電力通信電源接線方式分析

諶志剛，劉 歡，金 哲

（國網(wǎng)湖北省電力有限公司荊州供電公司，湖北 荊州 434000）

0 引 言

通信電源是電力通信系統(tǒng)的“心臟”，為各種通信設(shè)備提供源源不斷的動(dòng)力。如果通信電源系統(tǒng)隱患未消除，那么電力通信系統(tǒng)就始終處于危險(xiǎn)狀態(tài)。影響通信電源安全可靠運(yùn)行的因素很多，包括設(shè)備老化、蓄電池?zé)o可用容量、維護(hù)不當(dāng)以及接線方式不合理等。基于此，對(duì)通信電源系統(tǒng)進(jìn)行全面系統(tǒng)地梳理檢查，并通過各種方式消除通信電源隱患，保障通信系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行[1]。

1 事件背景

2020年10月23日，遼寧500 kV王石變電站通信電源發(fā)生故障，導(dǎo)致站內(nèi)共8臺(tái)通信設(shè)備失電停運(yùn)，15條保護(hù)通信通道中斷。由于其中2條保護(hù)通道配置了2M通道切換裝置，另外13條保護(hù)通道為13條線路單套保護(hù)，同線路另一套專用纖芯保護(hù)不受影響，從而避免了線路停電事故。在這次事故發(fā)生后，各級(jí)公司都高度重視，通過各種形式在不同場合組織學(xué)習(xí)，并開展拉網(wǎng)式隱患排查整改工作。國網(wǎng)湖北省電力有限公司荊州供電公司以此為契機(jī)，認(rèn)真分析各類通信電源隱患發(fā)生的前因后果，同時(shí)又結(jié)合《通信電源技術(shù)、驗(yàn)收及運(yùn)行維護(hù)規(guī)程》（Q/GDW 11442—2020）的要求，全面系統(tǒng)地梳理了110 kV及以上等級(jí)變電站的通信電源系統(tǒng)接線方式，逐個(gè)編制整改方案，認(rèn)真落實(shí)整改措施[2]。在隱患排查整改過程中，針對(duì)幾種典型的存在缺陷的接線方式進(jìn)行分析，并提出了具體的改進(jìn)措施。

2 案例分析

2.1 案例一

變電站雙路交流輸出接入通信交流配電屏輸入端，通信交流配電屏輸出端4個(gè)開關(guān)分別連接2臺(tái)高頻開關(guān)電源，通信電源接線方式看似正確,其實(shí)是單自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器（Automatic Transfer Switching，ATS）運(yùn)行[3]。通信電源系統(tǒng)單ATS運(yùn)行現(xiàn)象十分普遍，其發(fā)生故障的概率很小，在遼寧500 kV王石變電站通信電源故障發(fā)生前并沒有引起足夠的重視。當(dāng)通信交流配電屏失電或ATS故障時(shí)，2臺(tái)高頻開關(guān)電源交流輸入供電發(fā)生中斷，將威脅到所有通信系統(tǒng)的安全運(yùn)行。通信電源系統(tǒng)單ATS的存在意味著通信系統(tǒng)2套電源沒有完全獨(dú)立，不符合通信中心站、通信樞紐站應(yīng)采用兩套互相獨(dú)立的-48 V高頻開關(guān)電源為通信設(shè)備供電的要求[4]。

改進(jìn)措施有2種：一是新增1臺(tái)交流配電屏，與原交流配電屏交叉接線，然后各輸出1路交流至高頻開關(guān)電源屏；二是將變電站2臺(tái)低壓屏輸出的雙路交流380 V電源分別直接接入2臺(tái)高頻開關(guān)電源，利用高頻開關(guān)電源的ATS互鎖功能互為備份，解決電源系統(tǒng)單ATS隱患。

2.2 案例二

機(jī)房空調(diào)等大功率負(fù)載直接連接在機(jī)房交流配電屏或高頻開關(guān)電源交流輸出開關(guān)上，這種接線方式在獨(dú)立通信機(jī)房中普遍存在[5]。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，空調(diào)負(fù)載發(fā)生短路的概率不高，但是概率不高并不等于不會(huì)發(fā)生。高頻開關(guān)電源系統(tǒng)交流配電屏不宜接入機(jī)房空調(diào)等大功率負(fù)載，除高頻開關(guān)電源之外的其他交流負(fù)載如需接入，應(yīng)核對(duì)系統(tǒng)容量、開關(guān)上下級(jí)匹配情況是否滿足接入條件，不能直接接入高頻開關(guān)電源交流負(fù)載端[6]。

