通信電源直流配電單元的主要作用是完成對直流電壓的分配，與通信設備的最終分配容量直接相關。直流分配單元與整流單元連接，直接將整流單元輸入的直流電壓分成兩部分，一部分用于給通信電源的蓄電池組進行充電，保證蓄電池組的正常使用；另一部分用于其他直流用電單元和通信設備等。由于直流電流使用中無零點，易出現爆炸起火問題，需使用專用的直流斷路器。直流通信較明顯的特點是電流大、電壓小，電纜的選擇可參照公式S=I×L/（ΔU×R），其中，S、I、L、ΔU及R分別代表電纜截面積、電流、所用電纜長度、壓降及不同材質的電導率。表1為通信電源直流部分電纜常用的壓降指數。假設某段電纜長度為20 m，流經電流為60 A，使用通信電纜的截面積S應不小于 60×20/（57×0.5）=40 mm2。

2.4 蓄電池組

除使用市電輸入作為電力電源外，其他電力設備會使用蓄電池組作為備用電源。當市電輸入出現電力故障和停電等情況時，蓄電池組參與供電作業，保證通信系統的正常運行。配置蓄電池時，主要考慮蓄電池的容量和供電方式。一般需配置兩組蓄電池，并聯供電，以提高供電可靠性。同時，蓄電池的容量需滿足實際用電設備10 h的用電需求，在無人值守的中繼站應滿足18 h的用電需求。

表1 導線允許的最大壓降

2.5 監控單元

雖然電力系統規模不斷擴大，電力傳輸跨越距離越來越長，但輸配變電部分已基本實現無人值守的運行狀態。這歸功于通信系統監控單元。通信系統電力電源設備的運行中，監控單元可監控通信電源的運行狀態，對出現的意外狀況發出警告，并對接監控中心，實現對整個通信網絡的統一監控。

3 電力系統通信電源的管理與維護

電力系統通信電源系統由多種功能不同的部分組成，系統配置復雜，需做好基礎單元配置和日常維護管理，尤其是關鍵部件的故障維護和整個電源系統的應急故障處理。

3.1 高頻開關電源的維護

3.1.1 通信電源高頻開關電源的日常維護

高頻開關電源日常維護需重點注意四個方面。第一，保證電源設備運行環境正常。空氣中的灰塵和空氣溫濕度都影響開關電源的使用，同時需避免出現漏水情況，杜絕短路故障。第二，檢查確認各連接部位，確保牢固連接，避免斷路。第三，全面檢測輸入電壓、輸出電壓及對地電壓。第四，及時查看監控單元的運行狀況，確保運行數據和監控指令正常。

3.1.2 高頻開關電源常見故障及維護處理

高頻開關電源運行中的常見故障主要包括單元模塊不能正常輸出、設備模塊均流異常、模塊不工作、風扇損壞及無顯示等。對于模塊面板無顯示的故障，需檢查模塊輸入電源，確認送電是否正常，再檢查模塊連接和模塊單元，確認是否更換新模塊單元。

3.2 蓄電池的維護

3.2.1 蓄電池的充放電試驗

蓄電池長期處于備用狀態和充電狀態，日常維護中需檢查蓄電池的性能。對系統大修和新安裝的蓄電池組進行放電試驗，確認蓄電池功能是否正常，確認正常后再進行充電，投入使用。蓄電池運行中，需按照相應周期和操作規定進行放電試驗。

3.2.2 蓄電池的日常巡檢

除大檢修周期內的充放電試驗，還需每月對蓄電池進行巡檢。巡檢內容主要包括五點，（1）記錄電壓值，并與歷史數據對比；（2）檢查外觀是否存在電池液泄露和封裝脹裂的情況；（3）檢查蓄電池的電極，對于腐蝕漏液的情況進行處理；（4）用濕抹布擦拭蓄電池外部，保證外觀清潔；（5）保證蓄電池所處環境的安全，保持良好的氣流和溫濕度。

3.3 電力系統通信電源故障應急預案

除日常維護管理外，還要制定切實可行的應急預案，并在合適的時間進行模擬演練，以檢驗矯正預案。例如，某電力系統運行中，監控中心發現某無人值守電源設備電壓異常下降，需立即聯系相關負責人，確認線路情況。若在短時間內無法恢復正常供電，需采取以下應急措施。首先，安排維護人員到現場處理，根據設備重要性進行供電處理，不重要的設備可先行斷電；其次，按照蓄電池容量和設備耗電量預估蓄電池的可持續供應時間，為后續工作提供參考（假設蓄電池容量為300 Ah，所有設備用電量為10 A/h，蓄電池使用三年，效率為0.85，那么兩組蓄電池可持續供電51 h）；最后，安排柴油發電機備用發電，并配置穩壓設備。采取應急措施后，可按照先搶通、再維修及更換故障模塊等原則進行故障處理。

4 結 論

電力系統通信電源組成相對復雜，需加強管理維護，以有效保證電力系統通信電源的正常使用。