青銅峽水電站通信電源管理與維護(hù)

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(wǎng)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)備，其維護(hù)工作是通信網(wǎng)維護(hù)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(hù)工作，使其具備良好的運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行狀態(tài)，保障電源設(shè)備穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行和優(yōu)質(zhì)供電，確保為電力生產(chǎn)、管理和運(yùn)營(yíng)等提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

1 電力通信電源的組成

電力通信電源系統(tǒng)包括五個(gè)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(jiān)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(cè)量雙路三相交流電壓有效值，測(cè)量在線工作回路的交流電流有效值；

（2）檢測(cè)2個(gè)交流接觸器工作狀態(tài)（即檢測(cè)主備用交流電源工作狀態(tài)）；

（3）根據(jù)檢測(cè)到的雙路交流電壓進(jìn)行2路交流輸入的自動(dòng)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(duì)檢測(cè)到的交流電壓進(jìn)行判斷，給出告警信息；

（5）通過(guò)RS485總線接收監(jiān)控單元發(fā)來(lái)的告警上下限，并向監(jiān)控單元發(fā)送交流電壓、電流數(shù)據(jù)；

（6）交流電經(jīng)過(guò)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(tǒng)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(fù)載供電支路，串入相應(yīng)熔斷器或負(fù)荷開(kāi)關(guān)后向負(fù)載供電。

1.2.1 測(cè)量功能

測(cè)量系統(tǒng)輸出總電壓，系統(tǒng)總電流；各負(fù)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(cè)量所得到的值送到監(jiān)控單元顯示。

1.2.2 告警功能

提供系統(tǒng)輸出電壓過(guò)高、過(guò)低告警；整流器輸出電壓過(guò)高、過(guò)低告警；蓄電池組充（放）電電壓過(guò)高、過(guò)低告警；負(fù)載回路熔斷器熔斷告警等。

1.2.3 保護(hù)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(fù)載輸出回路上都接有相應(yīng)的熔斷器短路保護(hù)。此外，各蓄電池組線路上還接有低壓脫離保護(hù)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(fù)載供電，是系統(tǒng)中最基本的組成部件。

整流模塊與蓄電池并聯(lián)后對(duì)通信設(shè)備供電。在交流電正常情況下，整流器一方面給通信設(shè)備供電，一方面又給蓄電池補(bǔ)充充電，以補(bǔ)充蓄電池因自放電而失去的電量。在并聯(lián)浮充工作狀態(tài)下，蓄電池還能起一定的濾波作用。當(dāng)交流中斷時(shí)，蓄電池單獨(dú)給通信設(shè)備供電，放出的電量在整流模塊恢復(fù)工作后通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)為均充來(lái)補(bǔ)足。

1.4 監(jiān)控單元的功能

監(jiān)控單元的作用是監(jiān)控系統(tǒng)輸入輸出，整流模塊運(yùn)行狀態(tài)、電池及環(huán)境溫度、充放電控制與異常狀況的告警與指示，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的自動(dòng)測(cè)試、自動(dòng)診斷、自動(dòng)控制，又可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遙信、遙測(cè)和遙控。其主要功能如下：

（1）運(yùn)行信息：檢測(cè)系統(tǒng)電池狀態(tài)、故障狀態(tài)、交流供電狀態(tài)、模塊狀態(tài)；

（2）參數(shù)設(shè)置：交流參數(shù)、電池參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)、節(jié)能參數(shù)；

（3）控制輸出：系統(tǒng)控制、分路控制、模塊控制、干節(jié)點(diǎn)控制；

（4）告警記錄：控制運(yùn)行狀態(tài)中發(fā)生的故障告警記錄；

（5）通過(guò)通信接口RS232與監(jiān)控中心連接，實(shí)施遙測(cè)、遙信、遙控；

（6）通過(guò)干節(jié)點(diǎn)告警輸出接口，將系統(tǒng)故障輸出；（7）當(dāng)前告警顯示系統(tǒng)當(dāng)前故障狀態(tài)。

