電力通信電源系統(tǒng)配置與維護

詹宏飛

（中國電建集團河南省電力勘測設(shè)計院有限公司，河南 鄭州 450000）

0 引 言

在通信系統(tǒng)運行過程中，停電是比較常見和嚴重的問題。如果通信系統(tǒng)停電，在短時間內(nèi)沒有提供及時有效的解決方案，那么不僅會導致通信系統(tǒng)不能正常運行，而且還可能引發(fā)安全事件，導致無法彌補的損害[1]。因此，為保證通信系統(tǒng)電源的安全可靠運行，有必要分析通信系統(tǒng)的電源配置，探討通信系統(tǒng)電源故障的類型和原因，采取有效的維護措施，更好地利用通信系統(tǒng)電源的性能，提高通信系統(tǒng)的運行效率。

1 電力通信電源系統(tǒng)重要性

隨著電力設(shè)備技術(shù)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)階段對電力通信系統(tǒng)提出了更高的性能要求，同時電力通信電源系統(tǒng)作為基礎(chǔ)設(shè)備，其安全性和穩(wěn)定性也是近些年關(guān)注的重點。5G通信、融合通信以及無線通信等技術(shù)的不斷更新與發(fā)展，使得電力傳輸設(shè)備、電力電源、電力調(diào)度設(shè)備，到后續(xù)的OA系統(tǒng)、通信管理系統(tǒng)以及電力調(diào)度系統(tǒng)等所承擔的業(yè)務壓力越來越大。而電力通信電源系統(tǒng)運行作為中間紐帶，它運行的穩(wěn)定性及可靠性直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的質(zhì)量，其重要性越來越凸顯[2]。

2 電力系統(tǒng)通信電源配置組成結(jié)構(gòu)

電力系統(tǒng)通信電源配置組成示意如圖1所示。

2.1 交流配電裝置

正常情況下，電力通信交流配電裝置會有兩個交流電輸入，其中還包括避雷裝置與交流開關(guān)裝置。在對開關(guān)器件進行處理之后，其輸入交流端分別連接到電力設(shè)備的輸出端和讀寫模塊的輸入端。在實際的交流電接入工作中，工作人員需要考慮通信電源設(shè)備及相應穩(wěn)壓器的最大容量要求，以滿足不同設(shè)備的工作電壓要求[3]。此外，交流配電裝置中具有良好的輸入電切換功能，以滿足設(shè)備檢查及日常維護的需要，保證供電功能正常。

2.2 整流裝置

電力通信設(shè)備的供電要求通常為直流-48 V，整流裝置是整個電力通信電源系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，也是重要裝置。整流單元實現(xiàn)了交流電的變化，電力系統(tǒng)通信設(shè)備以并聯(lián)電共享為支撐，此外為通信電源的監(jiān)控模塊供電，為電池充電。當前，在電力系統(tǒng)通信電源高頻開關(guān)的設(shè)計中，整流器是按模塊化配置來選擇的，其整流器的電氣指標和性能關(guān)系到整個通信電源系統(tǒng)的運行[4]。

2.3 直流配電裝置

該裝置主要是完成直流電壓的分配，直接關(guān)系到通信設(shè)備的配電能力。直流配電單元與電氣單元相連，其直流電壓輸入一方面用于其他直流電源單元和設(shè)備等，另一方面可為通信電池組充電，以確保電池組的正確使用[5]。由于直流電流的使用沒有零點，很容易爆炸和著火，因此需要使用具有大電流和低電壓特點的專用直流斷路器。

2.4 蓄電池組裝置

蓄電池組一般作為備用電源，在停電或斷電時作為應急使用。在安裝蓄電池裝置時，需考慮電池容量和電源模式，一般配置兩組電池，以保障供電可靠性。電池組需滿足電力設(shè)備10 h的用電需求，中繼站需滿足18 h的用電需求。

2.5 監(jiān)控裝置

目前，隨著電力系統(tǒng)范圍不斷增加，電力通信系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)也逐漸完善，許多的輸配電裝置已實現(xiàn)了無人值守。在通信監(jiān)控系統(tǒng)運行中，監(jiān)控單元可以對相關(guān)的設(shè)備進行24 h的監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)情況會自動報警，并接入監(jiān)控中心，實現(xiàn)通信監(jiān)控一體化[6]。

3 電力系統(tǒng)通信電源的管理與維護分析

電力通信系統(tǒng)通信電源由不同的裝置構(gòu)成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，一些關(guān)鍵部件的管理及維護尤為重要，在日常工作中需格外注意。

3.1 通信電源高頻開關(guān)電源維護分析

在高頻開關(guān)電源維護工作中，主要有以下4個方面。一是設(shè)備的運行環(huán)境要保證在合理的范圍內(nèi)，防止空氣潮濕造成開關(guān)短路，二是要檢查仔細電源設(shè)備的各個連接處，確保連接安全，避免斷開，三是定期檢測輸入輸出電壓，四是檢查各裝置的運行情況，確保各裝置數(shù)據(jù)和監(jiān)測指令正常運行。

