賈同威，蒲華東，李 波，馮振海

（雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，四川 成都 610051）

0 引 言

通信電源系統(tǒng)在電站是一個特別容易被忽視，但又十分重要的單元。其作為整個通信網(wǎng)絡(luò)的“心臟”部位，一旦出現(xiàn)故障，就可能會造成通信業(yè)務(wù)中斷或紊亂，甚至導(dǎo)致整個通信系統(tǒng)癱瘓。因此，合理的系統(tǒng)設(shè)計和科學(xué)的維護方式對通信電源系統(tǒng)的正常運行起著至關(guān)重要的作用。

1 通信電源系統(tǒng)現(xiàn)狀

通信電源系統(tǒng)主要為光傳輸設(shè)備、保護通信接口裝置以及交換機等重要通信設(shè)備提供48 V不間斷直流電。其日常維護工作主要包括蓄電池單體電壓檢測、蓄電池核容試驗以及交流電源切換試驗等。工作主要風險點在于蓄電池短路、人身觸電以及直流負荷失電等。

1.1 運行現(xiàn)狀

通信電源系統(tǒng)多采用交流不間斷的供電方式，主要由交流配電系統(tǒng)、整流系統(tǒng)以及直流配電系統(tǒng)等組成。實際檢修維護中，受諸多因素影響可能會威脅通信電源系統(tǒng)的正常運行。此外，通信電源系統(tǒng)多采用雙電源供電方式。當兩組進線交流電源同時停電，且一組蓄電池供電不足時，需通過手動操作將母聯(lián)開關(guān)合閘來保障兩段母線上負荷的正常運行。但可能會因操作不及時或在極端條件下發(fā)生負載接地短路故障而導(dǎo)致事故擴大。

通信電源蓄電池組大多采用閥控式鉛酸蓄電池。該類型蓄電池具有體積小、重量輕以及維護量小等特點。若不根據(jù)其工作特點進行科學(xué)有效地維護，很容易大幅度縮短蓄電池壽命，并且使性能下降。閥控式鉛酸蓄電池的使用壽命和容量受環(huán)境溫度影響很大，因此安裝位置的環(huán)境監(jiān)測尤為重要。部分安裝用戶采用傳統(tǒng)蓄電池監(jiān)控模塊，無法遠程監(jiān)測蓄電池的環(huán)境溫度和單體電壓，無法做到實時報警，從而增加了蓄電池單體電壓測試等日常維護工作的難度。

1.2 維護現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的蓄電池核容試驗靠人工接線，蓄電池組與系統(tǒng)隔離后，需人為將每節(jié)蓄電池用試驗線接入充放電測試儀后，再手動設(shè)置試驗參數(shù)進行測試。其最大的風險在于將蓄電池組與系統(tǒng)隔離或接線時由蓄電池短路引起的觸電、灼傷甚至燃燒爆炸等不安全事故。

蓄電池進行一次核容試驗用時約20個小時，其長時間的脫載運行，嚴重威脅了通信電源系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。某電站通信電源采用雙電源系統(tǒng)，如圖1所示。通信電源蓄電池進行核容試驗時，蓄電池處于脫載狀態(tài)。期間由于交流進線中上級進線的倒閘操作會導(dǎo)致一路交流瞬時失電，同時通信電源系統(tǒng)不能實現(xiàn)無擾切換，因此交流瞬時失電時I段直流母線也瞬間失電，導(dǎo)致該段單電源負載瞬時失電。事件說明，在蓄電池脫載試驗期間不可避免會出現(xiàn)交流進線故障或下上級電源倒閘操作等緊急情況，導(dǎo)致直流負載失電。因此，從根本上避免客觀因素誘發(fā)的直流負載失電事件，需要從系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)本身出發(fā)，嘗試在系統(tǒng)中應(yīng)用聯(lián)絡(luò)開關(guān)。

圖1 雙電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖

2 改進思路

2.1 自動聯(lián)絡(luò)

