電力通信電源系統(tǒng)組成及供電方式研究
2015-04-29 00:00:00王立新
【摘 要】在電力通信系統(tǒng)中，電力通信電源是其重要的構(gòu)成環(huán)節(jié)，電力通信電源運(yùn)行的正常與否，嚴(yán)重影響到電力系統(tǒng)運(yùn)作的正常與否，因此，在電力通信系統(tǒng)中要嚴(yán)格注意電力通信電源的運(yùn)行狀態(tài)，保持電力通信電源運(yùn)行的通暢性。在電力通信電源系統(tǒng)的組成中，主要的部件包括監(jiān)控設(shè)備、直流配電設(shè)備以及通信蓄電池等，這些構(gòu)件使得電力通信系統(tǒng)更加的穩(wěn)定。本文就電力通信電源系統(tǒng)組成以供電方式進(jìn)行了簡要的探究，僅供參考。
【關(guān)鍵詞】電力通信電源系統(tǒng)；構(gòu)成部件；供電方式
我國近年來由于社會(huì)發(fā)展較快，對(duì)電力的需求量也相對(duì)提高。電網(wǎng)的規(guī)模也在近年來逐漸得到擴(kuò)大，同時(shí)現(xiàn)代通信技術(shù)也隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展得到了進(jìn)一步的發(fā)展。由于電力通信水平的提高，電力通信設(shè)備的更新，使得電力通信電源的要求也在逐漸的提升，要想使得電力通信水平得到進(jìn)一步的提升，就要大力維護(hù)電力通信電源系統(tǒng)，保障電力通信電源運(yùn)行的通暢性，保障電力通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而保障國家電網(wǎng)運(yùn)行的安全。
1.電力通信電源系統(tǒng)的組成
電力通信電源是電力通信系統(tǒng)中重要的構(gòu)成部分，其在電力通信系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，因此，如果想要保障電力通信系統(tǒng)運(yùn)行的安全與穩(wěn)定，就要充分的了解電力通信電源系統(tǒng)的構(gòu)成，從而保障電力通信電源系統(tǒng)運(yùn)行的正常。一般來說，電力通信電源系統(tǒng)主要是由交流供電系統(tǒng)及直流供電系統(tǒng)構(gòu)成。其中交流供電系統(tǒng)主要是由交流配電屏以及交流UPS不間斷電源系統(tǒng)構(gòu)成的。而交流配電屏所需要的輸電路線通常有兩路，這兩路線的電壓值都在380V，市電電流一般是通過這兩條線路三相四線交流進(jìn)行輸入，交流部分的市電輸入與市電電流的輸入方式相同。如果在電源容量較少的前提下，電流的輸入方式主要采用2路220V單相交流輸入，這樣的方式可以有效保障電源的安全，在一定程度上可以保證電流運(yùn)行的順暢性。
在電力通信電源系統(tǒng)中，有大量的電流輸入和輸出，在電流的輸入和輸出過程中，很容易出現(xiàn)浪涌過電壓的問題，對(duì)電力通信電源系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞，要想防止這一問題的出現(xiàn)，最好是在市電輸入的接口處，加設(shè)有效的避雷器裝置，這樣可以在一定程度上防止浪涌過電壓的破壞，使得市電的輸入變得更加安全。市電一般是采用兩路的方式進(jìn)行交流電的輸入，要想充分的實(shí)現(xiàn)交流電通斷互鎖，在交流電輸入的過程中，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換功能，就需要加設(shè)交流切換裝置，利用機(jī)械進(jìn)行交流電互鎖或者是利用電氣對(duì)交流電進(jìn)行互鎖，但是值得注意的是，無論是采用何種方式對(duì)交流電的輸入進(jìn)行通斷互鎖，都要嚴(yán)格注意電源的方式，嚴(yán)禁兩路電源同時(shí)進(jìn)行接通或者是同時(shí)斷開，防止短路問題的出現(xiàn)。另外，交流UPS不間斷電源系統(tǒng)的主要構(gòu)成部件為整流器、逆交器、監(jiān)控單元和蓄電池組等。
在電力通信電源系統(tǒng)中，還包括通信直流供電系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的主要構(gòu)成部件為高頻開關(guān)電源、直流配電設(shè)備、蓄電池組以及監(jiān)控單元等。其中高頻開關(guān)電源也就是整流配電設(shè)備，在通信直流電源中具有著重要的作用，在一般情況下，整流器電氣指標(biāo)的正常與否決定了通信直流電源供電質(zhì)量的高低，其主要是利用AC-DC變換和利用并聯(lián)均流的方式對(duì)通信設(shè)備進(jìn)行供電處理。
整流模塊容量一般為每塊20A/-48V～50A/-48V。同時(shí)為了提高整流器工作的可靠性，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮多余備用容量，模塊配置采用N+1冗余。根據(jù)相關(guān)規(guī)定表明，整流模塊數(shù)量應(yīng)不少于3只。主用整流模塊總?cè)萘繎?yīng)大于負(fù)載電流和電池的10小時(shí)率充電電流之和。在交流電正常的情況下，整流器向負(fù)載供電的同時(shí)對(duì)蓄電池浮充。若發(fā)生交流中斷，則由電池向負(fù)載供電，電池電壓下降到設(shè)置的最低保護(hù)工作電壓時(shí)，電池被保護(hù)斷開；當(dāng)交流恢復(fù)后，應(yīng)實(shí)行帶負(fù)載恒壓限流對(duì)蓄電池組充電。
