電力通信電源的故障與運維

初永潔，徐正亞，郎 潔，蘇 蓉，魯雙貴

（云南電網有限責任公司保山供電局，云南 保山 678000）

1 電力通信網

電力通信網是電力系統中繼電網之外的第二張網，它是隨著電力系統的發展需要而逐步形成的，屬于國家專用通信網之一。它的出現緩解了初期公網發展緩慢造成的通信能力不足以及不能滿足電力部門特殊通信需求的狀況[1]。電力通信網是電力系統的重要組成部分，是電網調度自動化、管理信息化以及運營市場化的基礎設施[2]。而通信電源是電力通信網中的關鍵設備，一旦電源中斷，所有通信設備將無法正常運行，通信網上承載的業務也將癱瘓，企業和社會也會因此遭受嚴重損失。因此通信電源的運維工作應得到充分的重視，避免因電源中斷導致大面積的業務中斷事件。

2 通信設備對通信電源的要求

一是可靠性要求，在任何情況下都不允許輸出時發生中斷或停電的故障，這也是對通信電源的基本要求[3]。二是穩定性要求，現在的通信設備都非常先進，精度高、速度快，這也對通信電源的輸出電壓提出了非常高的要求，輸出電壓質量用穩壓精度、紋波系數以及雜音電壓等指標量化，一旦這些指標高于標準值，輕則影響數據正常傳輸，重則導致通信中斷。三是小型智能化要求，隨著電子器件及控制技術的發展，通信電源由早期的相控電源發展到目前的高頻開關電源，具有大功率、小體積、智能化程度高、便于運行管理以及故障處理等特點。四是高效率要求，早期的相控電源效率僅為70%，一大部分能量都轉換成了熱能，既浪費了能源，又加大了設備故障率。現如今的高頻開關技術都將轉換效率提高到了90%以上，很大程度上解決了上述問題[4]。

3 通信電源系統的組成

通信電源系統由整流模塊、蓄電池組、直流配電、UPS、交流配電及監控模塊組成，如圖1所示[5]。兩條10 kV線路經1號主變壓器與2號主變壓器降壓后成為380 V的市電1與市電2，兩路市電分別接入各自的交流饋線柜。為保證供電可靠性，高頻開關電源的兩路交流輸入分別從交流配電1與交流配電2取得，兩路獨立的市電經接觸器選擇歸為一路，之后再經整流模塊形成直流。正極接地后形成-48 V直流輸送給直流配線柜供負荷接入，與此同時整流模塊也接了蓄電池組。正常情況下，整流模塊輸出的直流電一方面為負荷供電，另一方面為蓄電池組提供浮充電壓，在兩路市電失壓時，蓄電池組為負荷提供直流輸入[6]。交流饋線柜后同樣也接入了UPS，為重要的交流負荷提供穩定不間斷的高質量交流輸入。監控模塊在圖1中尚未畫出，它連接著通信電源的各個部分，實時采集交流輸入電壓、蓄電池電壓以及直流輸出電壓等關鍵參數，為運管人員掌握通信設備的運行狀態提供依據。

圖1 通信電源系統結構

4 通信電源的常見故障及處理

根據實際工作中通信電源的缺陷處理情況，發現通信電源系統的故障規律也是有跡可循的，問題常常出現在以下幾個部分。

4.1 高頻開關電源失壓故障及處理

高頻開關電源失壓故障時，后臺與監控模塊均顯示交流輸入故障告警，本地聲光報警啟動。此故障在交流輸入電壓異常及缺相時發生，此時應使用萬用表及時測量交流輸入，判斷故障是由兩路交流市電電壓異常或缺相造成，還是由于插件松動導致的交流接觸器不吸合造成。若由前者造成，應使用萬用表逐級排查上級電路確定故障點，查明故障原因后進行消除，其中端子松動導致的電壓異常情況較為常見；若由后者造成，應及時緊固交流接觸器線路板中松動的插件，盡量避免在電源屏柜上實施打孔等震動較大的工作[7]。高頻開關電源失壓故障可能會導致通信系統大面積中斷，使得整個電力系統的正常運行受到嚴重影響，威脅到了企業的電力生產和人民的用電安全，應著重避免此類故障的發生。

4.2 整流模塊故障及處理

整流模塊故障時，后臺與監控模塊均顯示整流模塊故障告警，本地聲光報警啟動，整流模塊故障燈亮起退出運行。由于電源機柜常處于密閉環境，堆積在風扇上的灰塵輕則會削弱其散熱功能，重則會導致其故障停運，故在計劃工作時應將整流模塊依次退出并清潔，同時保持環境的干凈整潔。除此之外，內部電路的不合理、設備老化等原因也會導致整流模塊故障。由于整流模塊（圖2）有著較高的集成度，故障發生后一般只能進行返廠維修或整組更換，故平時應采購充足的備件，以備不時之需。

