電力通信設(shè)備電源管理及運(yùn)行維護(hù)

步 輝 粵電集團(tuán)長湖水電廠，廣東英德 513000

電力通信設(shè)備電源管理及運(yùn)行維護(hù)

步 輝 粵電集團(tuán)長湖水電廠，廣東英德 513000

電力通信電源作為電力通信系統(tǒng)設(shè)備的關(guān)鍵設(shè)備，其重要性正逐步被電力系統(tǒng)各級領(lǐng)導(dǎo)所重視，但在一些地方，由于一些原因，通信電源的管理和維護(hù)仍未能引起通信人員足夠的重視，一旦發(fā)生故障，將直接導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。文章就電力通信電源管理與維護(hù)展開了討論，并結(jié)合實(shí)際給出了管理與維護(hù)注意事項(xiàng)。

電力通信；通信電源；蓄電池；管理維護(hù)

引言

電力通信是電力企業(yè)生產(chǎn)和管理的基礎(chǔ)手段，是電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，而電力通信直流電源則是保證通信設(shè)備正常運(yùn)行，通信暢通的基礎(chǔ)，是電力通信的“心臟”，一旦通信直流電源發(fā)生故障，將造成通信設(shè)備供電中斷，引起通信電路中斷，造成重要信息無法正常傳輸。近年來，電網(wǎng)規(guī)模的木斷擴(kuò)大和現(xiàn)代通信技術(shù)的進(jìn)步，極大地促進(jìn)電力通信事業(yè)的飛速發(fā)展，隨著電力通信整體水平的不斷提高、通信設(shè)備的不斷更新，對電力通信直流電源也提出了更高的要求，因此做好對電力通信直流電源的維護(hù)具有重要意義，直接影響著電力通信網(wǎng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

近年來，因通信電源故障造成通信設(shè)備停運(yùn)、電路中斷的事件總體上呈減少趨勢，但仍時有發(fā)生。這些電源故障多數(shù)是由于通信人員對通信電源的維護(hù)與管理沒有做到足夠重視導(dǎo)致的。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，從事電力通信的工作人員應(yīng)重視通信電源的管理與維護(hù)工作。電力通信網(wǎng)本身的安全可靠性要求很高，經(jīng)過長期的運(yùn)行統(tǒng)計(jì)分析表明，造成電力通信網(wǎng)運(yùn)行中斷的原因有二：一是通信設(shè)備本身出現(xiàn)的故障；二是通信電源故障，造成通信電路中斷。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，通信設(shè)備的可靠性增加很多，設(shè)備本身的故障率已經(jīng)很低了，實(shí)際運(yùn)行統(tǒng)計(jì)也證實(shí)了這點(diǎn)。通信電源故障就顯得突出了，實(shí)際運(yùn)行統(tǒng)計(jì)顯示，由于通信電源系統(tǒng)故障造成的通信電路中斷大約占通信總中斷的70%～75% ，可見通信電源已經(jīng)成了影響電力通信網(wǎng)可靠運(yùn)行的最主要的因素。

1 電力通信設(shè)備對通信電源的要求

1．1 可靠

為了確保通信暢通，除了必須提高通信設(shè)備的可靠性外，還必須提高電源系統(tǒng)的可靠性，要求電源系統(tǒng)不能有l(wèi) m s的間斷。通常，電源系統(tǒng)要給許多通信設(shè)備供電，因此電源系統(tǒng)發(fā)生故障后，對通信的影響很大。為確?？煽抗╇?，在直流供電系統(tǒng)中，采用整流器與電池并聯(lián)浮充供電方式。此外在先進(jìn)的開關(guān)整流器都采用多個整流模塊并聯(lián)工作的方式，這樣當(dāng)某一個模塊發(fā)生故障時不會影響供電。

