电力通信电源系统配置维护浅析

周翼虎，潘 宇

（中国长江电力股份有限公司，四川 成都 610000）

1 电力通信电源系统重要性

电力通信系统涉及范围广，设备多，运行条件复杂。从一开始的传输设备供电，调度系统供电到后续发展的OA系统、通信网管理系统供电，当下随着5G、融合通信等新技术新业务的发展和推出，通信电源系统所承担的业务越来越多，对可靠性及稳定性要求也越来越高。

2 电力通信电源系统配置

图1 通信电源系统图

如图1所示，电力通信电源系统主要由交流电源柜、高频开关电源柜、蓄电池组、直流分配柜、不间断电源、通信电源监控等组成。目前典型通信电源设备大多数采用市电或者油机转换电通过一系列降压、整流以及相关的配电直接给通信设备进行供电或者向蓄电池进行供电，通信系统电源从市电获得电能，当市电发生故障时柴油发电机等备用电源设备介入进行工作，对系统进行不间断供电，接入的电能通过低压交流部分为通信设备进行直接供电，除此之外为了进一步保障系统的安全可靠性，在通信设备处加装蓄电池组，设备正常工作时，蓄电池组处于充电状态，当系统外部电源中断时，蓄电池向通信设备供电，保障了通信系统的短时性不间断供电，极大地提高了系统的安全、可靠性。现分述如下：

2.1 交流电源柜

一台交流电源柜的交流输入应取自完全独立的两路市电，正常时通信系统从市电获得电能，还应配置柴油发电机等应急电源装置以保证当市电失电时的供电可靠性。交流电配电单元需具有良好的线路切换功能。交流配电有两条输入电路，日常检修调试和设备维护时需对两条线路进行切换，可在设备安装和春秋大检作业时进行线路切换试验，保证切换功能正常。

2.2 高频开关电源柜

交流电源柜的输入经交流互投装置装置后引入高频开关电源柜。交流互投装置能保证交流的冗余，当其中一路失电后会自动切换到另一路。经交流互投装置处理后的输入，又会以交叉连接的方式分别接入两台开关电源柜。

高频开关电源屏由交流输入部分、高频开关整流模块、监控单元、直流输出等部分组成。

正常运行时，交流电源经过高频开关电源整流模块后，通过直流母线向直流分配柜供电，同时也对蓄电池进行浮充电。交流市电失电时，由蓄电池组向负载供电；交流恢复后，对蓄电池组充电。

两套高频开关电源的直流母线在正常运行条件下禁止并联运行，输出分配单元在操作中不能互相影响。

高频开关电源模块性能要求：

均流：在多个模块并联工作状态下运行时，各模块承受的电流应能做到自动均分负截实现均流；在2台及以上模块并联运行时，其输出的直流电流为额定值时，均流不平衡度应不大于±5%额定电流值。

功率因数：功率因数应不小于0.90。

谐波电流含量：在模块输入端施加的交流电源符合标称电压和额定频率要求时，在交流输入端产生的各高次谐波电流含有率应不大于30%。

2.3 蓄电池组

通信电源系统中采用整流器和蓄电池组并联冗余供电方式。蓄电池组作为备用电源还能吸收高频纹波电流。目前常用的蓄电池为阀控式密封铅酸蓄电池。

蓄电池组日常中主要运行在浮充电方式。浮充电压一般控制为2.23-2.28V*N，均充电压一般控制在2.30-2.35V*N，在运行中主要监视蓄电池组的端电压值、浮充电压值、每节蓄电池电压值、蓄电池组及直流母线的对地电阻值和绝缘情况。

通信站点蓄电池组后备时间应大于等于4小时，偏远且无人值守的通信站点应大于抢修人员携带必要工器具抵达通信站的时间且不小于8小时。

蓄电池连接电缆应采用阻燃电缆。

2.4 不间断电源

不间断电源容量应按照满足供电范围内所有设备额定负荷大小计算，涉及负荷综合功率因数和实际工作情况下的负荷率，并预留一定容量，且直流输入应与交流输入和输出侧完全电气隔离。

2.5 直流分配柜

直流分配柜为接直流负载的屏柜，设计时应注意直流总开关与负荷开关之间容量关系。直流负荷按照功能分为控制负荷和动力负荷，通信用直流负荷属于动力负荷直流。分配柜与高频开关电源柜之间采用交叉接线方式，在蓄电池组充放电或者一台开关电源柜故障时可将直流负荷转接到另一台开关电源柜上。