3.2 蓄電池維護要點

日常維護時需要檢查蓄電池的性能狀態(tài)，對檢修中和新安裝的電池組進行放電試驗，確定蓄電池使用情況，除了日常期間的充放電試驗外，還需要每月對蓄電池進行檢查[7]。巡查主要包括5個方面，一是記錄每次電壓值并與歷史數(shù)據(jù)進行比較，二是檢查蓄電池的外觀有無損壞，電池液是否有泄漏，三是檢查蓄電池有無腐蝕情況，四是確保蓄電池外觀清潔，周邊無異物，五是確保蓄電池溫度和濕度及周邊環(huán)境安全。

3.3 加強智能電源系統(tǒng)的設(shè)計和建設(shè)

在設(shè)計和建設(shè)初期，要根據(jù)交流電源和直流負荷等實際情況，選擇合理的運行方式、容量和設(shè)備配置，同時加強智能電源系統(tǒng)的應用，根據(jù)建設(shè)需求選擇適合的智能電源系統(tǒng)。基本有4種智能設(shè)備的選型，其比較如表1所示。

表1 電源智能設(shè)備選型比較

3.4 注意機房通信電源運行環(huán)境

通信電源設(shè)備的運行環(huán)境，對其安全運行至關(guān)重要，因此需要做好有效的維護工作。注意電力通信電源系統(tǒng)機房的運行環(huán)境，要注意設(shè)備散熱環(huán)境，使電源保持穩(wěn)定的濕度，同時加強機房設(shè)備的除塵工作，機房應保持清潔無塵，防止暴露在陽光和潮濕的環(huán)境中，確保通風順暢。

3.5 務實系統(tǒng)運維管理

一是建立通信電源系統(tǒng)管理責任制，詳細劃分管理區(qū)域，實行區(qū)域責任制，以增加管理人員的責任心。二是加強通信電源管理維護服務人員進行培訓，定期考核，定期進行技能培訓，對于培訓不積極的工作人員批評教育，讓其認識到自身的問題，及時改正。三是建立停電應急管理機制，對設(shè)備發(fā)生故障、交流接觸器故障以及熔斷器故障等常見停電采取有效的應急機制，并做好應急演練工作。四是做好用電監(jiān)測管理，使操作人員及時了解監(jiān)控電源運行狀態(tài)通過供電狀態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)供電運行中的隱患[8]。

4 注意運維的重要問題

4.1 注意現(xiàn)場檢查

現(xiàn)階段，雖然各類電力通信站基本實現(xiàn)了遠程監(jiān)控，但現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)通信電源運行隱患是最有效途徑，做好預防檢查比發(fā)生故障強很多。進行電源設(shè)備的檢查應有固定期限，檢查工作內(nèi)容主要有電源系統(tǒng)的電流、電壓、設(shè)備環(huán)境、直流波動及蓄電池的充電電壓等情況是否正常，電源監(jiān)控模塊的工作參數(shù)是否正確，溫度補償是否真正開始正常工作等[9]。此外，還要注意電池組周圍環(huán)境和放電等現(xiàn)象，機房的環(huán)境溫度是影響電源系統(tǒng)的重要因素，現(xiàn)場檢查中還需分析比對采集的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問題并及時解決。

4.2 注意電源系統(tǒng)的連鎖反應

在電源維護與排查故障時，需要注意電源故障引發(fā)的連鎖反應，其表現(xiàn)有以下4點。一是交流輸入電壓不穩(wěn)定會導致開關(guān)電源整流模塊工作異常甚至損壞，如整流裝置出現(xiàn)高壓停機或低壓停機現(xiàn)象，整流裝置不能啟動或電流限制輸出等[10]。二是開關(guān)電源整流模塊和監(jiān)控單元參數(shù)設(shè)置不當，引起電源系統(tǒng)其他部分出現(xiàn)告警。三是蓄電池電池出現(xiàn)內(nèi)部短路或放電過深情況，使監(jiān)控單元出現(xiàn)“充電限流”信號。四是整流器模塊和開關(guān)電源監(jiān)控單元的參數(shù)設(shè)置不當，導致電源系統(tǒng)其他部件報警[11]。

4.3 發(fā)揮遠程監(jiān)控作用

使用監(jiān)控系統(tǒng)對電力設(shè)備實施遠程實時監(jiān)控，通過監(jiān)控對應電力系統(tǒng)中的各個信號站和機房移動環(huán)境，實時監(jiān)控電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)。當發(fā)現(xiàn)事故時，有利于操作人員及時組織處理，同時操作人員應進行記錄處理，形成操作記錄數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)維護管理工作提供借鑒。遠程實時監(jiān)控可對變電站通信電源系統(tǒng)、空調(diào)及機房環(huán)境進行同步監(jiān)測與維護管理，提高了通信電力系統(tǒng)的可靠性和各種通信設(shè)施的安全性。

5 結(jié) 論

通信電源系統(tǒng)在整個通信系統(tǒng)功能中至關(guān)重要，這直接決定了通信系統(tǒng)是否穩(wěn)定可靠的安全運行。由于多種因素，使得通信系統(tǒng)運行過程中會出現(xiàn)電源電池等故障問題，因此只有通過全面系統(tǒng)地分析這些電源故障，制定一套具有針對性的系統(tǒng)維護對策，才能提高通信系統(tǒng)的效率，減少電源系統(tǒng)故障，保證電網(wǎng)通信設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。