改進(jìn)措施：將變電站1號(hào)低壓屏、2號(hào)低壓屏的2回交流380 V電源分別直接接入2臺(tái)高頻開關(guān)電源，然后從變電站低壓屏重新敷設(shè)1回交流380 V電源專供交流配電屏，同時(shí)將除高頻開關(guān)電源以外的其他交流負(fù)載接入交流配電屏，使得交流配電屏和高頻開關(guān)電源相互隔離[7]。通過這種方式，既消除了通信系統(tǒng)單ATS隱患，同時(shí)也解決了負(fù)載混接的問題。整改后的電源接線如圖1所示。

圖1 整改后的電源接線

2.3 案例三

110 kV變電站一體化電源容量不足，直流/直流（Direct Current/Direct Current，DC/DC）模塊數(shù)量少于3個(gè)。在《通信電源技術(shù)、驗(yàn)收及運(yùn)行維護(hù)規(guī)程》頒布前，通信專業(yè)對(duì)110 kV變電站一體化電源的關(guān)注度不高。110 kV變電站DC/DC模塊與一體化電源混合組柜，一體化電源運(yùn)維管理職責(zé)不在通信專業(yè)，同時(shí)缺乏相關(guān)的規(guī)程規(guī)范。早期的110 kV變電站中多數(shù)只配置了2個(gè)DC/DC模塊，無法達(dá)到現(xiàn)在的規(guī)程要求[8]。

改進(jìn)措施：近年來，許多110 kV變電站進(jìn)行了智能化改造，通信專業(yè)按照變電站統(tǒng)一部署，退出了部分站點(diǎn)通信高頻開關(guān)電源設(shè)備，將通信負(fù)載直接接入變電站一體化電源。經(jīng)過評(píng)估，多數(shù)高頻開關(guān)電源設(shè)備還具有使用價(jià)值，而通信蓄電池的容量則隨著使用時(shí)間的延長逐漸下降，繼續(xù)使用的價(jià)值不大，因此將退出運(yùn)行，但狀態(tài)尚可的部分高頻開關(guān)電源設(shè)備搬遷至一體化電源DC/DC模塊容量不足的110 kV變電站，作為通信系統(tǒng)2路電源中的1路。正常情況下，由通信高頻開關(guān)電源系統(tǒng)向通信設(shè)備供電，將高頻開關(guān)電源整流輸出電壓調(diào)到略高于變電站DC/DC模塊輸出電壓。當(dāng)變電站交流停電時(shí)，則由變電站一體化電源系統(tǒng)向通信負(fù)載供電[9]。

通過改造，在不增加新設(shè)備的情況下充分發(fā)揮了舊設(shè)備最大的使用價(jià)值，提高了通信系統(tǒng)的可靠性。改造后的一體化電源典型接線方式如圖2所示。

圖2 改造后的一體化電源接線方式

2.4 案例四

部分直流分配屏兩段母線通過二極管間接并聯(lián)，有可能導(dǎo)致同一線路2套保護(hù)裝置同時(shí)失電。為繼電保護(hù)提供獨(dú)立、可靠的保護(hù)通道一直是電力通信網(wǎng)的重要任務(wù)之一，雙重化配置的繼電保護(hù)光電轉(zhuǎn)換接口裝置的直流電源應(yīng)取自不同的電源。

改進(jìn)措施：通過研究艾默生直流分配屏內(nèi)部接線，比較了3種改進(jìn)辦法，分別是在直流母線處、直流開關(guān)處、負(fù)載接線端子處斷開其中一路電源。經(jīng)過分析，最終認(rèn)為最簡單實(shí)用的辦法是在艾默生直流分配屏負(fù)載開關(guān)處將各排開關(guān)一分為二，分別斷開1#～5#空氣開關(guān)與直流母線II的連接、斷開6#～10#空氣開關(guān)與直流母線I的連接，從而實(shí)現(xiàn)2段直流母線獨(dú)立運(yùn)行[10]。改造后直流分配屏2段母線分段運(yùn)行結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 改造后直流分配屏兩段母線分段運(yùn)行

3 結(jié) 論

通過梳理分析通信電源系統(tǒng)幾種典型的接線方式，為通信運(yùn)維人員排查整改通信電源系統(tǒng)隱患提供參考，有利于提高通信電源運(yùn)維水平和工作效率，提升通信運(yùn)維能力。通過開展通信電源系統(tǒng)隱患排查整改工作，進(jìn)一步夯實(shí)了通信電源在整個(gè)通信系統(tǒng)中的重要地位，為通信系統(tǒng)與電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供強(qiáng)力支撐。