青銅峽水電站通信電源管理與維護

孫 政

（黃河電力檢修工程有限公司寧電檢修分公司，寧夏 青銅峽751601）

通信電源是電力通信網的關鍵基礎設備，其維護工作是通信網維護的重要組成部分，是保障通信暢通的基本要素之一。從事電力通信的工作人員要重視通信電源的定期管理與維護工作，使其具備良好的運行環境和運行狀態，保障電源設備穩定、可靠地運行和優質供電，確保為電力生產、管理和運營等提供優質的服務。

1 電力通信電源的組成

電力通信電源系統包括五個基本組成部分，分別是交流配電單元、直流配電單元、整流模塊、監控單元、閥控式蓄電池組。

1.1 交流配電單元的主要功能

（1）測量雙路三相交流電壓有效值，測量在線工作回路的交流電流有效值；

（2）檢測2個交流接觸器工作狀態（即檢測主備用交流電源工作狀態）；

（3）根據檢測到的雙路交流電壓進行2路交流輸入的自動切換，第一路交流為主供電回路，第二路交流為備用供電回路；

（4）對檢測到的交流電壓進行判斷，給出告警信息；

（5）通過RS485總線接收監控單元發來的告警上下限，并向監控單元發送交流電壓、電流數據；

（6）交流電經過配電單元分配后，一部分提供給整流模塊，一部分配給用戶使用。

1.2 直流配電單元的主要功能

直流配電是直流供電系統的樞紐，它將整流模塊輸出的直流和蓄電池組輸出直流匯接至直流輸出母線，再分接給各種容量的負載供電支路，串入相應熔斷器或負荷開關后向負載供電。

1.2.1 測量功能

測量系統輸出總電壓，系統總電流；各負載回路用電電流；整流器輸出電壓、電流；各蓄電池組充（放）電電壓、電流等；并能將測量所得到的值送到監控單元顯示。

1.2.2 告警功能

提供系統輸出電壓過高、過低告警；整流器輸出電壓過高、過低告警；蓄電池組充（放）電電壓過高、過低告警；負載回路熔斷器熔斷告警等。

1.2.3 保護功能

在整流器的輸出線路上，各蓄電池組的輸出線路上，以及各負載輸出回路上都接有相應的熔斷器短路保護。此外，各蓄電池組線路上還接有低壓脫離保護裝置等。

1.3 整流模塊的功能

整流模塊的主要作用是將三相交流電整定成額定電壓的直流電，向各種直流負載供電，是系統中最基本的組成部件。

整流模塊與蓄電池并聯后對通信設備供電。在交流電正常情況下，整流器一方面給通信設備供電，一方面又給蓄電池補充充電，以補充蓄電池因自放電而失去的電量。在并聯浮充工作狀態下，蓄電池還能起一定的濾波作用。當交流中斷時，蓄電池單獨給通信設備供電，放出的電量在整流模塊恢復工作后通過自動轉為均充來補足。

1.4 監控單元的功能

監控單元的作用是監控系統輸入輸出，整流模塊運行狀態、電池及環境溫度、充放電控制與異常狀況的告警與指示，實現了系統的自動測試、自動診斷、自動控制，又可實現系統的遙信、遙測和遙控。其主要功能如下：

（1）運行信息：檢測系統電池狀態、故障狀態、交流供電狀態、模塊狀態；

（2）參數設置：交流參數、電池參數、系統參數、節能參數；

（3）控制輸出：系統控制、分路控制、模塊控制、干節點控制；

（4）告警記錄：控制運行狀態中發生的故障告警記錄；

（5）通過通信接口RS232與監控中心連接，實施遙測、遙信、遙控；

（6）通過干節點告警輸出接口，將系統故障輸出；（7）當前告警顯示系統當前故障狀態。

1.5 閥控式蓄電池的功能

閥控式蓄電池是通信電源系統的重要組成部分，基本任務是保證交流電源停電后，向通信設備提供不間斷、供電質量符合標準的直流電源。蓄電池的管理功能分為如下兩部分。

1.5.1 蓄電池充電管理功能

監控單元可對電池自動維護，有關電池的均充電壓、浮充電壓、充電限流值等參數可根據電池性能通過控制器或遙控系統連續設置。在啟動、均充過程中系統電壓逐步增加，對電池和電網均無沖擊。

