電力通信設備電源管理及運行維護

步 輝 粵電集團長湖水電廠，廣東英德 513000

電力通信設備電源管理及運行維護

步 輝 粵電集團長湖水電廠，廣東英德 513000

電力通信電源作為電力通信系統設備的關鍵設備，其重要性正逐步被電力系統各級領導所重視，但在一些地方，由于一些原因，通信電源的管理和維護仍未能引起通信人員足夠的重視，一旦發生故障，將直接導致嚴重的后果。文章就電力通信電源管理與維護展開了討論，并結合實際給出了管理與維護注意事項。

電力通信；通信電源；蓄電池；管理維護

引言

電力通信是電力企業生產和管理的基礎手段，是電網安全運行的重要環節，而電力通信直流電源則是保證通信設備正常運行，通信暢通的基礎，是電力通信的“心臟”，一旦通信直流電源發生故障，將造成通信設備供電中斷，引起通信電路中斷，造成重要信息無法正常傳輸。近年來，電網規模的木斷擴大和現代通信技術的進步，極大地促進電力通信事業的飛速發展，隨著電力通信整體水平的不斷提高、通信設備的不斷更新，對電力通信直流電源也提出了更高的要求，因此做好對電力通信直流電源的維護具有重要意義，直接影響著電力通信網的安全平穩運行。

近年來，因通信電源故障造成通信設備停運、電路中斷的事件總體上呈減少趨勢，但仍時有發生。這些電源故障多數是由于通信人員對通信電源的維護與管理沒有做到足夠重視導致的。通信電源系統運行質量的好壞直接關系到通信網的運行質量和電網的安全，從事電力通信的工作人員應重視通信電源的管理與維護工作。電力通信網本身的安全可靠性要求很高，經過長期的運行統計分析表明，造成電力通信網運行中斷的原因有二：一是通信設備本身出現的故障；二是通信電源故障，造成通信電路中斷。隨著通信技術的發展，通信設備的可靠性增加很多，設備本身的故障率已經很低了，實際運行統計也證實了這點。通信電源故障就顯得突出了，實際運行統計顯示，由于通信電源系統故障造成的通信電路中斷大約占通信總中斷的70%～75% ，可見通信電源已經成了影響電力通信網可靠運行的最主要的因素。

1 電力通信設備對通信電源的要求

1．1 可靠

為了確保通信暢通，除了必須提高通信設備的可靠性外，還必須提高電源系統的可靠性，要求電源系統不能有l m s的間斷。通常，電源系統要給許多通信設備供電，因此電源系統發生故障后，對通信的影響很大。為確保可靠供電，在直流供電系統中，采用整流器與電池并聯浮充供電方式。此外在先進的開關整流器都采用多個整流模塊并聯工作的方式，這樣當某一個模塊發生故障時不會影響供電。

1．2 穩定

各種通信設備要求電源電壓穩定，不能超過允許的變化范圍。電源電壓過高，會損壞通信設備中的電子元件，電源電壓過低，通信設備不能正常工作。此外，直流電源電壓中的脈動雜音也必須低于允許值，否則，也會嚴重影響通信質量。

1．3 小型

隨著集成電路的迅速發展正向著小型化、集成化方向發展。為了適應通信設備的發展，電源裝置也必須實現小型化、集成化。此外，各種移動通信設備和航空、航天裝置中的通信設備更要求電源裝置體積小，質量輕。為了減少電源裝置的體積和質量各種集成穩壓器和無工頻率變壓器的開關電源得到了越來越廣泛的應用。近年來，工作頻率高到幾百k H z且體積非常小的諧振型開關電源，在通信設備中也大量應用。

1．4 高頻率

隨著通信設備的容量日趨增加，電源系統的負荷不斷增大，為節約電能，必須設法提高電源裝置的效率。節能主要措施是采用高效率通信電源設備，過去，通信設備大多采用相控型整流器，這種電源效率較低，變壓器損耗較大。而高頻開關電源效率較高可達到90%以上，因此采用高頻開關電源可以節約能源。

2 電力通信網通信電源系統的典型配置及特點

電力通信網中通信站主要包括：電力載波通信站、光纖通信站、微波通信站和各級調度通信中心。

2．1 通信站通信電源系統典型配置

2.1.1 電力載波通信站

由于電力載波已經不作為電力系統通信的主要手段，所以本文不作過多論述。

2.1.2 光纖通信站

光纖通信站大部分設在地調、變電站或電廠內，有些超長光纖電路也設有中繼站，站內光設備采用DC-48V直流供電。電源系統一般有一路或兩路交流220VAC電源，經交流配電屏送至高頻開關電源(有的開關電源本身具有兩路交流輸入能力，則不配置交流屏)，整流后對兩組蓄電池進行浮充，同時對設備供電。開關電源一般是單機柜多模塊配置，直流輸出分配利用開關電源柜中配置的直流分路空氣開關或熔斷器。若光纖站與其他通信站在一起，則與其他通信設備共用一套通信電源。