1.5 閥控式蓄電池的功能

閥控式蓄電池是通信電源系統(tǒng)的重要組成部分，基本任務(wù)是保證交流電源停電后，向通信設(shè)備提供不間斷、供電質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)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(jiān)控單元可對(duì)電池自動(dòng)維護(hù)，有關(guān)電池的均充電壓、浮充電壓、充電限流值等參數(shù)可根據(jù)電池性能通過(guò)控制器或遙控系統(tǒng)連續(xù)設(shè)置。在啟動(dòng)、均充過(guò)程中系統(tǒng)電壓逐步增加，對(duì)電池和電網(wǎng)均無(wú)沖擊。

1.5.2 蓄電池保護(hù)功能

當(dāng)交流輸入斷電時(shí)，由蓄電池供電，當(dāng)蓄電池電壓下降到一定程度時(shí)（可由用戶自行設(shè)定）發(fā)出報(bào)警；當(dāng)蓄電池進(jìn)一步放電，蓄電池電壓低于用戶設(shè)定的一次下電電壓值時(shí)，可按用戶設(shè)定先切斷一組次要通信設(shè)備；蓄電池再進(jìn)一步放電達(dá)到最終的保護(hù)電壓（二次下電電壓）時(shí)，再切斷另一組通信設(shè)備，保護(hù)蓄電池不致過(guò)放電損壞。

2 電力通信電源的特點(diǎn)

電力通信電源具有如下特點(diǎn)：

（1）開(kāi)關(guān)電源具有重量輕、體積小、效率高、功率因數(shù)高、穩(wěn)壓穩(wěn)流精度高、輸出波紋小及諧波失真小，電磁兼容性好，節(jié)省投資。

（2）模塊結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)。多個(gè)獨(dú)立的模塊并聯(lián)運(yùn)行，模塊采用民主均流技術(shù)，提高了系統(tǒng)可靠性，減少了設(shè)備日常維護(hù)工作。

（3）智能化管理能保證電源系統(tǒng)的最佳工作狀態(tài)，完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的收集和管理，有效地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控、保護(hù)及告警。

（4）用計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控電源系統(tǒng)代替人工控制技術(shù)，集中監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)電源設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)和管理實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)。

3 電力通信電源的維護(hù)

隨著電力通信網(wǎng)的高速發(fā)展，對(duì)通信電源管理與維護(hù)工作的要求也越來(lái)越高，其日常維護(hù)和巡檢的重要性也日益突出。作為電力通信網(wǎng)核心的通信電源系統(tǒng)，在使用中處于在線不間斷運(yùn)行狀態(tài)，根本不允許出現(xiàn)供電中斷，不可能通過(guò)停機(jī)大修等方式實(shí)施年度檢修。維護(hù)人員通常采用的作法是對(duì)設(shè)備定期巡檢、測(cè)試。巡檢是一種有目的、有計(jì)劃地對(duì)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)、性能指標(biāo)檢查和測(cè)試的方法。巡檢往往是在設(shè)備處于正常運(yùn)行狀態(tài)下實(shí)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(xiàng)目、時(shí)間、周期和要求，以達(dá)到提高工作效率和運(yùn)行質(zhì)量的目的。

3.1 建立與完善技術(shù)資料

通信電源系統(tǒng)技術(shù)資料及檔案是維護(hù)工作的“眼睛”。技術(shù)檔案資料的完整、準(zhǔn)確是電源系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)和技術(shù)管理工作成敗的關(guān)鍵一環(huán)。如果沒(méi)有詳實(shí)的技術(shù)資料，電源維護(hù)在很大程度上只是一種被動(dòng)的應(yīng)付。利用技術(shù)資料可以統(tǒng)計(jì)分析電源系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀況，找出存在的問(wèn)題，采取改進(jìn)措施，提高設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。因此，通信維護(hù)人員應(yīng)重視電源系統(tǒng)技術(shù)資料的建立與管理工作，認(rèn)真積累和保管技術(shù)資料及檔案，盡可能建立完善的原始資料和設(shè)備運(yùn)行資料，這些資料應(yīng)包括下列內(nèi)容：

