电力系统通信直流电源的探讨与分析张智慧

电力系统通信直流电源的探讨与分析张智慧

张智慧

包头供电局内蒙古包头014030

摘要：近年来，电网规模的不断扩大和现代通信技术的进步，极大地促进了电力系统通信事业的飞速发展，电力系统通信整体水平的不断提高、通信设备的不断更新，对电力系统通信直流电源也提出了更高的要求。基于此，文章对于电力系统通信直流电源的各项内容进行简要的讨论以及总结概述，希望为相关人员提供参考。

关键词：电力系统通信；直流电源；维护

引言

电力系统通信的飞速发展对电力系统通信直流电源提出了更高的要求，同时也给从事电源维护管理工作的人员提出了许多新的问题。目前，我国主要使用的电力系统通信电源为高频开关电源和变电站一体化电源，这两种电源在性能上和可靠性上都具有非常大的优势，已经被广泛地应用到电力系统中，极大的促进了我国电力系统通信网络的发展。

1通信直流电源的分类

现阶段电力系统通信直流电源一般采取下面两种方式供电：第一，通信专用直流电源系统。由交流配电屏、高频开关整流设备、蓄电池组、监控单元和直流配电单元组成，设备正常工作时，使用交流电提供能源。整流器的作用是将交流电转换为-48V直流电，直流电输出一方面由直流配电屏分配给通信设备，另一方面给蓄电池组浮充充电，必要时也可以改为均衡充电，确保蓄电池处于满充状态。当交流电停电或整流器故障时，将由蓄电池组直接提供电源，确保通信设备供电正常；第二，变电站DC/DC供电模块：直流电源变换器（DC/DC）将站内220（或110）V直流输入变换为满足通信设备供电要求的－48V直流输出，其构成如图1所示。

图1DC/DC模块供电系统组成

2通信电源发展现状及发展趋势

通信电源是整个通信网络的关键基础设施，稳定可靠的通信电源供电系统，是保证通信系统安全、可靠运行的关键，如果通信电源出现故障，则会导致通信设备无法运行，造成通信中断和瘫痪。通信电源最初的设计目的就是能够为电力系统输送的电源提供安全、优质、稳定的保障，这也是未来通信电源的主要发展目标。而随着互联网技术的广泛应用，同样也给通信电源的发展带来了很大的机遇。因此，为了顺应时代的发展节奏，通信电源的发展也会不断地进步，趋向于更高效和数字化、智能化，给人们生活提供了更多便利的同时，也能够更好地促进社会经济的发展。

3通信电源的应用分析

3.1变电一体化电源

变电一体化电源主要是指将直流电压、电力用交流不间断电源（UPS）和电力用逆变电源（INV）、通信用直流变换电源（DC/DC）等装置组成为一体，共享直流电源的蓄电池组，并统一监控的成套设备。变电一体化电源主要用于给自动化装置、应急照明、继电保护等设备供电，通常采用UPS或专用的逆变电源的供电方式。

3.2高频开关电源

高频开关电源通过MOSFET或IGBT的高频切换工作，开关频率一般控制在50-100kHz范围内，实现了高频率和小型化。工作原理是将电网中的交流电源变换为直流电源，即交流电压经EMI滤波及全桥整流后变成直流电压，再经有源功率因数校正电路（PFC电路）产生约400V的直流电压供给直流-直流转换电路。直流-直流转换电路采用全桥移相式零电压转换技术，以100kHz工作频率将直流400V电压变换为交流脉波，再经过高频变压器降压成适当波幅的交流脉波。交流脉波经整流二极管及输出滤波电路，可输出稳定的直流电压。电力系统通常采用直流48V的高频开关电源，正常情况电力系统由开关电源供电，同时对蓄电池充电，当开关电源出现故障时，由蓄电池供电。

4电力系统通信电源应用策略

4.1电源设备安全策略

电源设备的安全策略主要考虑三个方面，即：防雷、供电方式和保护。在防雷方面，由于高频开关电源电子器件较多，而电力系统对通信电源的防雷要求比较高，就需要在直流输出端、交流输入端、设备电源输入测同时加入防雷装置，采用多级保护的方式才能够保证设备内元器件的安全；在供电方式方面，则需要采用单母线分段供电方式来保证供电的可靠性，主要通过交流系统自动切换来实现；在电源保护方面，电源需要具有自动切换保护的功能，当电源超出保护指标时，能够自动修复参数或自动关机，从而对开关电源起到保护的作用。

4.2通信设备重要性策略

目前，我国的变电站有35kV、110kV、220kV、500kV多个电压等级，因此，也就对通信设备的配置要求有所不同。220kV以下的变电站，通常采用调频载波以及光通道来对传输线路的信息进行保护。而在500kV的变电站，受到继电保护配置和传输线路的限制，在输出信息保护方面，则对通信设备提出更加严格的要求。因为有些时候，比较大的枢纽变电站的通信设备会承担为下一级的变电站提供信息转接的工作，所以，要想更好地保护500kV变电站的传输线路信息，就需要采用独立的通信设备电源来供电。另外，一旦电网或电源设备出现故障时，要保证蓄电池能够保持通信运行时间至少为8个小时，所以，通信电源的蓄电池规范配置也是按8个小时来配置。

5通信电源系统安装使用中应注意的问题

5.１注意环境温度的影响

高频开关电源系统虽然对环境温度的要求并不高，但要求室内清洁、少尘，否则灰尘加上潮湿会引起主机工作紊乱，若电源系统和整流器曾放置在零摄氏度以下的环境，则需过24h以后方可启动设备。蓄电池则对环境温度要求较高，标准使用温度为25℃，正常工作范围+15℃～+30℃。若温度太低，蓄电池容量会降低，温度每下降1℃，其容量下降1％。

5.2注意补充充电方式

密封电池在使用前不需进行初充电，但应进行补充充电。补充充电应采用限流恒压充电方法，充电电压应按说明书规定进行，一般情况下（环境温度25℃时，电池存放不超过半年）补充充电的电压和充电时间如下：以UXL系列为例，单体电池电压2.23V充电时间2～3天，单体电池电压2.30～2.35V充电时间1～2天。如环境温度在10～20℃之间，则充电时间应加倍}如环境温度高于25℃则充电时间应缩短。

5.3蓄电池组的使用

蓄电池组与充电器或负载连接时，应将电池组中一个端子连接片断开，充电或负载电路开关应位于“断开”位置，以防止短路并保证连接正确；蓄电池外壳不能使用有机溶剂清洗，不能使用二氧化碳灭火器扑灭电池火灾，可用四氯化碳之类的灭火器具；电池组件之间以及电池组与直流屏之间的连接应合理方便，电压降尽量小；导通电池系统前，应认真检查电池系统的总电压和正、负极；电池应避免大电流充放电。理论上充电时可以接受大电流，但在实际操作中应尽量避免，否则会造成电池极板膨胀变形。

结束语

总而言之，随着通信网络规模的不断扩大，变电一体化电源系统是电力系统通信电源的主要发展方向，能够在很大程度上满足通信设备的需求，有效地提高通信设备的稳定性。相信在全体电力通信人员的努力下，不断总结和提高电力通信直流电源的运行维护水平，可以使电力通信电源为电力通信的快速发展提供更优质可靠的电源保障。

参考文献：

[1]赵金明.电力系统通信电源技术现状及应急预案研究[J].通信电源技术,2016,33(06):179-180.

[2]马滨.电力系统通信电源应用分析[J].科技经济导刊,2016,(03):24-25.