2.1.3 微波通信站

電力通信網中目前數字微波電路還比較多，仍作為傳輸主干線使用，因此運行的微波站數量較多，分布也較廣。微波中繼站多是無人站，有的建在高山頂上，運行條件差。微波通信設備采用直流D C-48V供電。站內一般只有一路交流供電，電源系統由室內10K變壓器、防雷柜、交流配電屏、高頻開關電源和直流DC-48V蓄電池組構成，同時根據微波站實際情況，有的還配置了柴油發電機組、太陽能電池等。蓄電池容量一般按24小時放電率考慮，一些道路條件特別差的站，按1～4天放電率考慮，所以有的站蓄電池配得很大。

2.1.4 調度通信中心機房

調度通信中心機房是指省調、地調的通信機房，機房內設備集中，供電要求高，設備包括程控交換機(行政、調度)、微波及光纖設備、PCM 終端、數據網絡設備(IP、ATM 等)、會議電視／電話系統、同步時鐘系統、調度錄音系統、載波終端機、其他通信終端及通信應用系統等。通常調度通信中心機房條件較好，有兩路可靠的交流電源，大部分設備采用DC-48V供電。直流配電屏可能有多個，以滿足不同區域通信設備的配電需要。以上是電力通信網中通信電源的幾種典型配置。有的通信機房還配置了U P S電源系統，提供網管系統、調度錄音系統等以計算機為主的設備交流供電。有的利用DC-48V蓄電池加DC／AC逆變器，為計算機系統提供220VAC電源。

2．2 電力通信電源的特點

2.2.1 高頻開關電源的特點

高頻開關電源具有體積小、重量輕、效率高、輸出紋波低、動態響應快、控制精度高、模塊可疊加輸出、N+1冗余、便于擴容、遠程監控等特點；電源系統智能化、高頻化，大大減小日常維護的工作量，更好的發揮通信電源維護的工作效率；模塊化結構設計。它的任意一整流模塊相當于一臺相控電源設備，即它的任意一整流模塊均可獨立工作。多個獨立的模塊單元并聯工作，采用均流技術，所有模塊共同分擔負載電流，一旦其中某個模塊失效，其他模塊再平均分擔負載電流。這樣，不僅提高了功率容量，在器件容量有限的情況下滿足了大電流輸出的要求，而且通過增加相對整個系統來說功率很小的冗余電源模塊，極大地提高了系統可靠性。萬一出現單模塊故障，也不會影響系統的正常工作，而且為修復提供了充分的時間；可實時監測蓄電池的端電壓，充、放電電流，自動控制均、浮充狀態；具有電池溫度補償功能。

2.2.2 VRLA蓄電池的特點

閥控式密封鉛酸蓄電池(VRLA，valve regulate lead acid)是一種新型直流儲能電源，它以堅固、耐用、能量高、體積小，對環境無污染，使用安全方便等優點，被廣泛應用于各專網通信領域中，起到保障專網通信網絡安全運行的重要作用，代替了原先專網通信等領域的開放式鉛酸蓄電池。由于采用了陰極吸收式密封原理，蓄電池充電后期，在正極板上產生的氧氣通過隔極擴散到負極，在負極上與鉛反應吸收，形成了一個密閉反應氧復合循環，并且采用了吸附式隔板和貧液式設計，因此VRLA蓄電池具有密封不溢酸、不滲酸、自身放電小、防爆安全等特點，在維護中不需補水，不需調比重，給通信人員維護帶來了極大便利，且在一般情況下氫氧復合較好，不會產生氫氣。

3 電力通信電源方面存在的問題

3.1 通信電源在系統設計、設備配置和工程建設方面存在先天不足

電力通信電源在設計中只考慮了一般的可靠性要求，并沒有進行應急方面的詳細設計。比如很多通信站只有一路交流供電，又無其他備用電源方式，在出現交流電源故障停電較長時間后，蓄電池不能維持通信設備的正常供電，又沒有應急電源方案，通信電路會長時間中斷。

在工程建設中也未嚴格按規范進行。如設備及蓄電池安裝擺放、所使用的材料(如各種電源電纜、空氣開關、熔斷器等)、電纜接頭處理、電源電纜布線等方面也存在不規范的問題，在投入使用后，可能引起電源故障，甚至造成火災等其他事故。

3.2 機房環境條件不能滿足可靠運行要求

除防雷接地外，機房環境也十分重要。電力通信站主設備機房考慮得相對好一些，一般配置空調設備(大多數是民用空調)。而電源室則較少考慮配置空調，相應的機房“三防”工作也較主機房差，工作環境不能滿足通信電源設備長期可靠工作的要求。

