110 kV及以下变电站通信电源配置及监控方式研究

冯 超

（云南电网有限责任公司丽江供电局，云南 丽江 674100）

0 引 言

丽江供电局于2014年完成35 kV及以上变电站光纤通信全覆盖工程，其中包括在110 kV变电站、35 kV变电站无独立通信电源的站点配置DC/DC电源模块对通信系统供电[1]。然而，由于此工程中仅配置一套DC/DC电源模块（不带蓄电池组）接入站内一体化电源，通信电源系统运行不稳定，经常因站内停电导致通信设备掉电的情况发生。随着变电站无人值守、调控一体化实施与及调度数据网建设项目的推进，站内通信设备承载的生产实时业务越来越重要，对通信电源系统的供电稳定要求也越发严格。近年来，网内多次发生厂站通信电源全失事件，导致生产实时业务通道中断，严重威胁电网安全，亟需从管理、技术等维度，开展通信电源专项整治综合提升工作，通过规范通信电源配置、实现通信电源远程监控与蓄电池维护定检，杜绝通信电源全停事件。

1 110 kV及以下变电站通信电源系统配置现状

现阶段，电力通信网110 kV及以下变电站的通信电源配置主要有两种模式[2]：（1）配置独立的-48 V通信直流电源系统（含蓄电池组），通信电源系统整流装置的交流供电电源分别取自两路不同站用电母线，蓄电池组则选用阀控式密封铅酸蓄电池（采用单体电压2 V的蓄电池组）；（2）配置一体化电源系统，在变电站操作电源中配置DC/DC电源模块，根据站内通信设备供电需求配置空开容量和数量。

在供电局所辖变电站中，除220 kV及以上变电站与4个110 kV变电站满足双独立通信电源双重化配置外，其余110 kV变电站仅配置一套AC/DC或DC/DC通信电源系统，35 kV变电站均在《35 kV及以上变电站光纤通信全覆盖工程》指导下配置单套DC/DC电源模块（不带蓄电池组），辖区90%以上站点通信电源均不满足《电力二次装备技术导则》配置要求，存在单点故障导致通信电源全失的风险。110 kV及以下变电站通信电源接入方式如图1、图2所示。

图1 110 kV变电站通信电源示意图

由图1可知，站内运通信设备均不满足独立双电源供电，在站用电源正常供电时若AC/DC电源系统发生故障，会导致通信设备供电中断；由图2知，在站用电源或DC/DC电源系统单一故障下通信设备供电中断将导致其承载的通信通道中断，促使变电站失去远程监控的功能[3]。

图2 35 kV变电站通信电源接入示意图

2 110 kV及以下变电站通信电源系统监控接入

当前，辖区110 kV及以下变电站通信电源中具备告警监控模块的通信系统均已采取干接点方式采集告警信息，接入自动化监控系统，告警信号包括整流模块故障告警、交流失电告警以及直流模块故障告警信号，可实现对通信电源的紧急告警监测[4]。该方法借助通信电源监控模块的干接点输出功能实现告警数据采集，在通信电源与测控装置间敷设满足要求的通信电缆，实现通信电源告警模块干接点与综自系统中测控装置互通，从而达到数据采集的目的。当通信电源出现故障时，相应接点闭合或开路，测控装置接收输入的变位信号，远动工作站会将通信电源告警模块干接点变位的遥信信息添加至远动信息库，达到采集通信电源状态信息的目的，在通信电源发生故障预警时会通过声、光及画面的方式提示监控人员。监控人员发现告警信息后及时通知通信运维人员进行通信电源故障消缺处理，从而降低由厂站通信电源全失导致生产实时业务通道全部中断的风险[5]。