1.5.2 蓄電池保護功能

當交流輸入斷電時，由蓄電池供電，當蓄電池電壓下降到一定程度時（可由用戶自行設定）發出報警；當蓄電池進一步放電，蓄電池電壓低于用戶設定的一次下電電壓值時，可按用戶設定先切斷一組次要通信設備；蓄電池再進一步放電達到最終的保護電壓（二次下電電壓）時，再切斷另一組通信設備，保護蓄電池不致過放電損壞。

2 電力通信電源的特點

電力通信電源具有如下特點：

（1）開關電源具有重量輕、體積小、效率高、功率因數高、穩壓穩流精度高、輸出波紋小及諧波失真小，電磁兼容性好，節省投資。

（2）模塊結構化設計。多個獨立的模塊并聯運行，模塊采用民主均流技術，提高了系統可靠性，減少了設備日常維護工作。

（3）智能化管理能保證電源系統的最佳工作狀態，完成系統數據的收集和管理，有效地對系統進行監控、保護及告警。

（4）用計算機集中監控電源系統代替人工控制技術，集中監控系統對電源設備的運行維護和管理實現全自動。

3 電力通信電源的維護

隨著電力通信網的高速發展，對通信電源管理與維護工作的要求也越來越高，其日常維護和巡檢的重要性也日益突出。作為電力通信網核心的通信電源系統，在使用中處于在線不間斷運行狀態，根本不允許出現供電中斷，不可能通過停機大修等方式實施年度檢修。維護人員通常采用的作法是對設備定期巡檢、測試。巡檢是一種有目的、有計劃地對設備進行運行狀態、性能指標檢查和測試的方法。巡檢往往是在設備處于正常運行狀態下實施的，這使得巡檢非常容易流于走形式，因此必須明確巡檢的項目、時間、周期和要求，以達到提高工作效率和運行質量的目的。

3.1 建立與完善技術資料

通信電源系統技術資料及檔案是維護工作的“眼睛”。技術檔案資料的完整、準確是電源系統運行維護和技術管理工作成敗的關鍵一環。如果沒有詳實的技術資料，電源維護在很大程度上只是一種被動的應付。利用技術資料可以統計分析電源系統設備的運行狀況，找出存在的問題，采取改進措施，提高設備運行質量，保證系統穩定可靠。因此，通信維護人員應重視電源系統技術資料的建立與管理工作，認真積累和保管技術資料及檔案，盡可能建立完善的原始資料和設備運行資料，這些資料應包括下列內容：

3.1.1 原始資料

（1）交流、直流系統供電系統圖；

（2）交流、直流負載配電圖；

（3）交流、直流負載分配表，標明電纜型號規格、受電設備、投運時間；

（4）接地系統圖；

（5）技術臺賬；

（6）廠家提供的設備技術說明、圖紙、操作維護手冊等相關資料；

（7）竣工驗收資料。

3.1.2 設備運行資料

（1）設備檢修記錄；

（2）設備運行記錄；

（3）蓄電池測試記錄；

（4）避雷設施檢查記錄；

（5）接地電阻測試記錄；

（6）交流輸入自動轉換裝置試驗記錄；

（7）備品備件投入電源系統測試記錄；

（8）相關規范規程，規章制度。

3.2 高頻開關電源的維護

整流模塊在正常運行情況下，主要維護工作是防塵和定期除塵。接觸不良和設備內部不清潔造成的故障占多數，而真正由于設備元器件質量問題出現的故障并不多見。由于整流模塊體積較小，元件密度大，需要有良好的散熱，如果散熱不好，容易造成整流模塊發生故障，嚴重時甚至燒毀風扇和模塊?；覊m積累較多和風扇轉速下降都將影響通風散熱，每次巡檢都要認真檢查風扇是否運轉正常，清掃整流模塊濾網，間隔半年對每個模塊內部做徹底清潔，保證模塊內部清潔及插接件接觸良好，防范高頻開關電源因環境潔凈度而造成的故障隱患。