3.3 沒有完善的電力通信電源系統運行管理及設計技術規程、規范

由于沒有專門針對電力通信電源系統設計、建設及運行維護管理制定完善的規程和規范，所以在通信電源設計、工程建設、及運行維護管理等方面無章可循，造成這些環節工作的不規范和隨意性，給整個電力通信網的安全可靠運行帶來巨大影響。

3.4 通信電源運行維護管理薄弱

通信電源運行維護管理則基本上都沒有設置專門崗位，其次是缺乏有效的技術管理，缺乏對通信電源運行維護特點的研究，沒有相應的通信電源系統運行維護方法，不能按照通信電源系統中各種設備的運行維護特點進行有計劃的、科學的維護管理。據統計分析，在電源設備的事故中，蓄電池事故占70%，高壓切換事故占20% ，高頻開關電源事故占10%(主要是強排風、灰塵侵入設備、雷電過電壓)。可見，按通信電源設備的技術特點，進行科學的運行維護管理，有針對性地進行重點維護，是可以有效減少通信電源故障或事故發生率的。

5 解決措施

4.1 技術方面

4.1.1 嚴格按相關規程及設計技術規范進行通信電源系統的設計審查，不能因投資等原因降低技術要求。

4.1.2 盡快建立其可靠使用的通信機房環境及通信電源監控系統，及時掌握通信電源系統的運行情況，以便及時檢修維護，保證正常運行。同時通過長期的數據測試統計分析，掌握通信電源系統性能變化，特別是蓄電池的(內阻、容量、溫度等參數)性能變化，提前制定通信電源改造維修計劃，保證通信電源系統始終處于較好的運行狀態。

4.1.3 切實改善通信機房環境和通信電源機房環境。現在的通信設備、電源設備由于集成度高，散熱大多采用風扇強制方式，因此對工作環境溫度、濕度和潔凈度都有較高的要求，實際運行中我們發現因溫度高，灰塵重造成的通信設備損壞和電源故障占很大比例。因此在作好機房“三防”的基礎上，對省調、地調通信中心及通信樞紐站機房，應配置專用機房空調，電源室也應配置工業級空調設備。

4.2 管理方面

4.2.1 隨著電力體制和電力通信體制改革，應在各級通信運行維護管理部門設立通信電源、空調專業管理崗位，選擇責任心強、熱愛通信電源專業并具有一定專業技術及管理能力的技術人員上崗，負責通信電源和空調專業的運行維護管理。

4.2.2 信產部已經頒布實施了《通信用閥控式鉛酸密封蓄電池》、《通信用高頻開關整流器》、 通信用不間斷電源<9700 UPS>》《通信局(站)電源系統總體技術要求》4個通信行業標準，及《通信電源設備安裝設計規范》、《通信電源維護規程》等文件。國家電網公司電力通信有關主管部門應盡快主持編寫電力通信電源相關的設計、建設及運行維護管理規程和技術規范等電力行業標準，指導整個電力通信電源的工程設計、建設、運行維護管理各環節，同時對電源設備制造廠商提出技術要求，對進入電力系統的通信電源產品進行技術檢測。

4.2.3 重視利用通信站機房環境及電源系統監控系統等技術手段，提高對通信電源、空調的全面管理水平，做到通信電源、空調不帶病運行，有根據地提出大修、改造計劃，并按要求實施。通信電源各方面的工作，只要得到高度重視，特別是主管部門和領導的高度重視，從技術和管理兩方面切實規范地做好工作，會對電力通信網的安全可靠運行起到非常重要的作用。

5 結束語

電力通信電源的現狀應引起各級領導和通信人員的高度重視。一方面，部分通信站通信電源、蓄電池設備陳舊，跟不上時代發展，對蓄電池不能及時管理維護到位；另一方面，通信人員技術水平亟待進一步進行整合提高，對高頻開關電源、VR LA蓄電池的使用和管理應成為通信人員工作的重中之重。只有各級人員在思想上對通信電源的管理和維護予以足夠重視，積極創造良好的設備運行環境，制定切實可行的專業管理制度，采用具有先進技術的電源設備及維護測試設備，做到操作維護規范化、現代化，才能保證通信電源系統的安全生產運行，確保電力通信可靠暢通。

[1]李躍新，黃勇達．電力通信電源蓄電池系統遠程維護技術與應用[J]．通信電源技術.2 0 0 9，2 6（3）：5 5～5 7

[2]林福興. 淺談電力通信直流電源及其維護[J]. 企業技術開發. 2009（10）：116～117

[3]莊 昕，王銳，趙玉濱． 電力通信設備電源新技術及其應用[J]．黑龍江電力，2010，32(2)：157～160

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.088