1．2 穩(wěn)定

各種通信設(shè)備要求電源電壓穩(wěn)定，不能超過允許的變化范圍。電源電壓過高，會損壞通信設(shè)備中的電子元件，電源電壓過低，通信設(shè)備不能正常工作。此外，直流電源電壓中的脈動雜音也必須低于允許值，否則，也會嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。

1．3 小型

隨著集成電路的迅速發(fā)展正向著小型化、集成化方向發(fā)展。為了適應(yīng)通信設(shè)備的發(fā)展，電源裝置也必須實(shí)現(xiàn)小型化、集成化。此外，各種移動通信設(shè)備和航空、航天裝置中的通信設(shè)備更要求電源裝置體積小，質(zhì)量輕。為了減少電源裝置的體積和質(zhì)量各種集成穩(wěn)壓器和無工頻率變壓器的開關(guān)電源得到了越來越廣泛的應(yīng)用。近年來，工作頻率高到幾百k H z且體積非常小的諧振型開關(guān)電源，在通信設(shè)備中也大量應(yīng)用。

1．4 高頻率

隨著通信設(shè)備的容量日趨增加，電源系統(tǒng)的負(fù)荷不斷增大，為節(jié)約電能，必須設(shè)法提高電源裝置的效率。節(jié)能主要措施是采用高效率通信電源設(shè)備，過去，通信設(shè)備大多采用相控型整流器，這種電源效率較低，變壓器損耗較大。而高頻開關(guān)電源效率較高可達(dá)到90%以上，因此采用高頻開關(guān)電源可以節(jié)約能源。

2 電力通信網(wǎng)通信電源系統(tǒng)的典型配置及特點(diǎn)

電力通信網(wǎng)中通信站主要包括：電力載波通信站、光纖通信站、微波通信站和各級調(diào)度通信中心。

2．1 通信站通信電源系統(tǒng)典型配置

2.1.1 電力載波通信站

由于電力載波已經(jīng)不作為電力系統(tǒng)通信的主要手段，所以本文不作過多論述。

2.1.2 光纖通信站

光纖通信站大部分設(shè)在地調(diào)、變電站或電廠內(nèi)，有些超長光纖電路也設(shè)有中繼站，站內(nèi)光設(shè)備采用DC-48V直流供電。電源系統(tǒng)一般有一路或兩路交流220VAC電源，經(jīng)交流配電屏送至高頻開關(guān)電源(有的開關(guān)電源本身具有兩路交流輸入能力，則不配置交流屏)，整流后對兩組蓄電池進(jìn)行浮充，同時對設(shè)備供電。開關(guān)電源一般是單機(jī)柜多模塊配置，直流輸出分配利用開關(guān)電源柜中配置的直流分路空氣開關(guān)或熔斷器。若光纖站與其他通信站在一起，則與其他通信設(shè)備共用一套通信電源。

2.1.3 微波通信站

電力通信網(wǎng)中目前數(shù)字微波電路還比較多，仍作為傳輸主干線使用，因此運(yùn)行的微波站數(shù)量較多，分布也較廣。微波中繼站多是無人站，有的建在高山頂上，運(yùn)行條件差。微波通信設(shè)備采用直流D C-48V供電。站內(nèi)一般只有一路交流供電，電源系統(tǒng)由室內(nèi)10K變壓器、防雷柜、交流配電屏、高頻開關(guān)電源和直流DC-48V蓄電池組構(gòu)成，同時根據(jù)微波站實(shí)際情況，有的還配置了柴油發(fā)電機(jī)組、太陽能電池等。蓄電池容量一般按24小時放電率考慮，一些道路條件特別差的站，按1～4天放電率考慮，所以有的站蓄電池配得很大。

