超特高壓變電站內通信電源設備的運維問題

陳煥璋 汪恒立

摘要：為了保證通信電源的順暢運行，本文在分析通信電源系統組成的前提下，對通信運維中需要注意的問題進行探究，并通過案例對其進行分析，最后提出了變電站通信設備的優化配置方案，以供相關的工作人員參考借鑒。

關鍵詞：超特高壓;變電站;通信電源;運維;問題

1通信電源系統組成

通信電源系統由高壓配電、變壓器、柴油發電機組、整流器、交、直流配電屏、UPS電源、蓄電池組、變換器和通信設備配電屏組成。如圖1所示。

2通信運維中需要注意的問題

2.1開關電源設備容量滿足

通信電源配置容量應滿足在單臺通信電源（失備）運行時，整流能力應大于站內全部通信設備工作電流與20%蓄電池容量之和。據此要求，通信運維人員在安全檢查時，應進行開關電源容量核算。在新建通信系統時，應由設計部門對每個站點的開關電源設備容量進行核算。如果不符合要求，應增加電源設備容量。

2.2開關電源設備的散熱

按照相關標準，開關電源設備在設計時，均配有溫度保護裝置，一般設定在55℃-65℃保護動作，閉鎖輸出。正常工作時，由于有兩臺開關電源分擔負荷，負荷電流較小，開關電源和模塊發熱并不嚴重，溫度保護不起作用。如果一臺開關電源故障，全部負荷由另一臺開關電源帶運行時，設備溫升十分明顯。特別是整流模塊未配置風扇、采用散熱片自然散熱時，由于多個模塊聚集，極易導致由于設備模塊溫度保護動作，閉鎖開關電源輸出。所以，在通信運維工作中，要定期進行模塊風扇清掃，并做好相關預案，必要時可采取人工輔助降溫方法。

2.3電纜和電纜接點的溫升

在開關電源帶上大負荷的情況下，應注意電纜和電纜接點的溫升，應定期使用紅外測溫儀進行接點溫升測試，防止電纜頭由于溫度過高燒斷。

2.4防止蓄電池過放電損壞

按照相關標準，開關電源設計時，均配有蓄電池欠壓保護裝置，用于在蓄電池組電壓低于設定值時（設定值通常為43V～44V），自動切斷負荷，保護蓄電池組，防止蓄電池過放電損壞。對蓄電池欠壓保護裝置的使用，目前在國網通信系統內還沒有明確的規定，很多通信站點都使用設備出廠設置。但是注意這是通信行業的標準，未考慮電力系統通信網對設備可靠性的特殊要求。目前電力系統通信網上承載著線路保護、安控、調度電話等多種信號，對通信網的可靠性要求遠遠高于電信網。按照電力系統安全管理的原則：防人身、保主網、保設備。保證電力主網安全運行的意義，遠遠高于保證蓄電池的設備安全，何況保證超特高壓線路安全運行的經濟意義也遠遠大于保證蓄電池安全的經濟價值。現在通信設備在工作電壓上的裕量通常較大，甚至供電電壓低至40V，通信設備依然可以正常工作。如果由于通信電源故障導致蓄電池欠壓保護裝置（或蓄電池欠壓保護裝置誤動）動作，將會導致全站對外通信中斷，多條線路多套保護通道中斷等嚴重后果。所以鑒于超特高壓變電站在電力通信網中的關鍵節點地位，鑒于現在普遍應用通信設備復用保護信號的實際情況，應將蓄電池欠壓保護裝置退出運行。這樣在通信電源設備故障時，可以為檢修人員多爭取到約1-2個小時的搶修時間。

2.5直流主回路上的隔離二極管

在直流主回路上設置二極管是某些廠家為防止直流電壓不平衡導致功率倒灌的措施，但是據了解，現在電源廠家往往將防止功率倒灌的措施整合到整流模塊內部。直流主回路的隔離二極管反而由于質量不佳、散熱不良成為電源設備故障的主要原因。

3案例分析

某變電站，通信48V直流電源系統由一臺交流屏、兩臺開關電源、兩臺直流屏和兩組蓄電池組成，每臺開關電源容量250A;每組蓄電池容量為500Ah。每臺開關電源帶負荷約105A，全部負荷約210A左右，隔離二極管的容量為300A。主接線圖如圖2。故障時，1#開關電源的二極管D1故障，導致1#直流屏全部失壓，多條線路的第一套保護通道中斷告警。合上直流母聯開關K03后，線路保護通道恢復正常。但是運行約半小時后，2#開關電源因負荷過大、開關電源模塊過熱，溫度保護動作，模塊閉鎖輸出。導致由第二組蓄電池帶所有通信負荷，蓄電池電壓急速下降，負荷電流逐步上升。檢修人員在兩個小時后趕到現場時，發現蓄電池電壓已降至39.6V左右，電流升至300A左右。檢修人員查明故障原因后，將開關電源#1內部的二極管D進行短接，開關電源#1開機正常，輸出電壓正常，帶負荷正常。檢查開關電源#2模塊溫度已降至常溫后，開啟開關電源#2。開關電源#2開機正常，輸出電壓正常，帶負荷正常。

4變電站通信設備優化配置方案

特高壓變電站的數據業務主要是通過封裝以太網信息，將其放入SONET/SDH中進行傳輸，即IPoverSDH綜合數據網。IPoverSDH實質是在一種光纖信號傳輸系統。其中，SDH是指“SynchronousOpticalNetwork”，即“同步光網絡”。由于電力系統數據在傳輸過程中，信息量大，可靠性要求高，故需要選擇一種合適的信息傳輸技術進行交換和接入設備的配置。傳統的PHD技術在向更高傳輸速率發展的同時，也暴露出：分支電路復雜、不利用維護、兼容性低等問題。所以，在此基礎上SDH克服了PDH的不足。IPoverSDH通信系統有如下特點：（1）SDH有強大靈活的分插功能，能

5結束語

隨著特高壓交直流工程的大規模建設，接入站點不斷增加，網絡架構不斷強壯，通信傳輸及接入設備大規模增加，“雙設備、雙路由、雙電源”配置對通信電源系統供電容量和供電可靠性提出了更高的要求。為保障通信電源系統的運行可靠性，本文對其運維問題展開了探討。

參考文獻

[1]周琦.電力系統通信電源應用分析[J].電力系統通信，2016，28（6）：67-68.

[2]劉桂芳.通信電源維護和管理要點[J].中國設備工程，2019，0（6）：33-35.

作者簡介：陳煥璋（1995.9.15），性別：男，籍貫：山東省威海市，民族：漢，學歷：本科，職稱：助理工程師，職務：直流運檢員，研究方向：電氣工程及其自動化;

汪恒立（1995.1.2），性別：男，籍貫：陜西省寶雞市，民族：漢，學歷：本科，職稱：助理工程師，職務：直流運檢員，研究方向：電氣工程及其自動化。