光纖繼電保護(hù)光電轉(zhuǎn)換裝置的雙電源供電方式

劉鵬舉

摘要：文章就某電網(wǎng)采取繼電保護(hù)通道進(jìn)行裝置切換之后，其繼電保護(hù)通道的運(yùn)行效率得到了提升，原因就在于各環(huán)節(jié)都得到了雙重化的配置。由于繼電保護(hù)的光電轉(zhuǎn)換裝置存在單電源供電缺陷，因而文章就采取雙電源供電的必要性以及優(yōu)越性，同時(shí)與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，以期為光纖繼電保護(hù)中光電轉(zhuǎn)換裝置采用雙電源供電形式來(lái)達(dá)到提升通道可靠性的目的提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：光纖繼電保護(hù) 光電轉(zhuǎn)換裝置 雙電源供電

0 引言

自從2003年以來(lái)，某電網(wǎng)的繼電保護(hù)通道便進(jìn)行了大面積的光纖化改造，并且使全省500kV的線路都能實(shí)現(xiàn)了雙光纖通道，同時(shí)，220kV線路的繼電保護(hù)通道都實(shí)現(xiàn)了百分之九十的光纖覆蓋率。通過(guò)幾年不斷地完善和調(diào)整，通信和繼電保護(hù)人員對(duì)整個(gè)系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)采取了相應(yīng)的完善措施，現(xiàn)如今，光纖保護(hù)通道已經(jīng)能良好運(yùn)行，從而為該電網(wǎng)的安全運(yùn)行創(chuàng)造了條件。

1 光纖繼電保護(hù)通道的運(yùn)行現(xiàn)狀

現(xiàn)如今，該電網(wǎng)的光纖繼電保護(hù)通道采取的主要形式為光纖2Mb/s和64kb/s復(fù)用通道以及專用的纖芯通道，其中2Mb/s復(fù)用通道也是未來(lái)技術(shù)的發(fā)展方向。不管是2Mb/s，還是64kb/s的復(fù)用通道都使用了能進(jìn)行雙電源供電的繼電通道切換裝置。通過(guò)對(duì)不同光端機(jī)、光纜路由以及由不同通信電源設(shè)備構(gòu)成的兩個(gè)獨(dú)立2Mb/s的電路傳輸加以利用，不管是光設(shè)備、光纜，還是電源設(shè)備故障，都能夠確保繼電保護(hù)通道迅速恢復(fù)正常，進(jìn)而使通道可靠性得到提升。光纖繼電保護(hù)的信號(hào)傳輸，必須通過(guò)光電轉(zhuǎn)換裝置將之轉(zhuǎn)換成非成幀的2Mb/s或64kb/s電信號(hào)，然后通過(guò)繼電保護(hù)通道切換裝置的兩條獨(dú)立光通道來(lái)完成。然而，在光纖繼電保護(hù)的復(fù)用通道里面，有一個(gè)重要環(huán)節(jié)非常薄弱，也就是在通信機(jī)房中安裝的光電轉(zhuǎn)換裝置使用了單48V電源的供電形式。通常情況下，由于通信站的電源出現(xiàn)問(wèn)題，造成該電源供電下的轉(zhuǎn)換裝置出現(xiàn)停電情況，與此同時(shí)，導(dǎo)致多線路的保護(hù)通道被中斷。在近幾年的運(yùn)行過(guò)程中，已經(jīng)出現(xiàn)了很多與之相似的通道中斷事故。

2 對(duì)比光電轉(zhuǎn)換裝置的供電方式

現(xiàn)如今，該電力通信網(wǎng)的繼電保護(hù)通道切換裝置、主網(wǎng)通信PCM、主干SDH/2.5G等的電源都采用雙48V電源模式，雖然調(diào)度程控的交換機(jī)設(shè)備的接入形式為單電源，但它也使雙48V電源改造為雙電源的供電形式得到了增加，從而使運(yùn)行的可靠性得到了極大的提升。但通信機(jī)房附近的轉(zhuǎn)換器仍舊采用單路供電方式，該站的第一套保護(hù)裝置的轉(zhuǎn)換設(shè)備電源分配模塊由通信電源的空氣開關(guān)提供。