定期做雙路交流輸入自動轉換裝置輪換試驗，檢查自動切換功能是否正常。檢查方法：斷開Ⅰ路（主用）交流供電控制開關，Ⅱ路（備用）交流電源應自動投入；接通Ⅰ路交流供電控制開關，Ⅰ路交流電源應自動投入，Ⅱ路交流電源應自動斷開。

定期檢查并重新緊固線纜連接及各種器件。外觀檢查電源電纜有無局部過熱和老化現象，各種斷路器、熔斷器、接觸器、插接件接線端子等部位接線螺絲應無氧化、無松動、連接牢固可靠。

定期檢查監控單元設置的均充電壓、浮充電壓、充電限流值等參數是否符合要求；檢查通訊功能、告警功能、管理功能等是否正常。

定期測量雙路交流輸入電源的N線對地電壓值，以判斷是否有N線接地、斷開故障，及時排除交流電源事故隱患。

高頻開關電源不僅智能化程度高，而且模塊化、熱插拔式結構都便于更換和檢修。利用這一特點定期對投入備用整流模塊在線進行周期測試，以保障工作模塊發生故障時備用整流模塊能可靠的投入電源系統中。

3.3 蓄電池的維護

蓄電池是電源系統的最后屏障，如果此屏障失效，將會造成通信中斷的嚴重后果。所以，蓄電池的維護應以不發生事故為根本，要求維護人員在事故前發現問題，迅速準確地排除故障，避免事故的發生，從而保障通信設備擁有不間斷電源。因此，蓄電池的維護是電源系統維護工作的重中之重。

3.3.1 蓄電池的日常維護

（1）要減少環境溫度對蓄電池壽命的影響，控制好蓄電池室的溫度使其保持在20℃～25℃以內。平時應注意浮充電壓的溫度補償，不合理的溫度補償會影響蓄電池的使用壽命。用戶可根據電池廠家提供的參數，選擇使用電池溫度補償功能，選擇此功能后系統監測電池溫度，自動調整電池充電電壓，使電池工作在最佳狀態。

（2）嚴格按照蓄電池維護規程要求，做好日、月、季和年檢項目及維護工作。蓄電池需經常檢查的項目包括：清潔電池間連接件上累積的塵埃；檢查電池的外殼有無破損、滲漏與變形；檢查極柱安全閥周圍是否有酸液逸出；檢查電池間連接處螺栓螺母有無松動腐蝕現象；每日測量室內溫度；每月測量蓄電池組正負極端電壓、測量蓄電池組浮充總電壓、測量蓄電池組每個電池單體端電壓；并作好檢查與維護的詳細記錄。

（3）保持蓄電池外表及工作環境的清潔、干燥狀態；蓄電池的清掃應采取避免產生靜電的措施；用濕布清掃蓄電池；禁止使用香蕉水、汽油、酒精等有機溶劑接觸蓄電池。

3.3.2 蓄電池的定期維護

蓄電池長期處于浮充狀態，會出現活性物質脫落、極板硫酸化、電解液固化等現象，使其內阻增大，容量下降。蓄電池每年應以實際負荷電流做一次核對性放電試驗，放出額定容量的30%～40%；每三年做一次容量試驗（放電深度為100%），使用六年后每年一次。這是為了掌握蓄電池運行狀態，同時對蓄電池本身也是有益的。

（1）核對性放電試驗

每年應以實際負荷電流做一次核對性放電試驗，這樣既能評估電池的容量，又起到活化蓄電池的作用。試驗方法：斷開交流電帶負載放電，放出電池額定容量的30%～40%，此時2 V電池單只端壓應大于1.95 V，否則對蓄電池進行強制均充24 h～48 h，再轉浮充觀察1～2個月，然后以實際負載放電，同時計算實際放出容量（放出容量＝平均負載電流×放電時間），如果蓄電池總電壓在放出其額定容量80%之前已經降到43.2 V，則認為此組蓄電池不合格。