2.1.4 調(diào)度通信中心機(jī)房

調(diào)度通信中心機(jī)房是指省調(diào)、地調(diào)的通信機(jī)房，機(jī)房內(nèi)設(shè)備集中，供電要求高，設(shè)備包括程控交換機(jī)(行政、調(diào)度)、微波及光纖設(shè)備、PCM 終端、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(IP、ATM 等)、會議電視／電話系統(tǒng)、同步時鐘系統(tǒng)、調(diào)度錄音系統(tǒng)、載波終端機(jī)、其他通信終端及通信應(yīng)用系統(tǒng)等。通常調(diào)度通信中心機(jī)房條件較好，有兩路可靠的交流電源，大部分設(shè)備采用DC-48V供電。直流配電屏可能有多個，以滿足不同區(qū)域通信設(shè)備的配電需要。以上是電力通信網(wǎng)中通信電源的幾種典型配置。有的通信機(jī)房還配置了U P S電源系統(tǒng)，提供網(wǎng)管系統(tǒng)、調(diào)度錄音系統(tǒng)等以計(jì)算機(jī)為主的設(shè)備交流供電。有的利用DC-48V蓄電池加DC／AC逆變器，為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供220VAC電源。

2．2 電力通信電源的特點(diǎn)

2.2.1 高頻開關(guān)電源的特點(diǎn)

高頻開關(guān)電源具有體積小、重量輕、效率高、輸出紋波低、動態(tài)響應(yīng)快、控制精度高、模塊可疊加輸出、N+1冗余、便于擴(kuò)容、遠(yuǎn)程監(jiān)控等特點(diǎn)；電源系統(tǒng)智能化、高頻化，大大減小日常維護(hù)的工作量，更好的發(fā)揮通信電源維護(hù)的工作效率；模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。它的任意一整流模塊相當(dāng)于一臺相控電源設(shè)備，即它的任意一整流模塊均可獨(dú)立工作。多個獨(dú)立的模塊單元并聯(lián)工作，采用均流技術(shù)，所有模塊共同分擔(dān)負(fù)載電流，一旦其中某個模塊失效，其他模塊再平均分擔(dān)負(fù)載電流。這樣，不僅提高了功率容量，在器件容量有限的情況下滿足了大電流輸出的要求，而且通過增加相對整個系統(tǒng)來說功率很小的冗余電源模塊，極大地提高了系統(tǒng)可靠性。萬一出現(xiàn)單模塊故障，也不會影響系統(tǒng)的正常工作，而且為修復(fù)提供了充分的時間；可實(shí)時監(jiān)測蓄電池的端電壓，充、放電電流，自動控制均、浮充狀態(tài)；具有電池溫度補(bǔ)償功能。

2.2.2 VRLA蓄電池的特點(diǎn)

閥控式密封鉛酸蓄電池(VRLA，valve regulate lead acid)是一種新型直流儲能電源，它以堅(jiān)固、耐用、能量高、體積小，對環(huán)境無污染，使用安全方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各專網(wǎng)通信領(lǐng)域中，起到保障專網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行的重要作用，代替了原先專網(wǎng)通信等領(lǐng)域的開放式鉛酸蓄電池。由于采用了陰極吸收式密封原理，蓄電池充電后期，在正極板上產(chǎn)生的氧氣通過隔極擴(kuò)散到負(fù)極，在負(fù)極上與鉛反應(yīng)吸收，形成了一個密閉反應(yīng)氧復(fù)合循環(huán)，并且采用了吸附式隔板和貧液式設(shè)計(jì)，因此VRLA蓄電池具有密封不溢酸、不滲酸、自身放電小、防爆安全等特點(diǎn)，在維護(hù)中不需補(bǔ)水，不需調(diào)比重，給通信人員維護(hù)帶來了極大便利，且在一般情況下氫氧復(fù)合較好，不會產(chǎn)生氫氣。

3 電力通信電源方面存在的問題

3.1 通信電源在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備配置和工程建設(shè)方面存在先天不足

電力通信電源在設(shè)計(jì)中只考慮了一般的可靠性要求，并沒有進(jìn)行應(yīng)急方面的詳細(xì)設(shè)計(jì)。比如很多通信站只有一路交流供電，又無其他備用電源方式，在出現(xiàn)交流電源故障停電較長時間后，蓄電池不能維持通信設(shè)備的正常供電，又沒有應(yīng)急電源方案，通信電路會長時間中斷。