隨著變電站不斷增加其保護(hù)通道，致使光電轉(zhuǎn)換裝置的設(shè)備也在不斷增多。現(xiàn)如今，大多數(shù)變電站的光距和光差通道已經(jīng)接近二十條，假如其中任何一套電源產(chǎn)生故障，都會(huì)導(dǎo)致十臺(tái)光電轉(zhuǎn)換裝置一起斷電，進(jìn)而使得十條線路的繼電保護(hù)全都變成單通道形式，從而給電網(wǎng)造成極大的安全隱患。由此可知，在繼電保護(hù)的光電轉(zhuǎn)換裝置中使用雙電源的供電形式已成為必然趨勢(shì)。

目前采用的轉(zhuǎn)換設(shè)備僅僅提供一路供電接口，我們需要探討的便是怎樣在此基礎(chǔ)上使雙電源的供電模式得以實(shí)現(xiàn)。

除開第一套電源之外，雙重化的配置電源供電方式可由第二套電源同時(shí)供給該模塊的48V電源。同第一路電源一起構(gòu)成雙電源的供電形式，能使一路電源因?yàn)楣收隙斐傻霓D(zhuǎn)換裝置無(wú)法正常運(yùn)作的現(xiàn)象得以避免。在雙重化配置電源中使用雙直流的電源供電形式。其供電模式如右圖所示：

通信機(jī)房的二套開關(guān)電源供電由二路220V/380V交流電源來(lái)完成，在整流開關(guān)電源之后變成48V，雙重化配置的電源由二套開關(guān)電源提供一路48V電源。二路輸入電源在雙重配置電源的作用下經(jīng)兩個(gè)大功率的二極管隔離，以便讓光電轉(zhuǎn)換設(shè)備能夠使用。這種方式能使供電可靠性得到極大的提升，并能將一個(gè)機(jī)柜里同類設(shè)備供電安全問(wèn)題得到解決。

按照雙重配置電源的要求，根據(jù)實(shí)際狀況，使用雙路直流配電箱。其工作原理如下：此設(shè)備的正極直流輸入為二路48V，二路負(fù)極直流輸入端串聯(lián)了大功率二極管，電流為200A，耐壓是100V，反向電壓則為1200V。在二路直流輸入正常的情況下，由電壓比較高的一路或者二路為負(fù)載供電，如果一路供電產(chǎn)生問(wèn)題，那么就由二路來(lái)進(jìn)行正常的供電。

3 雙電源供電形式的模擬實(shí)驗(yàn)

3.1 測(cè)試電路的組成 為保證接入的雙電源供電是可靠和可行的，同時(shí)對(duì)雙電源設(shè)備的實(shí)用性和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證，通信人員通過(guò)在機(jī)房進(jìn)行模擬測(cè)試平臺(tái)的搭建，它的目的就在于在隔離二極管被損壞之后，檢測(cè)雙直流配電箱是否會(huì)對(duì)電源設(shè)備以及所帶負(fù)載形成不良影響。

兩只20A的空氣開關(guān)與兩只大功率的隔離二極管共同構(gòu)成測(cè)試電路，其負(fù)載則屬于直流電阻。

3.2 對(duì)二路48V電源進(jìn)行模擬并正常供電 在負(fù)載中接入直流配電箱，兩路電源試驗(yàn)中所用的兩只20A開關(guān)全都處在開路狀態(tài)。第一路的輸入電壓介于53.9至52.8之間，并逐漸降低；第二路的電壓則一直處在52.8V，這時(shí)其負(fù)載電流是3A，而負(fù)載電壓則由53.2V開始隨著第一路電壓的降低而降低。起初第一路電流是3A，也就是說(shuō)二極管能正常導(dǎo)通，第二路電流則為0A，也就是二極管的正反向都截止。在第一路與53V接近時(shí)，第二路便產(chǎn)生正向?qū)ǖ碾娏?，直到電壓?2.8V正常導(dǎo)通為止。由此可知，在電壓維持一致的情況下，二路電源的二極管都正向?qū)ú⑶乙黄鸸ぷ?，?dāng)二路電壓的壓差超過(guò)0.2V時(shí)，具備較高電壓的線路工作，而另一路則產(chǎn)生正向截止，這時(shí)二路電源的二極管都出現(xiàn)反向截止的情況，也就是二路電源產(chǎn)生隔離。

