電力通信電源系統配置維護淺析

周翼虎，潘 宇

（中國長江電力股份有限公司，四川 成都 610000）

1 電力通信電源系統重要性

電力通信系統涉及范圍廣，設備多，運行條件復雜。從一開始的傳輸設備供電，調度系統供電到后續發展的OA系統、通信網管理系統供電，當下隨著5G、融合通信等新技術新業務的發展和推出，通信電源系統所承擔的業務越來越多，對可靠性及穩定性要求也越來越高。

2 電力通信電源系統配置

圖1 通信電源系統圖

如圖1所示，電力通信電源系統主要由交流電源柜、高頻開關電源柜、蓄電池組、直流分配柜、不間斷電源、通信電源監控等組成。目前典型通信電源設備大多數采用市電或者油機轉換電通過一系列降壓、整流以及相關的配電直接給通信設備進行供電或者向蓄電池進行供電，通信系統電源從市電獲得電能，當市電發生故障時柴油發電機等備用電源設備介入進行工作，對系統進行不間斷供電，接入的電能通過低壓交流部分為通信設備進行直接供電，除此之外為了進一步保障系統的安全可靠性，在通信設備處加裝蓄電池組，設備正常工作時，蓄電池組處于充電狀態，當系統外部電源中斷時，蓄電池向通信設備供電，保障了通信系統的短時性不間斷供電，極大地提高了系統的安全、可靠性。現分述如下：

2.1 交流電源柜

一臺交流電源柜的交流輸入應取自完全獨立的兩路市電，正常時通信系統從市電獲得電能，還應配置柴油發電機等應急電源裝置以保證當市電失電時的供電可靠性。交流電配電單元需具有良好的線路切換功能。交流配電有兩條輸入電路，日常檢修調試和設備維護時需對兩條線路進行切換，可在設備安裝和春秋大檢作業時進行線路切換試驗，保證切換功能正常。

2.2 高頻開關電源柜

交流電源柜的輸入經交流互投裝置裝置后引入高頻開關電源柜。交流互投裝置能保證交流的冗余，當其中一路失電后會自動切換到另一路。經交流互投裝置處理后的輸入，又會以交叉連接的方式分別接入兩臺開關電源柜。

高頻開關電源屏由交流輸入部分、高頻開關整流模塊、監控單元、直流輸出等部分組成。

正常運行時，交流電源經過高頻開關電源整流模塊后，通過直流母線向直流分配柜供電，同時也對蓄電池進行浮充電。交流市電失電時，由蓄電池組向負載供電；交流恢復后，對蓄電池組充電。

兩套高頻開關電源的直流母線在正常運行條件下禁止并聯運行，輸出分配單元在操作中不能互相影響。

高頻開關電源模塊性能要求：

均流：在多個模塊并聯工作狀態下運行時，各模塊承受的電流應能做到自動均分負截實現均流；在2臺及以上模塊并聯運行時，其輸出的直流電流為額定值時，均流不平衡度應不大于±5%額定電流值。

功率因數：功率因數應不小于0.90。

諧波電流含量：在模塊輸入端施加的交流電源符合標稱電壓和額定頻率要求時，在交流輸入端產生的各高次諧波電流含有率應不大于30%。

2.3 蓄電池組

通信電源系統中采用整流器和蓄電池組并聯冗余供電方式。蓄電池組作為備用電源還能吸收高頻紋波電流。目前常用的蓄電池為閥控式密封鉛酸蓄電池。

蓄電池組日常中主要運行在浮充電方式。浮充電壓一般控制為2.23-2.28V*N，均充電壓一般控制在2.30-2.35V*N，在運行中主要監視蓄電池組的端電壓值、浮充電壓值、每節蓄電池電壓值、蓄電池組及直流母線的對地電阻值和絕緣情況。

通信站點蓄電池組后備時間應大于等于4小時，偏遠且無人值守的通信站點應大于搶修人員攜帶必要工器具抵達通信站的時間且不小于8小時。

蓄電池連接電纜應采用阻燃電纜。

2.4 不間斷電源

不間斷電源容量應按照滿足供電范圍內所有設備額定負荷大小計算，涉及負荷綜合功率因數和實際工作情況下的負荷率，并預留一定容量，且直流輸入應與交流輸入和輸出側完全電氣隔離。

2.5 直流分配柜

直流分配柜為接直流負載的屏柜，設計時應注意直流總開關與負荷開關之間容量關系。直流負荷按照功能分為控制負荷和動力負荷，通信用直流負荷屬于動力負荷直流。分配柜與高頻開關電源柜之間采用交叉接線方式，在蓄電池組充放電或者一臺開關電源柜故障時可將直流負荷轉接到另一臺開關電源柜上。

