电力系统通信电源新技术及应急预案研究

白金芳

（国网冀北电力有限公司承德供电公司，河北 承德 067000）

0 引 言

通信电源在电力通信系统运行中起着不可替代的作用，为电力通信网设备运行的安全性和稳定性提供充分保障。日益增长的电力需求推动着技术工作者对通信电源新技术的不断研究与革新，从而进一步提高供电系统的可靠性。文章充分考虑电力系统中通信电源新技术特有的特征、应用与例证研究，并结合实际情况，提出电力网中通信电源系统的专项应急预案。

1 电力系统通信电源新技术概述

80 年代以来，电力系统中应用的通信电源供电方式逐渐由传统式集中供电转变为分散式供电。相对于集中供电方式，分散式供电一方面避免集中供电存在的一些弊端，如电源设备体积大，安装过程复杂烦琐、产生噪声、污染周边环境等问题；另一方面具有投资少、易扩容、可靠性高、蓄电池组免维护以及易实现智能监控管理等优点。然而，分散式供电也存在以下缺点：一是蓄电池组数量和成本较高；二是对交流电源供电可靠性、电源设备的使用性能以及电磁兼容性要求更高；三是要求检修运维人员有较高的技术水平。

2 电力系统通信电源新技术的特点

2.1 可靠性高

电力系统通信电源新技术的供电可靠性更高，可以增强电力通信系统的稳定性，确保通信业务不中断。一般来说，通信电源系统能够同时为电力通信机房中的光传输、调度数据网、数据通信网、脉冲编码调制（Pulse Code Modulation，PCM）以及综合接入设备（Integrated Access Device，IAD）等不同种类电力通信设备提供电源，保障重要通信业务和电网生产业务的稳定运行。电力系统通信电源新技术能够降低因电源系统故障导致电力通信设备故障影响业务运行的风险。

2.2 稳定性强

开展电力系统通信电源新技术的研发首先应保证通信电源设备运行的稳定性，电流和电压过高、过低或变动幅度大都将对通信设备的安全稳定运行产生直接影响，因此电流和电压需要稳定维持在具体合理范围内。若通信电源的供电电压高于设定范围，则会损坏通信设备内部的电子元器件；若通信电源的供电电压低于设定范围，将导致通信设备不能正常运转[1]。

2.3 小型化和集成化

随着当今电力通信技术的不断进步和系统应用需求的不断提升，电力机房内各种设备数量不断增多，要求各类通信设备在空间占用度、重量、集成化等方面达到更高水平。当前被推广使用的电源开关中，同时装有无功频率变压器和集成稳压器，使得通信电源设备体积上更加小型化。电力通信设备将逐渐朝着功率低、体积小、重量轻以及更加集成化的方向发展。

2.4 频率高

通信电源装置逐渐往高频率的趋势发展，不仅提高通信电源系统效率，还达到节能减排的目的。基于电力系统通信电源新技术的电力通信供电设备具备更高的频率，可以达到高频切换电力通信电源的效果，功率利用率甚至可达90%，有效节约能源[2]。

3 常见的电力系统通信电源新技术

3.1 电源集中组网监控技术

电力系统通信电源新技术能够实现集中组网监控，既可以有效地监测控制输出电流、电压波动范围，又可以对电力系统进行远程、实时监测，从而快速排查、处理电力通信电源设备的缺陷与故障，进一步提升电力通信系统中的供电设备可靠性。

3.2 开关整流技术

电力通信设备运行所需的电压一般为-48 V，中央电力传输线路的电压只有进行降压处理才能为通信设备供电。开关整流技术能够通过整流器的变换动作调整电流、修正全部电压功率因子、采用非线性元件的内部存储设备切换开关整流器等，确保电力通信电源设备能够输出符合设备运行要求的电流，持续为不间断通信设备供电。

3.3 开关技术

开关技术可以直接控制通信电源设备的运行和停机，在防止电流冲击对电力系统通信电源设备的运行造成不良影响的同时，对电力系统通信电源设备的正常使用周期起到延长作用。采用新型硅质原材料的开关能够有效避免电压对运维人员的身体产生伤害；通过现代信息通信技术，将开关升级为自动、独立的设备，利用手机客户端作为控制器进行指令操作，达到远程控制电力系统通信电源运行和停机的目标。