（2）容量放電試驗

電池容量準確測量的唯一方法是進行深度恒流放電試驗。用這種方法對包括蓄電池在內的整個備用電源系統進行全面地檢查，可以準確地找出落后電池，并通過充放電循環，有效地恢復落后蓄電池的容量。我國采用的蓄電池額定容量是10小時率標稱值，即在環境溫度為25℃、蓄電池以I10即10 h放電率放電、在放電終止電壓為1.80 V/只時蓄電池放出的容量為其額定容量。電池容量的放電試驗方式一般采用離線式容量測試。具體的測試步驟如下：

（1）斷開準備進行容量測試的蓄電池組，使之與電源系統脫離。

（2）測量蓄電池組端電壓、蓄電池單體電壓和環境溫度。

（3）正確連接蓄電池組與放電測試儀，啟動容量測試軟件，進行參數設置。將終止電壓和單體電壓分別設定為43.2 V和1.80 V，放電時長設定為10 h，放出容量為100%。

（4）通過放電測試儀檢查蓄電池組與負載連接好后，選擇“開始放電”功能鍵，讓蓄電池開始放電，記錄放電開始時間。放電時盡量控制放電電流保持平穩。

（5）使用放電測試儀進行測量時，測試儀能夠自動記錄放電時間、放電電流和電池電壓等參數。

（6）通過多次測量，找出電壓最低的兩只電池作為標示電池。標示電池應作為重點觀察對象。

（7）放電接近末期時要隨時測量電池組的總電壓和單體電壓，特別是標示電池的端電壓。一旦有電池端電壓達到放電終止電壓，測試儀自動切斷電源，測試結束。

（8）調整直流系統輸出電壓，使直流系統與蓄電池組電壓偏差在1 V以內，將該組電池重新接入直流系統。

（9）根據電池使用說明書，正確設置開關電源參數，對電池組進行均充。待電池充電完成后再進行第二組電池容量的測試。

（10）根據放電測試儀測試數據進行電池容量的核算。

4 防雷接地的維護

接地系統是通信電源系統的重要組成部分，它不僅直接影響通信的質量和電源系統的正常運行，還起到保護人身安全和設備安全的作用。

在通信電源系統中，信息產業部的相關規范中規定，通信設備的工作接地、保護接地、建筑物的防雷接地應共用一組接地體，即采用聯合接地的方式。為了防止雷電產生的過電壓過電流損壞電源設備，在通信電源系統中，設有防雷接地裝置，其接地阻值≤5Ω，在土壤電阻率低的地方，接地阻值應≤1Ω。

為了保證接地電阻值符合規范要求，接地系統及接地電阻的檢查和測試工作就非常必要。檢查接地網引出點焊接是否良好，有無銹蝕，接地排上接地線纜是否連接牢固可靠；定期對機房所有設備金屬外殼和其他金屬構件接地電阻進行測試，接地電阻達不到要求時，應采取增加接地體根數或加入降阻劑等方法達到測試要求。

在每年雷雨季節來臨之前，維護人員都應檢查防雷器件是否良好，保證防雷器與防雷地線連接可靠。開關電源內部配置避雷器，避雷器有故障指示窗口，指示窗口綠色表示正常，任一變紅色表示故障。當避雷器發生故障時，維護人員應及時更換，確保發生雷擊時能夠發揮其防雷作用。更換避雷器無需停電，直接插拔即可。

5 結束語

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，維護人員在日常管理維護工作中要做到周到、細致和規范，只有不斷總結設備的運行維護經驗，提高技術水平，才能保證設備保持良好的運行狀況，減少故障的發生，以便延長使用年限和降低維護成本。雖然通信電源自動化程度高，可靠性也不斷提高，維護簡便，但是維護人員不能忽視本應進行的例行檢查、測試工作，“預防為主”在任何時候都是設備安全運行的重要保障。

［1］ 電力系統用蓄電池直流電源裝置運行與維護技術規程［S］.DL/T724—2000.北京：中國電力出版社.2000.

［2］ 吳小鳳.通信蓄電池的實際使用與維護［J］.通信電源技術，2009，26（4）：60－62.

［3］ 李正家.通信電源技術手冊［M］.北京：中國人民郵電出版社，2009.

［4］ DUM－48/30H 智能開關電源系統說明書［Z］.北京：北京動力源科技股份有限公司，2010.