3.1.1 原始資料

（1）交流、直流系統(tǒng)供電系統(tǒng)圖；

（2）交流、直流負(fù)載配電圖；

（3）交流、直流負(fù)載分配表，標(biāo)明電纜型號(hào)規(guī)格、受電設(shè)備、投運(yùn)時(shí)間；

（4）接地系統(tǒng)圖；

（5）技術(shù)臺(tái)賬；

（6）廠家提供的設(shè)備技術(shù)說(shuō)明、圖紙、操作維護(hù)手冊(cè)等相關(guān)資料；

（7）竣工驗(yàn)收資料。

3.1.2 設(shè)備運(yùn)行資料

（1）設(shè)備檢修記錄；

（2）設(shè)備運(yùn)行記錄；

（3）蓄電池測(cè)試記錄；

（4）避雷設(shè)施檢查記錄；

（5）接地電阻測(cè)試記錄；

（6）交流輸入自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置試驗(yàn)記錄；

（7）備品備件投入電源系統(tǒng)測(cè)試記錄；

（8）相關(guān)規(guī)范規(guī)程，規(guī)章制度。

3.2 高頻開(kāi)關(guān)電源的維護(hù)

整流模塊在正常運(yùn)行情況下，主要維護(hù)工作是防塵和定期除塵。接觸不良和設(shè)備內(nèi)部不清潔造成的故障占多數(shù)，而真正由于設(shè)備元器件質(zhì)量問(wèn)題出現(xiàn)的故障并不多見(jiàn)。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(fā)生故障，嚴(yán)重時(shí)甚至燒毀風(fēng)扇和模塊。灰塵積累較多和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速下降都將影響通風(fēng)散熱，每次巡檢都要認(rèn)真檢查風(fēng)扇是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，清掃整流模塊濾網(wǎng)，間隔半年對(duì)每個(gè)模塊內(nèi)部做徹底清潔，保證模塊內(nèi)部清潔及插接件接觸良好，防范高頻開(kāi)關(guān)電源因環(huán)境潔凈度而造成的故障隱患。

定期做雙路交流輸入自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置輪換試驗(yàn)，檢查自動(dòng)切換功能是否正常。檢查方法：斷開(kāi)Ⅰ路（主用）交流供電控制開(kāi)關(guān)，Ⅱ路（備用）交流電源應(yīng)自動(dòng)投入；接通Ⅰ路交流供電控制開(kāi)關(guān)，Ⅰ路交流電源應(yīng)自動(dòng)投入，Ⅱ路交流電源應(yīng)自動(dòng)斷開(kāi)。

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(wú)局部過(guò)熱和老化現(xiàn)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(yīng)無(wú)氧化、無(wú)松動(dòng)、連接牢固可靠。

定期檢查監(jiān)控單元設(shè)置的均充電壓、浮充電壓、充電限流值等參數(shù)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(cè)量雙路交流輸入電源的N線對(duì)地電壓值，以判斷是否有N線接地、斷開(kāi)故障，及時(shí)排除交流電源事故隱患。

高頻開(kāi)關(guān)電源不僅智能化程度高，而且模塊化、熱插拔式結(jié)構(gòu)都便于更換和檢修。利用這一特點(diǎn)定期對(duì)投入備用整流模塊在線進(jìn)行周期測(cè)試，以保障工作模塊發(fā)生故障時(shí)備用整流模塊能可靠的投入電源系統(tǒng)中。

3.3 蓄電池的維護(hù)

蓄電池是電源系統(tǒng)的最后屏障，如果此屏障失效，將會(huì)造成通信中斷的嚴(yán)重后果。所以，蓄電池的維護(hù)應(yīng)以不發(fā)生事故為根本，要求維護(hù)人員在事故前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，迅速準(zhǔn)確地排除故障，避免事故的發(fā)生，從而保障通信設(shè)備擁有不間斷電源。因此，蓄電池的維護(hù)是電源系統(tǒng)維護(hù)工作的重中之重。

3.3.1 蓄電池的日常維護(hù)