3.3 對(duì)第一路二極管的擊穿進(jìn)行模擬 第一路的輸入電壓為53.9V，而第二路的電壓則為52.8V，這時(shí)的負(fù)載電壓是53.2V，負(fù)載電流是3A。當(dāng)?shù)谝宦?0A空開處在閉合模擬狀態(tài)下時(shí)，第一路二極管被擊穿，這時(shí)的負(fù)載電壓是53.9V，而第二路52.8V電壓的正反向都出現(xiàn)截止現(xiàn)象。由此可見，具有較高電壓的二極管擊穿，其負(fù)載電壓也由53.2V上升至53.9V，此時(shí)正向?qū)妷合陆?.7V，沒(méi)有對(duì)負(fù)載以及第二路形成不良影響。

3.4 對(duì)第二路二極管的擊穿進(jìn)行模擬 第一路的輸入電壓是53.9V，而第二路電壓的輸入電壓則為52.8V，這時(shí)的負(fù)載電壓是53.2V，負(fù)載電流是3A。在第二路20A空開處在閉合模擬時(shí)，第二路的二極管被擊穿，這時(shí)的負(fù)載電壓還是53.2V，并且第一路的二極管是處在正向?qū)顟B(tài)的，對(duì)其進(jìn)行反向截止，則第二路形成反向電流。由此可知，具有較低電壓的二極管擊穿，其負(fù)載電壓依舊是具備較高電壓的第一路。因?yàn)榈谝宦冯妷罕鹊诙冯妷捍?，所以只?huì)對(duì)第二路進(jìn)行反向充電，而不會(huì)對(duì)負(fù)載形成不良影響。

3.5 模擬的兩路二極管全被擊穿 第一路的輸入電壓是53.9V，而第二路電壓的輸入電壓則為52.8V，這時(shí)的負(fù)載電壓是53.2V，負(fù)載電流是3A。在第一路和第二路的20A空開都處在閉合模擬狀態(tài)時(shí)，對(duì)第二路二極管的擊穿進(jìn)行模擬，這時(shí)兩路都有電流通過(guò)，并且負(fù)載電壓還是53.9V。由此可得知，二路二極管均消失，并且負(fù)載工作正常，并且由二路電源電壓比較高的位置向一路電壓較低的地方進(jìn)行反向充電，但其并未對(duì)負(fù)載形成任何不良的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

在光纖繼電保護(hù)的光電轉(zhuǎn)換裝置中使用雙電源方式進(jìn)行供電，無(wú)論產(chǎn)生任何工況，此種運(yùn)行方式都不會(huì)對(duì)負(fù)載造成任何不良影響，就算是二路二極管被全部擊穿也只會(huì)導(dǎo)致二套電源的高壓電源向低壓電池進(jìn)行反向充電的情況。由此便可得知，此種方式能使繼電保護(hù)通道提升可靠性和安全性?？偠灾?，要想解決問(wèn)題，要想使電網(wǎng)得到發(fā)展，就必須對(duì)雙電源供電方式加以正確使用，同時(shí)對(duì)電力通信網(wǎng)絡(luò)資源加以合理利用，并采取科學(xué)的網(wǎng)絡(luò)理論來(lái)進(jìn)行問(wèn)題的分析，進(jìn)而使雙電源供電方式得以正確建立，并最終達(dá)到使雙電源供電方式運(yùn)行效率得到提升的目的。

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