刘家峡水电厂直流电源改造的探讨

董 倩

（刘家峡水电厂通讯分场载波班，甘肃 永靖731600）

电源在通信设备中具有重要的作用。随着现代科学技术快速发展，各种通信设备也在不断更新和改进，其对电源的要求也随之越来越高，电源设备正在向小型化、轻量化和集成化方向发展。电源输出电压不够稳定或电源出故障，都会降低通信质量，甚至导致通信中断。针对刘家峡水电厂通信楼直流电源设备进行的改造，解决了当前电源系统所存在的问题。

1 直流电源中存在的问题

故障现象：照明没电，检查发现市电I（地下400 V）停电，当时市电Ⅱ（坝后400 V）有电，但却没有工作，蓄电池放电。进行检查发现市电Ⅱ的进线端及接触器的出端电压均正常，显示屏上显示不正常，单相分别为11 V，333 V，333 V，三相电压分别为338 V，576 V，338 V，即市电Ⅱ不能自动投入运行，市电II关闭，电源只由市电I供电。由于地下400 V临时停电，市电I失电后，市电Ⅱ又不能自动投入，因此造成通讯楼内照明停电。经测量，坝后输入400 V三相电压均正常，待市电I恢复送电后，照明恢复，智能屏切换故障。

2 直流电源改造方案

直流电源设备改造后应能满足新旧两套直流通信电源系统以主、备用（并机）方式工作，在一套设备发生故障时，另一套设备应在≤2.3 ms时间内切换供电，切换不应对所带负载设备产生任何影响。新直流系统所配置蓄电池与旧系统所配蓄电池性能保持一致。直流电源改造系统框图如图1。

图1 直流电源改造系统框图

（1）设备配置

电源型号：－48 V/240 A开关电源（施威特克）。

电源配置如下：

系统配置：1架机架2 000×600×600（mm）；4块整流模块－48 V/60 A；1块监控模块。

直流输出配置：100 A×5（调压后输出），63 A×2，32 A×2，20 A×4，200 A×2（电池充电）。

硅调压装置配置：100 A（最大容量100 A，额定工作电流40 A）可调稳压直流输出，以提供程控交换机使用，该调压装置需安装强制冷却风扇，风扇电源加装控制开关。

蓄电池配置：48 V/500 AH×1组（哈尔滨光宇）；DJ－24电池柜×1个：2 000×600×600（mm）。

事故照明输出配置：当交流电源停电时，能自动闭合事故照明电路，并发出声光告警信号（其中声告警装置可延伸至告警集中管理装置，约40 m）；当交流电源恢复时，能自动断开事故照明电路，并设有电流指示表。

网管工作站配置：P4 3.0G/160G/512Mb/19英寸液晶电脑。

（2）整流屏的技术要求

交流输入为下配电方式。配置与旧整流器（杭州施威特克公司设备）之间的直流并机控制装置，见电源系统图如图2。配置与原整流器之间的主备用切换装置。监控模块应置于整流屏中上端（以适合人眼观测及操作高度为宜）。负载接线端子周边留有足够空间，以方便接线。

图2 电源系统示意图

（3）蓄电池技术要求

蓄电池所需数量为24个，容量为500 Ah，要求其放电均匀，放电电压平稳、抗深度放电、内阻低、自放电小，安全防爆。蓄电池端电压的均衡性要求单体间的开路电压最高与最低差值不大于20 mV。其使用环境：海拔高度2 000 m，相对湿度不大于90%，工作温度范围：－30°C～ ＋45°C。使用寿命8～10年，使用寿命年限内不应有爬碱、爬酸现象出现。

蓄电池充电技术要求：系统要具有过压、过流、欠压、短路、过温自动保护功能，部分状态具有自动恢复功能（如过压、过流、欠压、过温）。当系统在断电后重新启动时，应按电池的放电容量或放电时间确定进行均充或浮充，均充结束后自动转入浮充状态，充电过程自动控制。系统要具有温度自动补偿功能；随着蓄电池环境温度变化，系统的浮充电压应能按1～5 mV/cell/℃自动调节，电池温度越高，浮充电压越低，反之亦然。

充电装置技术要求如表1。

表1 直流充电装置技术要求

（4）电源监控及网管技术要求

首先，要具有遥信性能。遥信项目：输入电源故障；输出电压过高、过低；整流模块故障；控制模块故障；熔断器故障；均衡工作方式。遥信输出条件：每一告警提供一副继电器干接点，告警发生时接点应闭合。其次，系统应具备RS－232及RS－485通信接口，并能通过监控模块实现本地和远端监控功能，并提供相应的监控软件（汉化版）及通信协议。监控模块能收集交、直流电的有关电压、电流等信息，进行监控。最后，配备计算机网管系统及软件，实现利用远程监控和网管功能将刘家峡水电厂前、后方通信电源设备、右岸小水电通信电源设备、以及兰州生活基地通信电源设备进行集中监控及维护管理。通过网管系统应能在异地实时控制和调整上述设备的充放电电压、电流以及一切其他维护参数。

（5）加装可调稳压装置

直流配电母排负载输出端加装一套电压自动调节装置（容量100 A）。由于刘家峡水电厂现有哈里斯交换机的使用电压范围比较小：43 V～53 V，当输出电压高于负载工作电压53 V时，稳压装置将自动把电压降至安全值（最佳值51 V）；当输出电压低于负载工作电压43 V时，稳压装置将自动把电压提升后投入使用。

（6）主备运行方式

保持原有整流电源，与新增－48 V/240 A形成一主一备的使用方式。由于旧的整流电源使用时间较长，考虑到设备的可靠性、稳定性。改造时将所有直流用电设备负荷割接到新增的开关电源。旧电源在平时作为应急电源以及事故照明电源使用，一旦需要可对电池进行充放电试验或者发生特殊情况时才将本设备投入到直流屏与新增开关电源并机使用。投入时必须注意将两套电源的电压调成一致，然后将熔断器插上即可。

（7）应急电源技术要求

在交流电停电时，逆变器将在≤2.3 ms时间内切换供电，切换对所带设备无任何影响。逆变器具备相应的防浪涌措施。输出分路：50 A×10系统接线图如图3。

图3 系统接线图

3 结束语

通信楼直流电源设备改造之前经常因机内连线短路造成停机，或出现输出电压过高，甚至整流器不能开机等故障，尤其在夏季雷电干扰下，输出电压瞬间提高，冲击通信设备，烧坏电路板，使通信中断；改造后，此类故障再也没有发生，保证了通信设备的正常运行。刘家峡水电厂在这次改造工作中取得了良好的效果，也受到了通信行业管理部门的好评。

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