然而，由于35 kV变电站所配置的DC/DC电源模块不具备远程监控模块，不可采用干接点方式进行通信电源告警数据采集，通信电源系统未实现远程监控，且变电站都已实现无人值守，当通信电源出现故障时，存在未能及时发现故障并消除导致厂站通信设备断电，造成通信网承载的生产实时业务中断的风险。因此，在无人值守变电站实现通信电源监控对保证电网稳定运行意义重大。

2.1 110 kV及以下变电站通信电源系统配置分析

《电力二次装备技术导则》、《南方电网公司110～500 kV变电站标准设计》中均对通信电源的配置做出如下要求：各级调度中心、220 kV及以上变电站应配置两套-48 V独立通信直流电源，110 kV及以下新建变电站应采用一体化电源，在两套变电站操作电源中分别配置DC/DC电源模块，并具备本地监控及远程监控功能。其中，告警信号应包括每一路输入交流缺相、交流失电、交流电压过高或过低、整流模块故障、直流输出电压过高或过低、过流、故障总信号、负载/电池分断告警以及过热告警等。告警信号除在设备上以告警灯方式响应外，还需提供与设备电气隔离的干接点输出，接点容量为DC250V/1A，可选择常开或常闭。配置需求详见表1。

表1 通信电源设备典型配置及关键技术参数表

鉴于110 kV及以下变电站只配置了一套AC/DC或DC/DC电源的站点，应按要求增配一套或多套具备本地监控及远程监控功能的DC/DC电源模块，并分别接入变电站一体化电源实现通信电源双重化配置，使通信设备双电源供电满足N-1运行条件。条件允许，处于汇聚站点的变电站可考虑配置-48 V独立通信直流电源（含蓄电池组），提高通信电源可靠性，确保通信实时业务的可靠传输。

2.2 110 kV及以下变电站通信电源系统监控方式分析

随着科学技术水平的快速发展，电力系统自动化程度大幅度提高，无人值守、调控一体化构想的实施对通信网的稳定、可靠传输要求越来越高。通信电源系统是通信网络的心脏，只有保证通信电源稳定、不间断供电，通信设备方能可靠运行。

对于变电站中不具备监控模块的DC/DC电源模块，相关人员应与原厂家工程师合作，在原DC/DC电源中增加告警监控模块，并采取干接点采集告警信号的方式将电源紧急故障告警接入自动化监控后台。

实际工作中干结点采集告警的正确率取决于现场工作人员能否在告警接入前根据设备图纸及现场倒换实验得出告警信息，存在告警信息定义与实际告警源不一致的可能，特别是在一些图纸缺失、已停产在运的通信电源，情况更加严重。且干接点方式采集范围较小，只能采集部分重要告警信息上传监控，一些可判断通信电源运行状态的次要告警难以做到实时上传，通信电源的整体运行情况监控不足，存在一定的运行风险。

具体实施时，应建设通信电源远程监控平台，制定统一的通信电源远程监控技术标准，规范通信直流电源监控物理接口、通信协议和监控内容，建设通信电源立体集中防控系统，把通信电源的全部监控信息（每一路输入交流缺相、交流失电、交流电压过高或过低、整流模块故障、直流输出电压过高或过低、过流、故障总信号、负载/电池分断告警，过热告警等）及蓄电池整组在线运行情况上传至远程监控平台，同时采用干接点采集告警的方式将电源紧急告警接至测控装置，并通过通信网上传至地调监控，当通信电源远程监控平台失效时也能通过干接点采集到通信电源紧急告警，实现N-1监控，解决局通信调度无24小时值班无法及时发现告警的问题，达到变电站通信电源远程可视、可管与可控目标。

3 结 论

通过分析不满足《电力二次装备技术导则》技术规范的110 kV及以下变电站通信电源的配置与远程监控方式，可明确通信电源的双重化配置与远程监控在通信网络中的重要地位。在此基础上，笔者提出通信电源配置优化方案与通信电源监控方式，建设通信电源远程监控平台，实时监控通信电源及蓄电池组在线运行状态，实现变电站无人值守与调控一体化要求。