電力通信電源不斷電更換方案的應用研究

陳少波， 宋 艷， 應斌杰， 林 智

（國網浙江省電力有限公司麗水供電公司， 浙江 麗水 323000）

引言

隨著電網自動化控制、智能化運營和現(xiàn)代化管理服務水平的不斷提升，電力通信網的安全穩(wěn)定運行要求愈加凸顯。通信電源系統(tǒng)是支撐電力通信網平穩(wěn)運行的重要因素，安全可靠的通信電源系統(tǒng)是電力通信網穩(wěn)定運行的重要保障[1]。構建安全可靠的通信電源系統(tǒng)，需定期開展電源維護，及時發(fā)現(xiàn)并消除電源系統(tǒng)的安全隱患，降低或避免通信電源系統(tǒng)故障的發(fā)生[2]。隨著電力通信系統(tǒng)的發(fā)展，難以避免地會出現(xiàn)通信電源因整流容量小、運行年限長、走線不合理等問題而進行更換。傳統(tǒng)的停電更換方式會造成站點通信設備下電，影響電力通信系統(tǒng)正常運行。為解決傳統(tǒng)更換方式存在的缺陷，本文進行電力系統(tǒng)通信電源不斷電更換方案的應用研究，并在500 kV萬象變的通信電源更換中進行成功應用。

1 現(xiàn)狀及問題

1.1 電力通信電源系統(tǒng)結構組成

電力通信電源系統(tǒng)是為電力站點通信機房內設備提供交直流電源的供電系統(tǒng)。供電系統(tǒng)一般由高頻開關整流屏、直流配電屏、蓄電池組等設備及供電母線所組成。500 kV萬象變電力通信電源系統(tǒng)結構如圖1所示。

圖1 萬象變電力通信電源系統(tǒng)結構圖

兩路交流電（市電Ⅰ與市電Ⅱ）分別給高頻開關整流屏Ⅰ與高頻開關整流屏Ⅱ供電，高頻開關整流屏內的整流模塊可將輸入的交流電轉換為-48 V直流電，其輸出端與整流柜內的正、負母排相連，然后通過并機銅排與-48 V直流配電屏的正、負母排互連，輸入到直流配電屏的直流電通過熔斷器供給負載（通信設備）。同時，蓄電池組通過熔斷器接入直流配電屏，正常情況下，蓄電池處于并聯(lián)浮充狀態(tài)，當市電斷電或整流模塊故障時，整流模塊停止工作，由蓄電池給設備供電，維持設備的正常工作。故障恢復后，整流模塊重新給設備供電，并對蓄電池進行充電，補充消耗的電量。

1.2 存在的問題

500 kV萬象變早在2008年投運，其電力通信電源運行年限過長，隨著電力通信網快速發(fā)展逐步暴露出問題：第一，電源運行不穩(wěn)定。兩套通信電源服役時長已近10 a，接近退役報廢年限，部分整流模塊時常發(fā)生故障告警。第二，電源供電容量較小。機房在設計之初通信設備負載需求較小，近年來電力通信網快速發(fā)展，導致通信電源容量已無法滿足負載需求，需進行通信電源更換升級；且通信機房內機柜全滿，無空余機柜可供替換使用。第三，承載重要業(yè)務，不能停電更換。500 kV萬象變承載著電力系統(tǒng)重要業(yè)務，采用停電方式更換通信電源將導致通信設備下單，造成巨大損失。

2 電力系統(tǒng)通信電源不斷電更換方案

2.1 總體方案設計

本方案將萬象變通信機房內現(xiàn)有的二套直流配電屏保持不變，在確保二套通信直流配電屏不中斷供電的情況下，將二套通信電源整流屏以及二組通信蓄電池組分別在原位用新的整流屏和蓄電池組進行更換[3]。

2.2 具體操作步驟

2.2.1 更換第一組通信電源

將高頻開關整流屏Ⅱ與蓄電池組Ⅱ分別更換為新的高頻開關整流屏Ⅲ與蓄電池組Ⅲ，具體步驟如下:

