电力通信电源的故障与运维

初永洁，徐正亚，郎 洁，苏 蓉，鲁双贵

（云南电网有限责任公司保山供电局，云南 保山 678000）

1 电力通信网

电力通信网是电力系统中继电网之外的第二张网，它是随着电力系统的发展需要而逐步形成的，属于国家专用通信网之一。它的出现缓解了初期公网发展缓慢造成的通信能力不足以及不能满足电力部门特殊通信需求的状况[1]。电力通信网是电力系统的重要组成部分，是电网调度自动化、管理信息化以及运营市场化的基础设施[2]。而通信电源是电力通信网中的关键设备，一旦电源中断，所有通信设备将无法正常运行，通信网上承载的业务也将瘫痪，企业和社会也会因此遭受严重损失。因此通信电源的运维工作应得到充分的重视，避免因电源中断导致大面积的业务中断事件。

2 通信设备对通信电源的要求

一是可靠性要求，在任何情况下都不允许输出时发生中断或停电的故障，这也是对通信电源的基本要求[3]。二是稳定性要求，现在的通信设备都非常先进，精度高、速度快，这也对通信电源的输出电压提出了非常高的要求，输出电压质量用稳压精度、纹波系数以及杂音电压等指标量化，一旦这些指标高于标准值，轻则影响数据正常传输，重则导致通信中断。三是小型智能化要求，随着电子器件及控制技术的发展，通信电源由早期的相控电源发展到目前的高频开关电源，具有大功率、小体积、智能化程度高、便于运行管理以及故障处理等特点。四是高效率要求，早期的相控电源效率仅为70%，一大部分能量都转换成了热能，既浪费了能源，又加大了设备故障率。现如今的高频开关技术都将转换效率提高到了90%以上，很大程度上解决了上述问题[4]。

3 通信电源系统的组成

通信电源系统由整流模块、蓄电池组、直流配电、UPS、交流配电及监控模块组成，如图1所示[5]。两条10 kV线路经1号主变压器与2号主变压器降压后成为380 V的市电1与市电2，两路市电分别接入各自的交流馈线柜。为保证供电可靠性，高频开关电源的两路交流输入分别从交流配电1与交流配电2取得，两路独立的市电经接触器选择归为一路，之后再经整流模块形成直流。正极接地后形成-48 V直流输送给直流配线柜供负荷接入，与此同时整流模块也接了蓄电池组。正常情况下，整流模块输出的直流电一方面为负荷供电，另一方面为蓄电池组提供浮充电压，在两路市电失压时，蓄电池组为负荷提供直流输入[6]。交流馈线柜后同样也接入了UPS，为重要的交流负荷提供稳定不间断的高质量交流输入。监控模块在图1中尚未画出，它连接着通信电源的各个部分，实时采集交流输入电压、蓄电池电压以及直流输出电压等关键参数，为运管人员掌握通信设备的运行状态提供依据。

图1 通信电源系统结构

4 通信电源的常见故障及处理

根据实际工作中通信电源的缺陷处理情况，发现通信电源系统的故障规律也是有迹可循的，问题常常出现在以下几个部分。

4.1 高频开关电源失压故障及处理

高频开关电源失压故障时，后台与监控模块均显示交流输入故障告警，本地声光报警启动。此故障在交流输入电压异常及缺相时发生，此时应使用万用表及时测量交流输入，判断故障是由两路交流市电电压异常或缺相造成，还是由于插件松动导致的交流接触器不吸合造成。若由前者造成，应使用万用表逐级排查上级电路确定故障点，查明故障原因后进行消除，其中端子松动导致的电压异常情况较为常见；若由后者造成，应及时紧固交流接触器线路板中松动的插件，尽量避免在电源屏柜上实施打孔等震动较大的工作[7]。高频开关电源失压故障可能会导致通信系统大面积中断，使得整个电力系统的正常运行受到严重影响，威胁到了企业的电力生产和人民的用电安全，应着重避免此类故障的发生。

4.2 整流模块故障及处理

整流模块故障时，后台与监控模块均显示整流模块故障告警，本地声光报警启动，整流模块故障灯亮起退出运行。由于电源机柜常处于密闭环境，堆积在风扇上的灰尘轻则会削弱其散热功能，重则会导致其故障停运，故在计划工作时应将整流模块依次退出并清洁，同时保持环境的干净整洁。除此之外，内部电路的不合理、设备老化等原因也会导致整流模块故障。由于整流模块（图2）有着较高的集成度，故障发生后一般只能进行返厂维修或整组更换，故平时应采购充足的备件，以备不时之需。