在工程建設(shè)中也未嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行。如設(shè)備及蓄電池安裝擺放、所使用的材料(如各種電源電纜、空氣開關(guān)、熔斷器等)、電纜接頭處理、電源電纜布線等方面也存在不規(guī)范的問題，在投入使用后，可能引起電源故障，甚至造成火災(zāi)等其他事故。

3.2 機(jī)房環(huán)境條件不能滿足可靠運(yùn)行要求

除防雷接地外，機(jī)房環(huán)境也十分重要。電力通信站主設(shè)備機(jī)房考慮得相對好一些，一般配置空調(diào)設(shè)備(大多數(shù)是民用空調(diào))。而電源室則較少考慮配置空調(diào)，相應(yīng)的機(jī)房“三防”工作也較主機(jī)房差，工作環(huán)境不能滿足通信電源設(shè)備長期可靠工作的要求。

3.3 沒有完善的電力通信電源系統(tǒng)運(yùn)行管理及設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程、規(guī)范

由于沒有專門針對電力通信電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建設(shè)及運(yùn)行維護(hù)管理制定完善的規(guī)程和規(guī)范，所以在通信電源設(shè)計(jì)、工程建設(shè)、及運(yùn)行維護(hù)管理等方面無章可循，造成這些環(huán)節(jié)工作的不規(guī)范和隨意性，給整個電力通信網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行帶來巨大影響。

3.4 通信電源運(yùn)行維護(hù)管理薄弱

通信電源運(yùn)行維護(hù)管理則基本上都沒有設(shè)置專門崗位，其次是缺乏有效的技術(shù)管理，缺乏對通信電源運(yùn)行維護(hù)特點(diǎn)的研究，沒有相應(yīng)的通信電源系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)方法，不能按照通信電源系統(tǒng)中各種設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)特點(diǎn)進(jìn)行有計(jì)劃的、科學(xué)的維護(hù)管理。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，在電源設(shè)備的事故中，蓄電池事故占70%，高壓切換事故占20% ，高頻開關(guān)電源事故占10%(主要是強(qiáng)排風(fēng)、灰塵侵入設(shè)備、雷電過電壓)。可見，按通信電源設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)，進(jìn)行科學(xué)的運(yùn)行維護(hù)管理，有針對性地進(jìn)行重點(diǎn)維護(hù)，是可以有效減少通信電源故障或事故發(fā)生率的。

5 解決措施

4.1 技術(shù)方面

4.1.1 嚴(yán)格按相關(guān)規(guī)程及設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行通信電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)審查，不能因投資等原因降低技術(shù)要求。

4.1.2 盡快建立其可靠使用的通信機(jī)房環(huán)境及通信電源監(jiān)控系統(tǒng)，及時掌握通信電源系統(tǒng)的運(yùn)行情況，以便及時檢修維護(hù)，保證正常運(yùn)行。同時通過長期的數(shù)據(jù)測試統(tǒng)計(jì)分析，掌握通信電源系統(tǒng)性能變化，特別是蓄電池的(內(nèi)阻、容量、溫度等參數(shù))性能變化，提前制定通信電源改造維修計(jì)劃，保證通信電源系統(tǒng)始終處于較好的運(yùn)行狀態(tài)。

4.1.3 切實(shí)改善通信機(jī)房環(huán)境和通信電源機(jī)房環(huán)境。現(xiàn)在的通信設(shè)備、電源設(shè)備由于集成度高，散熱大多采用風(fēng)扇強(qiáng)制方式，因此對工作環(huán)境溫度、濕度和潔凈度都有較高的要求，實(shí)際運(yùn)行中我們發(fā)現(xiàn)因溫度高，灰塵重造成的通信設(shè)備損壞和電源故障占很大比例。因此在作好機(jī)房“三防”的基礎(chǔ)上，對省調(diào)、地調(diào)通信中心及通信樞紐站機(jī)房，應(yīng)配置專用機(jī)房空調(diào)，電源室也應(yīng)配置工業(yè)級空調(diào)設(shè)備。