2.6 通信电源监控

通信电源监控作为通信动力环境监控系统的一部分，监控对象包括：机房（蓄电池室）环境、高频开关电源系统、通信用不间断电源、蓄电池等。

通信电源设备监控单元应具备RS232或RS485/422、以太网、USB等标准通信接口，将本地监控信息传输到通信动力环境监测系统和本变电站辅助监控系统，实现对设备的遥信、遥测功能。

2.7 防雷性能

通信电源系统应采取多级过电压防护，按照DL/T548-2012执行，在进入机房的低压交流配电屏入口处具备第一级防护。整流设备入口处具备第二级防护，在整流设备出口处的供电母线上具备工作电压适配的电源浪涌保护器做作为末级防护，特殊情况可增加或减少防护级数。

图2 通信电源过电压保护配置图

3 通信电源系统日常维护

3.1 蓄电池组

3.1.1 蓄电池月检，检查内容

（1）检查蓄电池组运行环境，包括通风、照明、消防等。

（2）检查蓄电池组总电压及单体电压。

（3）检查标签标识是否有缺失、字迹模糊等，若有，则及时更换新的标签标识；用湿抹布清除蓄电池外表灰尘。

（4）检查连接导线是否松动，若松动则用活动扳手拧紧松动的导线螺栓，盖好导线螺栓塑胶帽。

（5）检查蓄电池输出直流电缆孔洞是否有效封堵，若发现未有效封堵，则及时封堵。

（6）检查蓄电池是否有壳体变形、液体渗漏、极柱锈蚀等现象，若有，则视情况进行处理。

3.1.2 蓄电池组核对性放电

对浮充电运行的蓄电池，经过一定时间要使其极板的物质进行一次较大的充放电反应，以检查蓄电内池容量，并可以发现老化电池，及时维护处理，以保证电池的正常运行。

3.2 交流互投试验

每季度进行一次交流互投试验，两路交流应能正常切换。其实验步骤为：

（1）检查开关电源柜工作状态（两路交流输入均正常，整流器工作正常）。

（2）若本柜交流运行在输入1路，断开交流输入1路，互投继电器是否倒换（倒换为正常）。

（3）闭合交流输入1路，互投继电器是否倒换（非对等倒换为正常，对等不倒换为正常）。

（4）断开本柜交流输入2路，互投继电器是否倒换（非对等不倒换为正常，对等倒换为正常）。

（5）确定整流器是否工作正常。

（6）闭合本柜交流输入2路，互投继电器是否倒换（不倒换为正常）。

（7）确定整流器是否工作正常。

（8）整理、填写相关试验记录。

3.3 防雷接地测试

每年进行一次交直流电源柜及开关电源柜防雷器件的U1mA和0.75U1mA下泄漏电流及残压测试。

每年测量一次交直流电源柜及开关电源柜工作地和保护地接至机房环形接地铜排的连接电阻，电源柜与环形接地铜排的连接电阻值不应大于0.1W。每年应进行一次电源系统监控装置设备的检查及试验。

3.4 电源系统监控装置检查

4 通信电源系统常见故障分析

（1）蓄电池在通信电源中最常出现故障，容易短路是电池最常出现的问题。蓄电池一旦短路就会使通信电源的供电发生异常，严重时还会有蓄电池爆炸的风险。蓄电池一旦爆炸，整个供电系统都将瘫痪。当蓄电池出现短路时，其中的负极绝缘层会出现损坏现象。绝缘层被破坏后，蓄电池利用蓄电池架的导电性不断地向地面放电，产生的电流会导致电源线不断升温发热，如果不及时解决，将发生火灾。

对此，我们应加强对电源日常的规范性管理工作，保持机房设备健全，机房环境整洁，运维人员应做到切实抓好蓄电池的日常维护及检修，加强对电源监控的建设，制定及落实好应急处置措施。

（2）主干网失压故障也是通信电源中常见故障，虽然当前这种情况发生的概率因电源系统建设的完善而不断减小。但对于一些老旧的电源系统仍是大问题。

对于此种情况，运维人员应做好事故预想，保持与当地供配电部门的沟通，掌握好预期停电时间，在停电时间内密切关注蓄电池与设备运行情况。若停电时间较长蓄电池不能维持供电，可采取搭接临时配电设备或者关停不重要负荷保证重要负荷运转等措施。

（3）通信电源发生故障需要解决时，要确保的第一准则是保证通信设备不间断电流，即一路交流电出现问题，应该确保另一路交流电正常供电。如果出现问题，应该分段排查，并核实熔丝是否断裂、整流模块是否过热及风扇是否正常运作等。

5 结束语

通信电源系统牵涉面广，运行情况复杂，工作人员需合理设计电源系统、制定并落实相关管理制度、对操作方法进行规范、加强建设工作，做好维护工作，以确保其可靠性及稳定性。