通信直流雙電源系統(tǒng)安裝母聯(lián)開(kāi)關(guān)的必要性及應(yīng)用分析

梁昌奇

（南方電網(wǎng)超高壓輸電公司天生橋局，貴州 興義 562400）

0 引 言

目前，在南方電網(wǎng)通信系統(tǒng)主要廠站、調(diào)度機(jī)構(gòu)，配置的直流雙電源系統(tǒng)之間存在有母聯(lián)開(kāi)關(guān)和無(wú)母聯(lián)開(kāi)關(guān)兩種模式。本文結(jié)合日常運(yùn)維主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行分析，從提高通信電源系統(tǒng)運(yùn)行健康水平、保障通信設(shè)備穩(wěn)定供電、降低人員作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)方面出發(fā)，提出通信直流雙電源系統(tǒng)安裝母聯(lián)開(kāi)關(guān)的必要性，及其在運(yùn)維工作中的常規(guī)應(yīng)用。

1 通信直流電源系統(tǒng)組成

通信直流電源系統(tǒng)主要由高頻開(kāi)關(guān)電源、蓄電池組、直流配電單元及電源監(jiān)控單元等設(shè)備組成，為通信設(shè)備提供-48 V直流電源。

高頻開(kāi)關(guān)電源的主要功能是將交流電源變換為高品質(zhì)的直流電源，一套高頻開(kāi)關(guān)電源一般由多個(gè)充電模塊并聯(lián)運(yùn)行，單個(gè)充電模塊故障不影響其他模塊的工作。

蓄電池組是并聯(lián)于高頻開(kāi)關(guān)電源輸出母線，平時(shí)由高頻開(kāi)關(guān)電源以浮充工作方式和均充工作方式保證蓄電池組滿容量運(yùn)行；當(dāng)市電交流電源中斷時(shí)，由蓄電池組單獨(dú)為通信設(shè)備供電。

直流配電單元是將直流母線電源接入多個(gè)分路開(kāi)關(guān)，為通信電源屏或設(shè)備提供相應(yīng)電流容量的電源。

電源監(jiān)控單元是高頻開(kāi)關(guān)電源及其成套裝置的監(jiān)控、測(cè)量、信號(hào)和管理系統(tǒng)的核心部分，其根據(jù)直流電源系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)綜合分析各種數(shù)據(jù)和信息，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)施控制和管理。

2 通信電源系統(tǒng)與通信設(shè)備運(yùn)維主要風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1 直流通信電源監(jiān)控單元運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析

電源監(jiān)控單元集測(cè)量、監(jiān)控及故障管理等功能一體，通過(guò)對(duì)通信電源系統(tǒng)交流電壓、直流電壓直流母線輸出電壓/電流、蓄電池組電壓/電流、蓄電池充/放電電流及各個(gè)高頻電源模塊輸出電流等主要數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，結(jié)合程序設(shè)置需求進(jìn)行相應(yīng)的控制管理，故障時(shí)及時(shí)上報(bào)告警[1]。

監(jiān)控單元由許多電子器件和運(yùn)算電路構(gòu)成，在實(shí)際運(yùn)用中，由于電子器件和運(yùn)算電路的質(zhì)量和老化問(wèn)題，出現(xiàn)采樣計(jì)算或控制輸出異常隱患后，存在日常維護(hù)中難以發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)。例如，蓄電池組欠壓保護(hù)功能異常，交流斷電后直流單獨(dú)供電，電壓下降初期提前斷電保護(hù)，發(fā)生負(fù)載斷供事件，或超過(guò)設(shè)定值不斷電，導(dǎo)致蓄電池組深度放電損壞以及負(fù)載超低電壓供電損壞；或者是母線電壓高/低壓告警、母線輸出熔絲告警功能不正常，在實(shí)際發(fā)生故障后不能上報(bào)告警信號(hào)，延誤搶修等。

為確保監(jiān)控單元對(duì)通信電源系統(tǒng)測(cè)量、控制及告警功能的準(zhǔn)確可靠，提前發(fā)現(xiàn)存在的隱患，采用退出單套電源系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控單元全功能試驗(yàn)非常必要。

2.2 直流通信電源蓄電池組運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析

蓄電池組作為交流市電停電時(shí)為通信設(shè)備提供穩(wěn)定的后備電源，其額定容量按照規(guī)定配置。在實(shí)際運(yùn)行中，因制造原因、硫化及失水等導(dǎo)致蓄電池組容量嚴(yán)重下降后，由于未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，在發(fā)生交流系統(tǒng)供電異常時(shí)，蓄電池組獨(dú)立供電將變得不可靠。在南方電網(wǎng)通信系統(tǒng)專業(yè)，近年來(lái)就存在幾起因蓄電池容量不足導(dǎo)致通信設(shè)備停運(yùn)的情況。

運(yùn)行中的蓄電池組實(shí)際容量至關(guān)重要，為準(zhǔn)確掌握蓄電池容量情況，提前發(fā)現(xiàn)蓄電池容量不足隱患，常用測(cè)量蓄電池內(nèi)阻（電導(dǎo)）分析預(yù)判和放電核容驗(yàn)證；但通過(guò)蓄電池內(nèi)阻（電導(dǎo)）分析往往僅能對(duì)容量不足40%以下的蓄電池組進(jìn)行識(shí)別，不足以對(duì)40%以上蓄電池容量進(jìn)行客觀的反映，蓄電池準(zhǔn)確的容量只能通過(guò)全核對(duì)性放電試驗(yàn)核實(shí)。