（1）要減少環(huán)境溫度對(duì)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(nèi)。平時(shí)應(yīng)注意浮充電壓的溫度補(bǔ)償，不合理的溫度補(bǔ)償會(huì)影響蓄電池的使用壽命。用戶可根據(jù)電池廠家提供的參數(shù)，選擇使用電池溫度補(bǔ)償功能，選擇此功能后系統(tǒng)監(jiān)測(cè)電池溫度，自動(dòng)調(diào)整電池充電電壓，使電池工作在最佳狀態(tài)。

（2）嚴(yán)格按照蓄電池維護(hù)規(guī)程要求，做好日、月、季和年檢項(xiàng)目及維護(hù)工作。蓄電池需經(jīng)常檢查的項(xiàng)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(wú)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(wú)松動(dòng)腐蝕現(xiàn)象；每日測(cè)量室內(nèi)溫度；每月測(cè)量蓄電池組正負(fù)極端電壓、測(cè)量蓄電池組浮充總電壓、測(cè)量蓄電池組每個(gè)電池單體端電壓；并作好檢查與維護(hù)的詳細(xì)記錄。

（3）保持蓄電池外表及工作環(huán)境的清潔、干燥狀態(tài)；蓄電池的清掃應(yīng)采取避免產(chǎn)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(jī)溶劑接觸蓄電池。

3.3.2 蓄電池的定期維護(hù)

蓄電池長(zhǎng)期處于浮充狀態(tài)，會(huì)出現(xiàn)活性物質(zhì)脫落、極板硫酸化、電解液固化等現(xiàn)象，使其內(nèi)阻增大，容量下降。蓄電池每年應(yīng)以實(shí)際負(fù)荷電流做一次核對(duì)性放電試驗(yàn)，放出額定容量的30%～40%；每三年做一次容量試驗(yàn)（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(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)對(duì)蓄電池本身也是有益的。

（1）核對(duì)性放電試驗(yàn)

每年應(yīng)以實(shí)際負(fù)荷電流做一次核對(duì)性放電試驗(yàn)，這樣既能評(píng)估電池的容量，又起到活化蓄電池的作用。試驗(yàn)方法：斷開(kāi)交流電帶負(fù)載放電，放出電池額定容量的30%～40%，此時(shí)2 V電池單只端壓應(yīng)大于1.95 V，否則對(duì)蓄電池進(jìn)行強(qiáng)制均充24 h～48 h，再轉(zhuǎn)浮充觀察1～2個(gè)月，然后以實(shí)際負(fù)載放電，同時(shí)計(jì)算實(shí)際放出容量（放出容量＝平均負(fù)載電流×放電時(shí)間），如果蓄電池總電壓在放出其額定容量80%之前已經(jīng)降到43.2 V，則認(rèn)為此組蓄電池不合格。

（2）容量放電試驗(yàn)

電池容量準(zhǔn)確測(cè)量的唯一方法是進(jìn)行深度恒流放電試驗(yàn)。用這種方法對(duì)包括蓄電池在內(nèi)的整個(gè)備用電源系統(tǒng)進(jìn)行全面地檢查，可以準(zhǔn)確地找出落后電池，并通過(guò)充放電循環(huán)，有效地恢復(fù)落后蓄電池的容量。我國(guó)采用的蓄電池額定容量是10小時(shí)率標(biāo)稱值，即在環(huán)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(shí)蓄電池放出的容量為其額定容量。電池容量的放電試驗(yàn)方式一般采用離線式容量測(cè)試。具體的測(cè)試步驟如下：

（1）斷開(kāi)準(zhǔn)備進(jìn)行容量測(cè)試的蓄電池組，使之與電源系統(tǒng)脫離。

（2）測(cè)量蓄電池組端電壓、蓄電池單體電壓和環(huán)境溫度。

（3）正確連接蓄電池組與放電測(cè)試儀，啟動(dòng)容量測(cè)試軟件，進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。將終止電壓和單體電壓分別設(shè)定為43.2 V和1.80 V，放電時(shí)長(zhǎng)設(shè)定為10 h，放出容量為100%。

（4）通過(guò)放電測(cè)試儀檢查蓄電池組與負(fù)載連接好后，選擇“開(kāi)始放電”功能鍵，讓蓄電池開(kāi)始放電，記錄放電開(kāi)始時(shí)間。放電時(shí)盡量控制放電電流保持平穩(wěn)。