4.2 管理方面

4.2.1 隨著電力體制和電力通信體制改革，應(yīng)在各級通信運(yùn)行維護(hù)管理部門設(shè)立通信電源、空調(diào)專業(yè)管理崗位，選擇責(zé)任心強(qiáng)、熱愛通信電源專業(yè)并具有一定專業(yè)技術(shù)及管理能力的技術(shù)人員上崗，負(fù)責(zé)通信電源和空調(diào)專業(yè)的運(yùn)行維護(hù)管理。

4.2.2 信產(chǎn)部已經(jīng)頒布實(shí)施了《通信用閥控式鉛酸密封蓄電池》、《通信用高頻開關(guān)整流器》、 通信用不間斷電源<9700 UPS>》《通信局(站)電源系統(tǒng)總體技術(shù)要求》4個通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，及《通信電源設(shè)備安裝設(shè)計(jì)規(guī)范》、《通信電源維護(hù)規(guī)程》等文件。國家電網(wǎng)公司電力通信有關(guān)主管部門應(yīng)盡快主持編寫電力通信電源相關(guān)的設(shè)計(jì)、建設(shè)及運(yùn)行維護(hù)管理規(guī)程和技術(shù)規(guī)范等電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)整個電力通信電源的工程設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)管理各環(huán)節(jié)，同時對電源設(shè)備制造廠商提出技術(shù)要求，對進(jìn)入電力系統(tǒng)的通信電源產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)檢測。

4.2.3 重視利用通信站機(jī)房環(huán)境及電源系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)等技術(shù)手段，提高對通信電源、空調(diào)的全面管理水平，做到通信電源、空調(diào)不帶病運(yùn)行，有根據(jù)地提出大修、改造計(jì)劃，并按要求實(shí)施。通信電源各方面的工作，只要得到高度重視，特別是主管部門和領(lǐng)導(dǎo)的高度重視，從技術(shù)和管理兩方面切實(shí)規(guī)范地做好工作，會對電力通信網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行起到非常重要的作用。

5 結(jié)束語

電力通信電源的現(xiàn)狀應(yīng)引起各級領(lǐng)導(dǎo)和通信人員的高度重視。一方面，部分通信站通信電源、蓄電池設(shè)備陳舊，跟不上時代發(fā)展，對蓄電池不能及時管理維護(hù)到位；另一方面，通信人員技術(shù)水平亟待進(jìn)一步進(jìn)行整合提高，對高頻開關(guān)電源、VR LA蓄電池的使用和管理應(yīng)成為通信人員工作的重中之重。只有各級人員在思想上對通信電源的管理和維護(hù)予以足夠重視，積極創(chuàng)造良好的設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，制定切實(shí)可行的專業(yè)管理制度，采用具有先進(jìn)技術(shù)的電源設(shè)備及維護(hù)測試設(shè)備，做到操作維護(hù)規(guī)范化、現(xiàn)代化，才能保證通信電源系統(tǒng)的安全生產(chǎn)運(yùn)行，確保電力通信可靠暢通。

[1]李躍新，黃勇達(dá)．電力通信電源蓄電池系統(tǒng)遠(yuǎn)程維護(hù)技術(shù)與應(yīng)用[J]．通信電源技術(shù).2 0 0 9，2 6（3）：5 5～5 7

[2]林福興. 淺談電力通信直流電源及其維護(hù)[J]. 企業(yè)技術(shù)開發(fā). 2009（10）：116～117

[3]莊 昕，王銳，趙玉濱． 電力通信設(shè)備電源新技術(shù)及其應(yīng)用[J]．黑龍江電力，2010，32(2)：157～160

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.088