1）分別在高頻開關整流屏Ⅱ與蓄電池組Ⅱ邊上放置新的高頻開關整流屏Ⅲ與蓄電池組Ⅲ，作為割接舊整流屏II與舊蓄電池組Ⅱ時直流分配屏II的電源供給。將新蓄電池組III與新整流屏III相連，由通信機房動力箱為新整流屏III交流供電，并對新安裝蓄電池組III進行24 h浮充補充電，確保新安裝蓄電池組全容量工作。組成一套新電源用于整流屏II的備用電源，如圖2所示。

圖2 整流屏Ⅱ備用電源構成圖

2）將新整流屏III的負載輸出端子用電纜線連接至直流分配屏II的母排如圖3所示，調試整流屏III的負載輸出電壓等于分配屏II直流輸入電壓后合上新的整流屏III的負載輸出保險絲，實現(xiàn)原直流分配屏II由原整流屏II、新整流屏III同時供電。

圖3 直流分配屏II與新整流屏III連接圖

3）依次關閉原整流屏II的整流模塊，通過新整流屏III負載電流變化情況確認帶載成功后，斷開原整流屏II的交流電輸入以及與蓄電池組的連接，拆除相應的連接電纜、原整流屏Ⅱ和原蓄電池組Ⅱ。

4）在原整流屏Ⅱ和原蓄電池組Ⅱ處分別安裝新整流屏Ⅱ和新蓄電池組Ⅱ，將新整流屏Ⅱ先后與智能站用電屏Ⅱ、新蓄電池組Ⅱ相連。調試正常后將直流分配屏Ⅱ接入新整流屏Ⅱ，再解除新整流屏III與直流分配屏II的連接，實現(xiàn)負載從新整流屏Ⅲ轉移到新整流屏Ⅱ，并拆除臨時電源（新整流屏Ⅲ、新蓄電池組Ⅲ）以及相應的電纜線路。至此完成第一組通信電源的原位更換。

2.2.2 更換第二組通信電源

將拆下的原整流屏II與原蓄電池組Ⅱ重新組立作為割接整流屏I與蓄電池組Ⅰ時直流分配屏I的備用電源。具體步驟如下：

1）將拆下的原整流屏II與原蓄電池組Ⅱ在整流屏I與蓄電池組Ⅰ邊上組立后，敷設并連接從動力箱（智能用電屏）至原整流屏II的交流輸入電纜線，驗電無誤后供電。

2）將臨時電源（原整流屏II）的負載輸出與直流分配屏I的母排間用電纜線敷設，經過電壓調試正確后，合上負載輸出保險絲。實現(xiàn)臨時電源（原整流屏II）、原整流屏I對直流分配屏I的同時供電。

3）依次關閉原整流屏I的整流模塊，通過原整流屏I的負載電流變化確認帶載成功后，斷開原整流屏Ⅰ的交流電輸入以及與蓄電池組的連接，拆除相應的連接電纜、原整流屏Ⅰ和原蓄電池組Ⅰ。

4）在原整流屏Ⅰ和原蓄電池組Ⅰ處分別安裝新整流屏Ⅰ和新蓄電池組Ⅰ，將新整流屏Ⅰ先后與智能站用電屏Ⅰ（動力箱）、新蓄電池組Ⅰ相連。調試正常后將直流分配屏Ⅰ接入新整流屏Ⅰ，再解除臨時電源（原整流屏II）與直流分配屏Ⅰ的連接，實現(xiàn)負載從臨時電源（原整流屏II）轉移到新整流屏Ⅰ，并拆除臨時電源（原整流屏II、原蓄電池組Ⅱ）以及相應的電纜線路。

至此，兩組電力通信電源的不斷電原位更換全部完成。

3 結語

本文結合500 kV萬象變通信電源改造的實際工程案例，針對性地提出了一種電力系統(tǒng)通信電源不斷電更換方案。相比傳統(tǒng)更換方式，簡化了因電源更換造成的業(yè)務倒換流程，縮短通信設備停電時長，極大挽回傳統(tǒng)方式因電源斷電造成的經濟損失。該方案在確保電力系統(tǒng)通信設備能源長期可靠供給、安全穩(wěn)定運行等方面具有重要意義。