江西贛州供電公司 董偉明 張 瑛 丁偉青

1.引言

贛州電力通信網(wǎng)為電力調(diào)度提供遙信、遙控、遙測信號提供傳輸通道，是實現(xiàn)變電站遠程監(jiān)控的基礎。近年來隨著電網(wǎng)的擴大、供電要求的提高，電力調(diào)度對電力通信網(wǎng)可靠性的要求也進一步提高。但是作為電力通信網(wǎng)的部分關鍵設備——PCM接入設備，卻存在設備供電方面的設計缺陷，不能滿足“電源1+1熱備份”的要求，從而制約了電力通信網(wǎng)絡可靠性的進一步提高。

為了完善PCM設備的供電系統(tǒng)的設計缺陷，研制了通信直流電源自動切換裝置實現(xiàn)設備的“電源1+1熱備份”、從而提高電力通信網(wǎng)的可靠性。

2.通信電源自動切換裝置結構示意圖

圖1 通信電源自動切換裝置結構示意圖

圖1元器件說明：

1)1#直流接觸器；

2)2#直流接觸器；

3)1#直流輸入電源開關；

4)2#直流電源輸入開關；

5)控制線接線端子；

6)1#電源輸入正常指示燈；

7)2#電源輸入正常指示燈；

8)輸出電源正常指示燈；

9)電源輸出端子。

3.通信電源自動切換裝置工作原理

(1)主電路工作原理

為了保證電源切換裝置的穩(wěn)定可靠運行，采用2個施耐德LC1-B20BD型號的直流接觸器作為核心部件，該接觸器具有：1常開節(jié)點和1常閉節(jié)點，其節(jié)點額定電流為DC 20A，遠大于通信設備及網(wǎng)絡設備的工作電流（3A左右），并具有良好的穩(wěn)定性。

主回路使用2個接觸器的構成，如圖1所示。1#接觸器的線圈工作回路串入2#接觸器的常閉節(jié)點，2#接觸器的線圈工作回路串入1#接觸器的常閉節(jié)點，從而實現(xiàn)兩直流接觸器的互鎖。

圖2 通信電源自動切換裝置主電路工作原理圖

圖2元器件說明：

1)接觸器KM1；

2)接觸器KM2；

3)1#電源輸入開關QF1；

4)2#電源輸入開關QF2；

5)裝置電源輸出端子；

6)接觸器KM1內(nèi)常開接點；

7)接觸器KM1內(nèi)工作線圈；

8)接觸器KM1內(nèi)常閉接點；

9)接觸器KM2內(nèi)常開接點；

10)接觸器KM2內(nèi)工作線圈；

11)接觸器KM2內(nèi)常閉接點。

在實際運用中，通常1#電源、2#電源輸入均為正常狀態(tài)，其電壓為-46V～-53.6V。合上開關QF1，電流經(jīng)過2#接觸器的常閉節(jié)點和1#接觸器的工作線圈形成回路，1#接觸器動作：常開節(jié)點吸合，使1#電源連通至裝置輸出端子、常閉節(jié)點斷開，2#接觸器的線圈工作回路處于開路狀態(tài)，即閉鎖了2#接觸器。這時再合上QF2開關，2#接觸器線圈工作回路不能形成，故2#接觸不動作，2#電源處于備用狀態(tài)。

在運行中，如果發(fā)生1#電源開關跳閘、電壓下降不滿足設備運行要求時，1#接觸器復位：常開節(jié)點斷開，1#電源退出運行，常閉接點導通，2#接觸器線圈工作回路形成。2#接觸器動作：常開節(jié)點吸合，使2#電源連通至裝置輸出端子、常閉節(jié)點斷開，即閉鎖了1#接觸器。

運行中如果電源輸入電壓均不滿足要求，則兩接觸器均不動作，兩電源均處于退出運行狀態(tài)。

(2)保護電路

保護電路的主要作用是檢測出所供電設備是否存在接地或短路現(xiàn)象，若存在接地或短路現(xiàn)象可切斷設備供電，以保證直流通信電源的正常運行。

設備出現(xiàn)短路或者接地時最直接的現(xiàn)象就是電流迅速升高、電壓迅速降低、對地電阻變?yōu)?或低阻。因此，最簡單的方法就是在電源輸出端子處、控制回路中串聯(lián)保險絲來實現(xiàn)保護功能。其保險絲額定電流，根據(jù)運行經(jīng)驗，可為通信接入設備實際工作電流的1.5倍。這樣可以避開設備啟動時的啟動電流，當發(fā)生設備短路、接地時又可以迅速動作。保險絲熔斷后，需通過人工更換，這樣就避免了短路或接地的設備再次投入運行。

(3)指示電路

為了便于現(xiàn)場運行維護，在開關QF1、QF2和輸出端子處并聯(lián)指示燈，分別表示1#電源輸入電壓正常、2#電源輸入電源正常、總輸出電壓正常。

4.現(xiàn)場實施步驟

為了避免運行中的PCM設備斷電，造成通信中斷，可參考如下的實施步驟。

(1)在PCM機柜的適當位置安裝該自動切換裝置。

(2)通過電源電纜將2#通信電源輸出至裝置2#電源輸入開關QF2處。

(3)測量確認2#電源輸入開關QF2處的電壓、正負極情況。如果2#電源電壓值與在用的電壓值相等時，可將2#電源的正極連接至PCM機柜的正極處、將2#電源的負極連接至PCM機柜的負極處，然后先合上2#電源輸入開關QF2再斷開原在用的的通信電源開關，使2#電源投入使用。

(4)同樣通過電源電纜將1#通信電源輸出至裝置1#電源輸入開關QF1處。

(5)測量確認2#電源輸入開關QF2處的電壓、正負極情況，符合要求后合上1#電源輸入開關QF1，是1#電源進入備用狀態(tài)。

最終形成如圖3所示的PCM設備電源連接情況。

圖3 完善后的PCM設備電源連接示意圖

5.通信電源自動切換裝置的優(yōu)缺點

根據(jù)實際運行情況，自行研制的通信電源自動切換裝置具備以下優(yōu)點：

(1)通信電源自動切換裝置具備很高的可靠性，自2010年10月投入運行至今從未發(fā)生誤動情況。

(2)通信電源自動切換裝置動作時間極短，可以快速退出故障電源，投入正常電源，可快速恢復PCM設備供電，保證通信網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

(3)通信電源自動切換裝置電路簡單明了，運行、維護、檢修方便。

(4)通信電源自動切換裝置的指示燈可清楚地顯示各輸入電源電壓情況，輸出電壓情況。

(5)通信電源自動切換裝置檢測出所供電設備是否存在接地或短路現(xiàn)象，若存在接地或短路現(xiàn)象可快速切斷設備供電，以保證通信電源的正常運行。

(6)通信電源自動切換裝置采用先退出故障電源，再投入正常電源的工作方式，因此可避免正常電源向故障電源送電，從而燒壞設備、電源電纜的事故發(fā)生。

由于通信電源自動切換裝置采用先退出故障電源，再投入正常電源的工作方式，因此無法避免PCM設備供電的短時中斷，通信業(yè)務的瞬時中斷。

6.結論

通過使用自行研制的通信電源切換裝置對PCM設備電源系統(tǒng)進行了完善，提高了電力通信網(wǎng)的可靠性。通過實際運行檢驗，證明通信電源切換裝置具有電路簡單明了、可靠性高、功耗小、造價低、安全可靠等特點，具有很大的推廣前景。