圖2 整流模塊原理

4.3 防雷模塊故障及處理

防雷模塊故障時，后臺與監控模塊均顯示防雷模塊故障告警，本地聲光報警啟動。故障一般是由于模塊被擊穿或松動造成，一旦故障發生，應首先觀察窗口顏色，若窗口顏色為紅色，則說明防雷模塊被雷擊穿，需要及時進行更換處理；若窗口顏色為綠色，則表示因防雷模塊松動造成故障的可能性較大，應手動按壓恢復。此外，即使防雷模塊長時間未遭雷擊穿，也應定期更換，以保證防雷功能。

4.4 蓄電池故障及處理

蓄電池故障時，后臺與監控模塊均顯示蓄電池故障告警，本地聲光報警啟動。除此之外，還可能伴隨有蓄電池膨脹、溢液、柱頭銹蝕以及發熱等現象出現。造成蓄電池故障的原因有很多種，如蓄電池內阻增大造成發熱、蓄電池極間短路、蓄電池容量不足或者熔斷器未插緊等[8]。運管人員應根據實際情況按需更換蓄電池組，保證蓄電池的正常運行。另外在做蓄電池充放電試驗時還應注意控制放電量，避免過度充放電導致蓄電池容量受損，致使其在系統故障情況下不能滿足規定的放電時長。電池類產品的性能隨投運時間變長而嚴重下降，到使用期限的蓄電池應及時退運更換，避免使用老舊器件。

5 如何提高通信電源的運維水平

5.1 健全體制機制

企業應制定完善的通信電源管理細則并積極落實[9]。細則中應明確設備定檢要求、操作流程、權責劃分、故障處理方案、通信電源中斷應急預案以及注意事項等內容，通過制度規范行為，確保通信電源穩定可靠地運行。

5.2 加強通信電源的巡視工作

按照日常巡視、月度巡視以及季度巡視3種形式分層次開展通信電源的巡視工作。日常巡視中著重發現異常信號與明顯缺陷；月度巡視進行整流模塊的清潔工作，避免因灰塵堆積導致的風扇故障；季度巡視注意檢查蓄電池充電電壓是否受溫度補償系數的調節，并檢查其標識標簽是否規范，確保蓄電池在不同溫度下的充電需求，規避因標識標簽錯誤導致的誤操作風險。

5.3 合理安排通信電源的定檢工作

根據設備生命周期的管理要求合理安排電源的檢修工作。檢查定值設置，測量高頻開關電源輸入輸出電壓，檢查防雷模塊，進行整流模塊開斷試驗、蓄電池充放電試驗以及交流倒換試驗，尤其注意做交流倒換實驗前要確保蓄電池處于正常工作的狀態，避免出現設備瞬時掉電的情況。

5.4 滿足設備配置要求

通信電源設備的配置主要有3方面的要求。一是冗余配置要求，高頻開關電源應滿足雙重配置要求，設置兩套獨立的高頻開關電源，互為備用。正常工作時分攤負荷，其中一套故障時，另一套應具備承載全部負荷的能力。二是整流模塊應按照N+M配置，N臺主用，M臺備用，正常工作時所有整流模塊并聯運行，均攤負荷，若其中的模塊發生故障時，故障模塊應能夠自動退出，負荷由剩余正常模塊承擔。三是高頻開關的輸出應滿足所有通信設備的用電需求，蓄電池容量的配置應能夠在交流掉電的情況下獨立支撐通信系統規定時長的工作。

5.5 推進創新工作

現代技術的發展日新月異，通信電源技術也應跟上時代的步伐。通信電源運管人員應能結合現場工作的實際難題，積極思考，創新創造，尋找解決問題的新方法。除此之外，還應積極引進先進的智能化技術手段和管理方法，推進智能電源技術的應用，提高管控的維度與精度以及電源系統自動化程度，降低人為差錯的可能性。

5.6 通信電源遠程核容監控系統的使用

遠程監控系統的接入有助于運管人員實時掌控設備運行狀態，不用到現場也能及時發現設備故障，降低了故障發現的成本，在很大程度上減小了故障時長和利益損失[10]。監控系統還可以關聯手機短信，即使運管人員不在遠程監控終端也能第一時間掌握設備的故障信息。除此之外，企業還可以根據自身實際情況選擇使用蓄電池遠程核容設備，運管人員不必到作業現場，只需在遠程終端上進行相應操作便可以進行蓄電池的充放電試驗。該技術改變了傳統的作業方式，大大節省了人力物力，可使電源定檢工作量下降50%以上，極大推動了電源設備的智能化和數字化，對通信電源的安全穩定運行起到了積極作用。

6 結 論

經濟的發展對電力系統供電質量提出了更高的要求，電力通信作為電力系統基礎業務的保障與支撐，對保證電網穩定運行具有至關重要的意義，而通信電源又是通信系統的核心，提高通信電源的故障處理效率和運維水平的重要性也因此凸顯了出來，通信電源運管人員應重點關注通信電源，以確保電力系統穩定可靠運行。