由于通信電源系統(tǒng)運(yùn)行方式的不同，所以放電核容通常有50%容量核實(shí)和全容量核實(shí)兩種。50%容量核實(shí)主要通過(guò)蓄電池電壓下降趨勢(shì)對(duì)總體容量進(jìn)行預(yù)判，由經(jīng)驗(yàn)可知，蓄電池放電過(guò)程中蓄電池電壓趨勢(shì)存在突變性，50%容量核實(shí)正常僅能說(shuō)明蓄電池容量高于50%。因此，要準(zhǔn)確掌握蓄電池實(shí)際容量，唯有對(duì)蓄電池進(jìn)行全容量放電核實(shí)，將蓄電池組退出運(yùn)行系統(tǒng)單獨(dú)放電變得非常必要。

2.3 通信設(shè)備電源模塊配置及供電分析

通信設(shè)備配置兩個(gè)電源模塊部分（1+1熱備用）時(shí)，分由2路獨(dú)立的通信電源進(jìn)行供電；僅配置一個(gè)電源模塊部分時(shí)，根據(jù)業(yè)務(wù)配置由相應(yīng)的單路通信電源供電。

通信設(shè)備在電源開(kāi)啟或關(guān)閉期間，由于電流變化沖擊最易發(fā)生故障，特別是運(yùn)行年限較長(zhǎng)的通信設(shè)備，常常會(huì)發(fā)生關(guān)斷設(shè)備電源模塊供電后，電源模塊即發(fā)生故障無(wú)法啟動(dòng)的情況；因此在對(duì)通信電源系統(tǒng)運(yùn)維或檢修時(shí)應(yīng)采取措施，避免通信設(shè)備電源模塊斷電導(dǎo)致電源模塊發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)。

3 通信直流雙電源系統(tǒng)母聯(lián)開(kāi)關(guān)的必要性

（1）通信直流供電系統(tǒng)雙重化配置（見(jiàn)圖1）與安裝母聯(lián)開(kāi)關(guān)通信直流供電系統(tǒng)雙重化配置（見(jiàn)圖2）對(duì)比分析。

為保證在定檢工作中對(duì)電源系統(tǒng)監(jiān)控單元全功能試驗(yàn)和蓄電池組全容量核對(duì)性放電，全面掌握電源系統(tǒng)主要部件運(yùn)行工況，對(duì)存在的隱患及時(shí)采取控制措施，確保供電的安全、穩(wěn)定，須將其中某套待檢通信電源系統(tǒng)高頻開(kāi)關(guān)電源與蓄電池組退出運(yùn)行。

圖1運(yùn)行分析，在退出第1套通信電源系統(tǒng)高頻開(kāi)關(guān)電源1與蓄電池組1定檢時(shí)，其直流配電柜1所供負(fù)載電源模塊也將斷電；具備雙電源輸入的通信設(shè)備理論上由電源模塊2供電保持正常，然而實(shí)際工作中，運(yùn)行年久的通信設(shè)備因單電源模塊帶負(fù)載能力變差，單模塊帶負(fù)荷存在設(shè)備停運(yùn)的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)在工作中因停電、復(fù)電操作導(dǎo)致通信設(shè)備電源模塊受沖擊而發(fā)生故障的情況比較常見(jiàn)；僅由單電源輸入的通信設(shè)備負(fù)載將在定檢期間發(fā)生中斷的情況，且其電源模塊同樣存在受停電、復(fù)電操作沖擊損害的可能。

圖2運(yùn)行分析，在退出第1套通信電源系統(tǒng)高頻開(kāi)關(guān)電源1與蓄電池組1定檢時(shí)，可先將母聯(lián)開(kāi)關(guān)合上，直流配電屏1和直流配電屏2由第2套通信電源供電，避免了通信設(shè)備電源模塊受沖擊損壞及停運(yùn)的風(fēng)險(xiǎn)，又能保證通信電源系統(tǒng)監(jiān)控單元全功能試驗(yàn)和蓄電池組全容量核對(duì)性放電試驗(yàn)的順利開(kāi)展。

（2）帶母聯(lián)開(kāi)關(guān)通信直流供電系統(tǒng)雙重化配置（見(jiàn)圖2）在檢修中的應(yīng)用

通信電源系統(tǒng)高頻開(kāi)關(guān)電源屏內(nèi)電子器件集中，運(yùn)行中電子元件及模塊發(fā)生異常故障的比例較大，如監(jiān)控單元故障、直流模塊故障、交流切換故障及采集元件損壞等。在圖2配置下，我們可以通過(guò)臨時(shí)合上母聯(lián)開(kāi)關(guān)，退出故障高頻開(kāi)關(guān)電源，在不影響通信設(shè)備運(yùn)行狀況的情況下，避免了帶電檢修導(dǎo)致短路造成設(shè)備損壞和人員受傷風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 通信直流供電系統(tǒng)雙重化配置

圖2 安裝母聯(lián)開(kāi)關(guān)通信直流供電系統(tǒng)雙重化配置

4 結(jié) 論

本文作者結(jié)合長(zhǎng)期的實(shí)踐應(yīng)用對(duì)比，從保障通信設(shè)備供電的穩(wěn)定、實(shí)現(xiàn)通信電源系統(tǒng)全功能試驗(yàn)的重要性及提高工作人員檢修安全性等方面出發(fā)，認(rèn)為在通信直流供電系統(tǒng)雙重化配置的基礎(chǔ)上加裝母聯(lián)開(kāi)關(guān)具有必要性，建議推廣使用并用在規(guī)程中增加相應(yīng)內(nèi)容。