图2 整流模块原理

4.3 防雷模块故障及处理

防雷模块故障时，后台与监控模块均显示防雷模块故障告警，本地声光报警启动。故障一般是由于模块被击穿或松动造成，一旦故障发生，应首先观察窗口颜色，若窗口颜色为红色，则说明防雷模块被雷击穿，需要及时进行更换处理；若窗口颜色为绿色，则表示因防雷模块松动造成故障的可能性较大，应手动按压恢复。此外，即使防雷模块长时间未遭雷击穿，也应定期更换，以保证防雷功能。

4.4 蓄电池故障及处理

蓄电池故障时，后台与监控模块均显示蓄电池故障告警，本地声光报警启动。除此之外，还可能伴随有蓄电池膨胀、溢液、柱头锈蚀以及发热等现象出现。造成蓄电池故障的原因有很多种，如蓄电池内阻增大造成发热、蓄电池极间短路、蓄电池容量不足或者熔断器未插紧等[8]。运管人员应根据实际情况按需更换蓄电池组，保证蓄电池的正常运行。另外在做蓄电池充放电试验时还应注意控制放电量，避免过度充放电导致蓄电池容量受损，致使其在系统故障情况下不能满足规定的放电时长。电池类产品的性能随投运时间变长而严重下降，到使用期限的蓄电池应及时退运更换，避免使用老旧器件。

5 如何提高通信电源的运维水平

5.1 健全体制机制

企业应制定完善的通信电源管理细则并积极落实[9]。细则中应明确设备定检要求、操作流程、权责划分、故障处理方案、通信电源中断应急预案以及注意事项等内容，通过制度规范行为，确保通信电源稳定可靠地运行。

5.2 加强通信电源的巡视工作

按照日常巡视、月度巡视以及季度巡视3种形式分层次开展通信电源的巡视工作。日常巡视中着重发现异常信号与明显缺陷；月度巡视进行整流模块的清洁工作，避免因灰尘堆积导致的风扇故障；季度巡视注意检查蓄电池充电电压是否受温度补偿系数的调节，并检查其标识标签是否规范，确保蓄电池在不同温度下的充电需求，规避因标识标签错误导致的误操作风险。

5.3 合理安排通信电源的定检工作

根据设备生命周期的管理要求合理安排电源的检修工作。检查定值设置，测量高频开关电源输入输出电压，检查防雷模块，进行整流模块开断试验、蓄电池充放电试验以及交流倒换试验，尤其注意做交流倒换实验前要确保蓄电池处于正常工作的状态，避免出现设备瞬时掉电的情况。

5.4 满足设备配置要求

通信电源设备的配置主要有3方面的要求。一是冗余配置要求，高频开关电源应满足双重配置要求，设置两套独立的高频开关电源，互为备用。正常工作时分摊负荷，其中一套故障时，另一套应具备承载全部负荷的能力。二是整流模块应按照N+M配置，N台主用，M台备用，正常工作时所有整流模块并联运行，均摊负荷，若其中的模块发生故障时，故障模块应能够自动退出，负荷由剩余正常模块承担。三是高频开关的输出应满足所有通信设备的用电需求，蓄电池容量的配置应能够在交流掉电的情况下独立支撑通信系统规定时长的工作。

5.5 推进创新工作

现代技术的发展日新月异，通信电源技术也应跟上时代的步伐。通信电源运管人员应能结合现场工作的实际难题，积极思考，创新创造，寻找解决问题的新方法。除此之外，还应积极引进先进的智能化技术手段和管理方法，推进智能电源技术的应用，提高管控的维度与精度以及电源系统自动化程度，降低人为差错的可能性。

5.6 通信电源远程核容监控系统的使用

远程监控系统的接入有助于运管人员实时掌控设备运行状态，不用到现场也能及时发现设备故障，降低了故障发现的成本，在很大程度上减小了故障时长和利益损失[10]。监控系统还可以关联手机短信，即使运管人员不在远程监控终端也能第一时间掌握设备的故障信息。除此之外，企业还可以根据自身实际情况选择使用蓄电池远程核容设备，运管人员不必到作业现场，只需在远程终端上进行相应操作便可以进行蓄电池的充放电试验。该技术改变了传统的作业方式，大大节省了人力物力，可使电源定检工作量下降50%以上，极大推动了电源设备的智能化和数字化，对通信电源的安全稳定运行起到了积极作用。

6 结 论

经济的发展对电力系统供电质量提出了更高的要求，电力通信作为电力系统基础业务的保障与支撑，对保证电网稳定运行具有至关重要的意义，而通信电源又是通信系统的核心，提高通信电源的故障处理效率和运维水平的重要性也因此凸显了出来，通信电源运管人员应重点关注通信电源，以确保电力系统稳定可靠运行。