电力通信电源供电方式设计探讨

电力通信电源供电方式设计探讨

穆赞焦红日李渊仇碧杰田海军

（国网山西省电力公司长治信息通信公司山西省长治市046000）

摘要：电源系统作为电力通信设备中的重要组成部分，电源供电方式的稳定性以及可靠性直接影响着电力通信设备的正常运行。如果电力通信电源供电中断，将会严重影响整个电力系统的正常运转，对人们的生产生活造成极大的不便，因此必须要对电力通信电源供电的方式进行合理科学设计，确保电源供电的稳定以可靠。本文就对电力通信电源现状进行分析，并深入分析和探讨电力通信电源供电方式的设计。

关键词：电力通信电源；供电方式设计

前言

最近几年，我国的电网建设越来越成熟，同时电网的建设规模也在不断的扩大，现代通信技术也在有了很大的进步，而这也推动了我国电力事业的发展，电力系统运行的过程中很多设备也在不断的完善和更新，而在这样的情况下也对电力通信直流电源提出了更加严格的要求，所以在实际的工作中做好电力通信直流电的保护工作有着非常关键的作用，因为它直接对电力设备运行的稳定性和安全性产生重大的影响。

一、电力通信电源系统的组成

一般的说，电力通信电源系统由交流供电系统和直流供电系统组成。

1.交流供电系统

交流供电系统一般由交流配电屏和交流UPS不间断电源系统组成。

1）交流配电屏

交流配电屏的市电输入一般为2路380V三相四线交流输入，交流部分的市电输入一般为2路380V三相四线交流输入，在电源容量较小时有时也使用2路220V单相交流输入，以保证电源可靠供电。为防浪涌过电压破坏，在市电输入端应加装避雷器。为实现两路输入的交流电的通断互锁，自动切换，还需装设交流切换装置，采用机械互锁或电气互锁方式，但是应注意任何时候都不允许出现两路交流电源同时接通或者同时断开的现象。

2）交流UPS不间断电源系统

交流UPS不间断电源系统由整流器、逆变器、监控单元、蓄电池组等组成。

2.通信直流供电系统

通信直流供电系统由高频开关电源（整流配电设备）、直流配电设备、蓄电池组和监控单元等设备组成

1）整流配电设备

整流配电设备是通信直流电源的最重要的组成部分，通信直流电源的供电质量主要取决于整流器的电气指标，它完成AC-DC变换并以并联均流方式为通信设备供电。整流模块容量一般为每块20A/-48V～50A/-48V。同时为了提高整流器工作的可靠性，在设计时应考虑多余备用容量，模块配置采用N+1冗余。根据《南方电网通信电源技术规范》，整流模块数量应不少于3只。主用整流模块总容量应大于负载电流和电池的10小时率充电电流之和。在交流电正常的情况下，整流器向负载供电的同时对蓄电池浮充。若发生交流中断，则由电池向负载供电，电池电压下降到设置的最低保护工作电压时，电池被保护断开；当交流恢复后，应实行带负载恒压限流对蓄电池组充电。

2）直流配电设备

直流分配部分将整流器输出的直流电压进行分配，分配给通信设备和其它直流用户供电。直流分配部分决定了设备的最终分配容量，因此要求在设计时应充分考虑直流分路输出的用户数和容量，满足日后通信设备接入的需要。

3）蓄电池组

蓄电池组是通信直流电源的不可缺少的组成部分，蓄电池组一旦发生故障，在市电输入停电时，将造成所有使用该蓄电池组作后备电源的通信设备全部停止工作，造成通信中断。现在使用的蓄电池组都是阀控式密封铅酸蓄电池（简称VRLA），它完全取代了过去使用的普通开口铅酸蓄电池，采用密封结构，基本无酸气泄漏，可与设备同室安装，无需加电解液维护；可采用立式、卧式、单层、多层等各种组合安装方式，安装灵活；适用浮充工作制，使得供电系统电压更稳定；寿命、容量等受温度影响较大。蓄电池组的容量决定了市电停电后通信设备的运行时间，一般可根据负载大小和放电时间来选择蓄电池组的容量，计算方法为：负载容量（A）×放电时间（h）&pide;放电时间小时率放电容量系数。