面對上述問題，蓄電池組脫載后合上母聯(lián)開關(guān)，可避免通信電源交流進線故障和上級電源切換引起的事故，但無法避免極端情況下所帶來的災(zāi)難性后果，如負載短路等。因此，可考慮在線監(jiān)測交流進線電壓和直流母線電壓的方式，設(shè)計母聯(lián)開關(guān)自動聯(lián)絡(luò)。母聯(lián)開關(guān)自動投入系統(tǒng)如圖2所示，主要由電壓檢測模塊、母聯(lián)開關(guān)控制模塊以及負載短路保護模塊3部分組成，以此來檢測電源輸出電壓和控制母聯(lián)開關(guān)的分合[1]。當系統(tǒng)檢測到電源輸出電壓降低到設(shè)定的欠壓定值時，觸發(fā)單元模塊使接點閉合，接通母聯(lián)開關(guān)回路。當系統(tǒng)檢測到電源輸出電壓恢復(fù)時，觸發(fā)單元模塊使接點斷開，斷開母聯(lián)開關(guān)回路。通過負載短路模塊檢測判斷是否存在短路，防止故障時自動投入聯(lián)絡(luò)開關(guān)，導(dǎo)致事故擴大。

圖2 母聯(lián)自動投入雙電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖

母聯(lián)開關(guān)自動聯(lián)絡(luò)的實現(xiàn)，避免了蓄電池核容試驗過程中意外因素導(dǎo)致的直流負載失電，可以保障除負載短路情況下，雙套通信電源系統(tǒng)負載供電的可靠性。

2.2 智能巡檢

隨著電力系統(tǒng)的智能化發(fā)展，常規(guī)的人工巡檢已無法滿足發(fā)展的需求，電站無人值班工作模式必然成為一種趨勢。智能巡檢的實現(xiàn)，可解決人工巡檢所面臨的巡檢效率低和巡檢范圍局限等問題，并能實時監(jiān)測通信電源的運行狀況。通信電源系統(tǒng)智能巡檢離不開監(jiān)控系統(tǒng)的完善，需要將系統(tǒng)的多種模擬量和開關(guān)量等信息送至監(jiān)控系統(tǒng)。通信電源智能巡檢系統(tǒng)拓撲如圖3所示。

圖3 通信電源智能巡檢系統(tǒng)拓撲圖

通過完善蓄電池監(jiān)控模塊采集量信息，利用溫濕度傳感器監(jiān)測蓄電池溫度，實時反映蓄電池運行狀況，還可降低蓄電池日常檢查和溫度測試等維護成本。同時，通過蓄電池監(jiān)控模塊采集蓄電池的單體電壓、交流進線電壓、負載開關(guān)輔助接點以及整流模塊等信息量，根據(jù)現(xiàn)場需求設(shè)置不同告警閥值送入監(jiān)控系統(tǒng)，可減少傳統(tǒng)僅送監(jiān)控單一告警信號給運行和維護人員去處理問題的難度。智能巡檢系統(tǒng)的搭建，可以通過狀態(tài)檢測，實現(xiàn)各元器件的長周期輪換管理[2]。

2.3 遠程在線充放電

通信電源作為電站通信系統(tǒng)不可缺少的單元，科學(xué)有效的運維和管理方式是電站無人值班運行模式的必要條件。蓄電池遠程在線充放電的實現(xiàn)，可更安全高效地保障日常蓄電池核容工作的開展。當然，蓄電池遠程充放電功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)在于監(jiān)控系統(tǒng)模塊的完善。利用智能負載和開關(guān)來實現(xiàn)蓄電池組的在線充放電工作，原理結(jié)構(gòu)如圖4。正常情況下，開關(guān)1、2、4以及5處于閉合狀態(tài)，開關(guān)3和6處于斷開狀態(tài)。蓄電池遠程放電時，先斷開1，后斷開2，最后合上3，按照設(shè)置好的放電參數(shù)進行試驗?；謴?fù)時先斷開3，之后恢復(fù)2和1[3]。

圖4 蓄電池遠程充放電系統(tǒng)原理圖

充放電試驗過程中，蓄電池的單體電壓、內(nèi)阻、容量以及充放電的電流和電壓等參數(shù)，通過模擬用戶顯示屏供運維人員實時監(jiān)測，便于實時掌握蓄電池的狀況。試驗結(jié)束后，系統(tǒng)自動將試驗數(shù)據(jù)上傳至終端數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)對比和查詢。

3 結(jié) 論

通信電源系統(tǒng)日常維護是保證通信網(wǎng)絡(luò)暢通的必要條件，科學(xué)有效的維護方法需要在日常工作中不斷探究與思索。本文提出了通信電源系統(tǒng)自動聯(lián)絡(luò)、智能巡檢以及遠程在線充放電3種功能方式的實現(xiàn)，可以顯著提高通信電源系統(tǒng)日常維護的效率和質(zhì)量，降低維護成本，保障通信網(wǎng)絡(luò)的運行更加安全穩(wěn)定。