2.6 通信電源監控

通信電源監控作為通信動力環境監控系統的一部分，監控對象包括：機房（蓄電池室）環境、高頻開關電源系統、通信用不間斷電源、蓄電池等。

通信電源設備監控單元應具備RS232或RS485/422、以太網、USB等標準通信接口，將本地監控信息傳輸到通信動力環境監測系統和本變電站輔助監控系統，實現對設備的遙信、遙測功能。

2.7 防雷性能

通信電源系統應采取多級過電壓防護，按照DL/T548-2012執行，在進入機房的低壓交流配電屏入口處具備第一級防護。整流設備入口處具備第二級防護，在整流設備出口處的供電母線上具備工作電壓適配的電源浪涌保護器做作為末級防護，特殊情況可增加或減少防護級數。

圖2 通信電源過電壓保護配置圖

3 通信電源系統日常維護

3.1 蓄電池組

3.1.1 蓄電池月檢，檢查內容

（1）檢查蓄電池組運行環境，包括通風、照明、消防等。

（2）檢查蓄電池組總電壓及單體電壓。

（3）檢查標簽標識是否有缺失、字跡模糊等，若有，則及時更換新的標簽標識；用濕抹布清除蓄電池外表灰塵。

（4）檢查連接導線是否松動，若松動則用活動扳手擰緊松動的導線螺栓，蓋好導線螺栓塑膠帽。

（5）檢查蓄電池輸出直流電纜孔洞是否有效封堵，若發現未有效封堵，則及時封堵。

（6）檢查蓄電池是否有殼體變形、液體滲漏、極柱銹蝕等現象，若有，則視情況進行處理。

3.1.2 蓄電池組核對性放電

對浮充電運行的蓄電池，經過一定時間要使其極板的物質進行一次較大的充放電反應，以檢查蓄電內池容量，并可以發現老化電池，及時維護處理，以保證電池的正常運行。

3.2 交流互投試驗

每季度進行一次交流互投試驗，兩路交流應能正常切換。其實驗步驟為：

（1）檢查開關電源柜工作狀態（兩路交流輸入均正常，整流器工作正常）。

（2）若本柜交流運行在輸入1路，斷開交流輸入1路，互投繼電器是否倒換（倒換為正常）。

（3）閉合交流輸入1路，互投繼電器是否倒換（非對等倒換為正常，對等不倒換為正常）。

（4）斷開本柜交流輸入2路，互投繼電器是否倒換（非對等不倒換為正常，對等倒換為正常）。

（5）確定整流器是否工作正常。

（6）閉合本柜交流輸入2路，互投繼電器是否倒換（不倒換為正常）。

（7）確定整流器是否工作正常。

（8）整理、填寫相關試驗記錄。

3.3 防雷接地測試

每年進行一次交直流電源柜及開關電源柜防雷器件的U1mA和0.75U1mA下泄漏電流及殘壓測試。

每年測量一次交直流電源柜及開關電源柜工作地和保護地接至機房環形接地銅排的連接電阻，電源柜與環形接地銅排的連接電阻值不應大于0.1W。每年應進行一次電源系統監控裝置設備的檢查及試驗。

3.4 電源系統監控裝置檢查

4 通信電源系統常見故障分析

（1）蓄電池在通信電源中最常出現故障，容易短路是電池最常出現的問題。蓄電池一旦短路就會使通信電源的供電發生異常，嚴重時還會有蓄電池爆炸的風險。蓄電池一旦爆炸，整個供電系統都將癱瘓。當蓄電池出現短路時，其中的負極絕緣層會出現損壞現象。絕緣層被破壞后，蓄電池利用蓄電池架的導電性不斷地向地面放電，產生的電流會導致電源線不斷升溫發熱，如果不及時解決，將發生火災。

對此，我們應加強對電源日常的規范性管理工作，保持機房設備健全，機房環境整潔，運維人員應做到切實抓好蓄電池的日常維護及檢修，加強對電源監控的建設，制定及落實好應急處置措施。

（2）主干網失壓故障也是通信電源中常見故障，雖然當前這種情況發生的概率因電源系統建設的完善而不斷減小。但對于一些老舊的電源系統仍是大問題。

對于此種情況，運維人員應做好事故預想，保持與當地供配電部門的溝通，掌握好預期停電時間，在停電時間內密切關注蓄電池與設備運行情況。若停電時間較長蓄電池不能維持供電，可采取搭接臨時配電設備或者關停不重要負荷保證重要負荷運轉等措施。

（3）通信電源發生故障需要解決時，要確保的第一準則是保證通信設備不間斷電流，即一路交流電出現問題，應該確保另一路交流電正常供電。如果出現問題，應該分段排查，并核實熔絲是否斷裂、整流模塊是否過熱及風扇是否正常運作等。

5 結束語

通信電源系統牽涉面廣，運行情況復雜，工作人員需合理設計電源系統、制定并落實相關管理制度、對操作方法進行規范、加強建設工作，做好維護工作，以確保其可靠性及穩定性。