（5）使用放電測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)量時(shí)，測(cè)試儀能夠自動(dòng)記錄放電時(shí)間、放電電流和電池電壓等參數(shù)。

（6）通過(guò)多次測(cè)量，找出電壓最低的兩只電池作為標(biāo)示電池。標(biāo)示電池應(yīng)作為重點(diǎn)觀察對(duì)象。

（7）放電接近末期時(shí)要隨時(shí)測(cè)量電池組的總電壓和單體電壓，特別是標(biāo)示電池的端電壓。一旦有電池端電壓達(dá)到放電終止電壓，測(cè)試儀自動(dòng)切斷電源，測(cè)試結(jié)束。

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

（9）根據(jù)電池使用說(shuō)明書(shū)，正確設(shè)置開(kāi)關(guān)電源參數(shù)，對(duì)電池組進(jìn)行均充。待電池充電完成后再進(jìn)行第二組電池容量的測(cè)試。

（10）根據(jù)放電測(cè)試儀測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行電池容量的核算。

4 防雷接地的維護(hù)

接地系統(tǒng)是通信電源系統(tǒng)的重要組成部分，它不僅直接影響通信的質(zhì)量和電源系統(tǒng)的正常運(yùn)行，還起到保護(hù)人身安全和設(shè)備安全的作用。

在通信電源系統(tǒng)中，信息產(chǎn)業(yè)部的相關(guān)規(guī)范中規(guī)定，通信設(shè)備的工作接地、保護(hù)接地、建筑物的防雷接地應(yīng)共用一組接地體，即采用聯(lián)合接地的方式。為了防止雷電產(chǎn)生的過(guò)電壓過(guò)電流損壞電源設(shè)備，在通信電源系統(tǒng)中，設(shè)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(yīng)≤1Ω。

為了保證接地電阻值符合規(guī)范要求，接地系統(tǒng)及接地電阻的檢查和測(cè)試工作就非常必要。檢查接地網(wǎng)引出點(diǎn)焊接是否良好，有無(wú)銹蝕，接地排上接地線纜是否連接牢固可靠；定期對(duì)機(jī)房所有設(shè)備金屬外殼和其他金屬構(gòu)件接地電阻進(jìn)行測(cè)試，接地電阻達(dá)不到要求時(shí)，應(yīng)采取增加接地體根數(shù)或加入降阻劑等方法達(dá)到測(cè)試要求。

在每年雷雨季節(jié)來(lái)臨之前，維護(hù)人員都應(yīng)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(kāi)關(guān)電源內(nèi)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(dāng)避雷器發(fā)生故障時(shí)，維護(hù)人員應(yīng)及時(shí)更換，確保發(fā)生雷擊時(shí)能夠發(fā)揮其防雷作用。更換避雷器無(wú)需停電，直接插拔即可。

5 結(jié)束語(yǔ)

通信電源系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到通信網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量和電網(wǎng)的安全，維護(hù)人員在日常管理維護(hù)工作中要做到周到、細(xì)致和規(guī)范，只有不斷總結(jié)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，提高技術(shù)水平，才能保證設(shè)備保持良好的運(yùn)行狀況，減少故障的發(fā)生，以便延長(zhǎng)使用年限和降低維護(hù)成本。雖然通信電源自動(dòng)化程度高，可靠性也不斷提高，維護(hù)簡(jiǎn)便，但是維護(hù)人員不能忽視本應(yīng)進(jìn)行的例行檢查、測(cè)試工作，“預(yù)防為主”在任何時(shí)候都是設(shè)備安全運(yùn)行的重要保障。

［1］ 電力系統(tǒng)用蓄電池直流電源裝置運(yùn)行與維護(hù)技術(shù)規(guī)程［S］.DL/T724—2000.北京：中國(guó)電力出版社.2000.

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

［3］ 李正家.通信電源技術(shù)手冊(cè)［M］.北京：中國(guó)人民郵電出版社，2009.

［4］ DUM－48/30H 智能開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)說(shuō)明書(shū)［Z］.北京：北京動(dòng)力源科技股份有限公司，2010.