4 电力系统通信电源新技术的具体应用

4.1 免维护蓄电池

电力通信系统中，早期使用的开口式铅酸蓄电池充电结束后会出现水分分解和水分蒸发现象，运维人员需及时进行蒸馏水补充，且电池使用寿命短。另外，也会提高企业的维修成本和运维人员的工作量。免维护蓄电池相比早期蓄电池具有良好的封闭性、自放电的发生概率极低、稳定性更高、蓄电池水分蒸发量减少、使用寿命延长以及有效减少运维人员工作量等优势，越来越广泛地被应用于电力通信系统[3]。科学、合理化运用免维护蓄电池，能够有效提升电力通信系统的供电可靠水平。

4.2 高频开关电源

可控硅相控整流设备是传统电力通信系统广泛采用的整流设备，该设备具有占用机房空间大、控压操作过程复杂、工作效率低等缺点而逐渐被取代。现网运行中主要利用基于电力系统通信电源新技术的高频整流开关电源，其核心功能是通过内部整流元件将交流电源转变成可供设备运行的直流电源，具备频率、功率双高的优点，为企业的整体经济效益提高及长远发展提供保障。目前，变电站通信机房高频开关电源系统的接线方式如图1 所示，容量配置要求如表1 所示[4]。表1 中：M为单套高频开关电源所带的全部蓄电池组数；I10为单组蓄电池组10 h 的放电电流，I总为通信站的总负载电流。

图1 高频开关电源系统的接线方式示意

表1 单套-48 V 高频开关电源的容量配置要求

4.3 防雷网络

雷电是常见的能够冲击电网安全稳定运行的自然灾害，雷电发生期间产生的高电压严重威胁电力通信设备的正常运行和人民的生命财产安全。目前主要的防雷技术包括以下几种：第一种是对雷击产生的电流进行分流、引流，将其中部分电流引至别处，从而降低雷击产生的损害；第二种是人为采取技术措施，有效降低电力通信设备和其他电力设施的雷电感应电压值；第三种是采取阻塞措施，降低雷电产生的侵入波过电压值。以上技术的应用，能够防止电压浪涌问题，有效提升电网的抵御能力和安全性能。

4.4 无工频变压器整流开关

无工频变压器整流开关具有功率密度大、频率高、能效高、噪声低、体积小、易扩展以及易维护的特点。首先，将交流电接入整流器和滤波器电路，输出可用直流电；其次，通过逆变将直流电转化为电流频率为100 ～500 kHz 的交流电；最后，将交流电通过整流滤波转化成供通信设备运行的低压直流电。无工频变压器整流开关促进电力通信电源设备工作效率的提升，增强供电系统的稳定性[5]。

5 通信电源系统应急预案

为高效有序处置通信电源系统故障，避免或最大限度地减轻通信电源故障造成的损失，保证通信电源不中断供电或尽量缩短电源中断时间。依据国家电网公司现行的相关规程、规定，制定适用于电力系统通信电源突发故障处理的应急预案。

第一，接到事故通知后，现场指挥人员和运维人员应当立即响应，迅速前往事故发生现场，在最短时间内确定事故发生原因，确保恢复设备供电；同时，可通过关掉站内部分辅助设备设施的方法减少电源负载，以尽可能延长重要设备的供电时间，缩短通信业务受影响时间，降低不必要的损失。

第二，在通信站条件允许的情况下，运维人员应确保事故现场以最快速度采用柴油发电机发电、供电，确保在蓄电池供电时间不满足故障处置进度的情况下，实现随时随地发电。

第三，如果交流配电单元的交流接触器损坏，导致交流部分发生故障，一般先将交流接触器临时短路，抢通后再进行具体故障处理。若具备2 组接触器，则将设备负载临时切割至另一组正常运转的接触器下运行，以保证通信设备及时恢复供电，再处置接触器缺陷。

第四，如果交流供电和整流输出部分均正常，但是电压过低不满足设备要求，则可将自动电压调整至首位置，再调整输出电压，将其暂时调至自动位置，确保设备的供电不中断，并尽量短时间内完成故障处理。

第五，如果发生全站直流失压，且未发现有电压降低的先兆，运维人员应首先检查直流输出熔断器，若存在损坏问题，则进行熔断器更换，恢复直流供电[6,7]。

6 结 论

随着通信技术水平不断发展提高，电网和电力通信事业得到蓬勃发展，新型电力系统正在加快建设。电力企业必须加大电力系统通信电源新技术的研究与应用力度，做好有效应急预案，全力保障电力通信系统乃至整个电网安全稳定运行的目标得以顺利实现。