二、电力通信电源供电方式的设计分析

1.电力通信电源负荷设计分析

传统的县里通信电源是以相控电源为主，其业务范围较小，通信设备基本属于交直流两用，电源容量较小；同时蓄电池的结构具有开放性，其在维护过程中要经常加水和酸，这样往往会导致电池室内的空气含有较多的酸雾。因此在以往的设计中主要是在专用的蓄电池室中单独安装蓄电池组，并配置相应地加温和排风装置。

随着科学技术的发展，通信设备数字化，其能承载更多的业务，传输更大的容量，电源系统的要求也随之提高。不仅要求电源要具备更大的容量，还要求单台设备能传输更大的容量，因此必须要有效保证电源的稳定性和可靠性，避免设备失电后丢失更多业务。此外，以往的通信电源属于项控电源，现在发展到智能化开关电源；以往的蓄电池属于铅酸电池，现在发展到阀控式密封免维护电池。许多电力企业为了避免设备失电事故的发生，开始集中监控通信电源的运行情况。

就现阶段而言，随着大负荷通信设备的投入使用，如光纤传输设备智能化、路由交换机采用IP技术等，同时变电站中也开始使用直流电源，从而要求通信电源具备更大的容量。因此在对电力通信电源的供电方式进行设计时，必须要重视相关专业的需求，要预留部分开关数量以及电源容量；同时重新计算变电站中蓄电池以及电源的容量，调整通信电源的检修维护以及运行。

2.供电方案（AC-DC+蓄电池）分析

通信组合电源系统由蓄电池组、监控单元、整流模块、直流配电单元以及交流配电单元五个部分组成。

一般两面整流屏的整流电源属于单独工作，6个30A的高频开关整流模块中分配有系统中的容量，即便某个模块出现故障，也不会影响到系统的整体供电；同时监控模块会将系统故障的相关信息传输到监控中心。系统中的两面开关电源屏，其各自安装有交流自互投装置，从而有效保证交流电源的稳定和可靠，降低开关电源出现故障的概率，便于交流配电屏的扩容、调试以及检修等操作。但是也会使得设备的成本增加，使部分交流负荷的可靠性降低。

一般通信设备都具备双路电源输入功能，系统中2面开关电源屏的直流输出，其主要是输入到直流配电屏的2个母排上，因此可以将通信设备以及电源线引入到2个母排上。此外2个母排上加装的大容量手动开关，其主要目的就是为了便于检修和维护。因此在对电力通信电源的供电方式进行设计时，必须要优化设计方案，确保供电方案具有较高的安全可靠性。

3.DC-DC方案供电分析

随着电网基础设施建设规模的扩大以及建设成本的增加，为了有效减少设备数量以及节约占地面积，通信设备与变电站的操作直流系统开始共用。220kV的电压等级变电站，必须要由220kV的直流电源进行操作，通信直流电源一般采用的是-48V，因此两者共用时需要进行DC-DC变换。DC-DC技术的发展，其具有较小的投资，因此适用于功率小的电源需求领域。但是其也存在一些不足：首先DC-DC并联的规模较大，往往无法有效防止失控和短路，容易出现安全事故。其次，其能使电力生产系统与通信电源系统存在共用和耦合环节，从而导致电力生产运行的可靠性下降。最后，由于其与蓄电池的防浪涌保护相脱离，因此导致电源电压的波动直接影响通信设备，使设备存在安全隐患。

结语

电力通信在电力系统中的支撑作用不断增大,电网一次系统对通信网的依赖也越来越大,组建一个高可靠性、高稳定性的通信网非常重要,而通信电源则是坚强通信网的支撑。虽然目前通信电源的硬件水平不断提高,可靠性也不断提高,但在具体配置上存在很多方式。因此,我们在工程设计时应首先研究通信电源的新技术发展方向、通信电源的具体供电方式,进一步提高系统的可靠性,发挥投资的最大效益。

参考文献

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