變電站通信電源放電試驗(yàn)期間存在的問題與對(duì)策

張延童+于秋生+王曉勇

500kV以下變電站的通信電源通常只掛有一組蓄電池，在巡檢放電試驗(yàn)期間，若市電中斷存在負(fù)載掉電的風(fēng)險(xiǎn)。文章通過對(duì)變電站通信電源系統(tǒng)的電池配置進(jìn)行分析，并對(duì)相關(guān)技術(shù)措施進(jìn)行探討，以期促進(jìn)電力通信系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

【關(guān)鍵詞】通信電源 放電試驗(yàn) 負(fù)載

1 變電站通信電源放電試驗(yàn)期間存在的問題與分析

變電站通信電源系統(tǒng)的一般運(yùn)行機(jī)制為：市電正常時(shí)，通信電源將380V或220V交流電變換為-48V直流電為通信設(shè)備（以下簡稱“負(fù)載”）供電，同時(shí)為下掛的蓄電池組進(jìn)行浮充電；市電中斷時(shí)，由蓄電池組為負(fù)載供電，隨著放電的進(jìn)行，電池電壓越來越低，通信電源為保護(hù)電池會(huì)進(jìn)行甩載，即一次下電和二次下電；市電恢復(fù)時(shí)，繼續(xù)由通信電源為負(fù)載供電，同時(shí)為其下掛的電池組均充電。

目前國家電網(wǎng)公司典型設(shè)計(jì)中，35kV～500kV變電站通常設(shè)1～2套通信電源，通信電源多為單蓄電池組配置，兩套通信電源一般不并機(jī)，通過輸出電壓設(shè)置，使兩套電源處于負(fù)載均攤狀態(tài)。站用通信電源系統(tǒng)一般不設(shè)通信配電柜。

變電站通信設(shè)備如OTN、SDH、PTN、PDH、PCM等的電源板卡配置分為兩種，大部分通信設(shè)備一般配有雙電源，還有少數(shù)小型通信設(shè)備只配有單電源或只支持單電源。

通信電源系統(tǒng)所配的蓄電池組一般每年需進(jìn)行放電試驗(yàn)，以便了解電池的性能狀態(tài)和對(duì)電池深度激活，現(xiàn)就蓄電池放電試驗(yàn)期間的負(fù)載供電安全問題分析如下：

1.1 正常運(yùn)行期間

如圖1，市電正常時(shí)，多數(shù)有雙電源板卡的負(fù)載如“設(shè)備1”由1#和2#兩臺(tái)通信電源同時(shí)為其供電，少數(shù)配有單電源板卡的負(fù)載如“設(shè)備2”由1#（或2#）通信電源為其供電，兩臺(tái)通信電源基本處于負(fù)荷平均分擔(dān)狀態(tài)；市電中斷時(shí)，負(fù)載“設(shè)備1”由1#和2#兩組蓄電池同時(shí)為其供電，負(fù)載“設(shè)備2”由2#蓄電池組為其供電。此期間，所有負(fù)載的供電安全沒有問題（除非1#電源故障）。

1.2 放電試驗(yàn)期間

變電站每年需要對(duì)通信電源系統(tǒng)進(jìn)行春秋檢，春秋檢的工作之一就是放電試驗(yàn)，此時(shí)需將蓄電池組斷開進(jìn)行4～8小時(shí)的放電試驗(yàn)。如圖2，在對(duì)1#通信電源下掛的蓄電池組進(jìn)行放電試驗(yàn)期間，1#通信電源會(huì)失去后備電源，此時(shí)一旦交流輸入故障或站用變進(jìn)行操作，“設(shè)備1”由2#電源為其供電，安全，但“設(shè)備2”因只依賴于1#電源此時(shí)會(huì)失電停運(yùn)，引發(fā)生產(chǎn)事故。

2 技術(shù)改進(jìn)措施

2.1 措施一：設(shè)可控并機(jī)母線

通常的做法是將兩臺(tái)通信電源的負(fù)載輸出端通過防反二極管并聯(lián)，設(shè)母線并聯(lián)控制開關(guān)。當(dāng)某臺(tái)電源所掛蓄電池需斷開做放電試驗(yàn)時(shí)，合上并聯(lián)開關(guān)，以此避免放電試驗(yàn)期間因市電中斷造成的部分單電源負(fù)載失電停運(yùn)事故。

如圖3，對(duì)通信電源系統(tǒng)進(jìn)行并機(jī)改造，設(shè)并機(jī)母線、防反二極管和并機(jī)開關(guān)。

正常運(yùn)行期間，K1處于打開狀態(tài)，兩臺(tái)通信電源各自對(duì)負(fù)載設(shè)備供電；當(dāng)需對(duì)1#蓄電池組做放電試驗(yàn)時(shí)，將K1閉合，若市電中斷，由2#電池組承擔(dān)所有負(fù)載?？梢?，該措施可在一旦市電中斷或站用變進(jìn)行操作時(shí)，避免導(dǎo)致單電源輸入的通信裝置失電。

但是，該改造需改動(dòng)既有電源結(jié)構(gòu)或增加并機(jī)配電柜，且通常變電站電源設(shè)備和負(fù)載處于運(yùn)行狀態(tài)，有些站從現(xiàn)實(shí)條件考慮，可行性需進(jìn)一步論證。

2.2 措施二：設(shè)便攜式接續(xù)電源

設(shè)計(jì)一款接續(xù)電源，該裝置總體上類似于電池的功能，當(dāng)某臺(tái)通信電源脫離開電池組時(shí)，接續(xù)電源接在通信電源的電池端子上，用于放電實(shí)驗(yàn)期間小型負(fù)載（單電源）的后備保障。

接續(xù)電源應(yīng)充分考慮通信電源系統(tǒng)的工作機(jī)制以及通信設(shè)備兩塊電源板卡的工作機(jī)制，具有限流、限壓、耐沖擊等功能，具有“甩大載，帶小載”特點(diǎn)，并充分考慮現(xiàn)場拆裝的便捷性問題。

3 結(jié)束語

在電網(wǎng)運(yùn)行中，通信設(shè)備的作用日益重要，通信電源系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)機(jī)制的完整性不可忽視，巡檢放電試驗(yàn)期間的后備電源問題有可能成為安全漏洞，應(yīng)采取現(xiàn)實(shí)有效的先進(jìn)措施加以保障，避免安全隱患，加強(qiáng)電力通信系統(tǒng)的安全可靠性。

作者簡介

張延童（1981-），男。碩士學(xué)位?，F(xiàn)為國網(wǎng)山東省電力公司信息通信公司工程師，從事電力光通信系統(tǒng)研究。

作者單位

國網(wǎng)山東省電力公司信息通信公司 山東省濟(jì)南市 250001