而直流分配部分將整流器輸出的直流電壓進(jìn)行分配，分配給通信設(shè)備和其它直流用戶供電。直流分配部分決定了設(shè)備的最終分配容量，因此要求在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮直流分路輸出的用戶數(shù)和容量，滿足日后通信設(shè)備接入的需要。
蓄電池組是通信直流電源的不可缺少的組成部分，蓄電池組一旦發(fā)生故障，在市電輸入停電時(shí)，將造成所有使用該蓄電池組作后備電源的通信設(shè)備全部停止工作，造成通信中斷?，F(xiàn)在使用的蓄電池組都是閥控式密封鉛酸蓄電池（簡稱VRLA），它完全取代了過去使用的普通開口鉛酸蓄電池，采用密封結(jié)構(gòu)，基本無酸氣泄漏，可與設(shè)備同室安裝，無需加電解液維護(hù)；可采用立式、臥式、單層、多層等各種組合安裝方式，安裝靈活；適用浮充工作制，使得供電系統(tǒng)電壓更穩(wěn)定；壽命、容量等受溫度影響較大。蓄電池組的容量決定了市電停電后通信設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，一般可根據(jù)負(fù)載大小和放電時(shí)間來選擇蓄電池組的容量，計(jì)算方法為：負(fù)載容量（A）×放電時(shí)間（h）÷放電時(shí)間小時(shí)率放電容量系數(shù)。
通信直流供電系統(tǒng)應(yīng)具備本地和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，并將本地監(jiān)控信息及時(shí)遠(yuǎn)傳至值班人員。本地監(jiān)控單元一般位于整流設(shè)備屏，一般有監(jiān)測、控制和告警三個(gè)功能。監(jiān)控交流輸入電壓、電流，整流器模塊并聯(lián)輸出電壓值和每個(gè)整流器模塊的輸出電流，負(fù)載電流，蓄電池組充放電電流和電壓；控制電源系統(tǒng)的開關(guān)機(jī)，各整流器模塊的開關(guān)機(jī)，直流輸出電壓、輸出電流極限值的設(shè)定，蓄電池組浮充、均衡充電電壓和充電電流的極限值設(shè)定，電池溫度系數(shù)的補(bǔ)償和蓄電池組欠壓保護(hù)設(shè)定等；當(dāng)電源運(yùn)行過程中某些參數(shù)達(dá)到或者超過告警的設(shè)定值，監(jiān)控模式將發(fā)出聲光告警，并顯示故障部位和原因。
2.變電站通信機(jī)房電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則及配置標(biāo)準(zhǔn)
在電力通信網(wǎng)建設(shè)過程中，通過不斷的經(jīng)驗(yàn)累積，目前已經(jīng)形成了一套比較統(tǒng)一的設(shè)計(jì)方案。一般采用雙套通信電源配置，及一臺(tái)交流配電設(shè)備，兩臺(tái)整流配電設(shè)備，兩組蓄電池及一臺(tái)（或兩臺(tái)）直流配電設(shè)備。其中交流配電設(shè)備于變電站低壓配電室取電，分別取自不同母線出來的兩路380V電源，經(jīng)整流設(shè)備逆變后成-48V直流電源，通過直流配電設(shè)備分兩路輸送到各通信設(shè)備。
3.變電站通信機(jī)房電源系統(tǒng)實(shí)際整改案例分析
一個(gè)220Kv變電站老通信機(jī)房，以前配置了兩套電源設(shè)備，設(shè)備負(fù)載是45A，兩組蓄電池都是300AH，兩臺(tái)整流設(shè)備都裝配了兩個(gè)25A模塊。經(jīng)運(yùn)維中心人員檢查后發(fā)現(xiàn)電源電池組單獨(dú)供電時(shí)間不滿足《南方電網(wǎng)通信電源技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的12小時(shí)（每組電池平均負(fù)載22.5A，放電容量按80%計(jì)算，300AH*80%÷22.5A=10.6H<12H），故申報(bào)技改項(xiàng)目申請(qǐng)整改。由于與此同時(shí)增加了一臺(tái)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備，負(fù)載也大約增加了10A。后來經(jīng)過計(jì)算，增加設(shè)備后設(shè)備負(fù)載55A，蓄電池組容量大約12H*25A÷80%=375AH，所以選擇更換了兩組500AH的蓄電池組，既滿足《南方電網(wǎng)通信電源技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的電源電池組單獨(dú)供電時(shí)間12小時(shí)，又有了一定的容量冗余。同時(shí)，當(dāng)500AH的蓄電池組充放電時(shí)，按充電率0.1C計(jì)算，充電電流可達(dá)到50A，50A+22.5A=72.5A。所以將兩臺(tái)整流設(shè)備的整流模塊都增加至四塊，新電源開關(guān)容量達(dá)到100A。
4.結(jié)語
總而言之，在電力通信系統(tǒng)不斷發(fā)展的今天，要想使得電力通信電源能夠正常運(yùn)行，就要精心對(duì)其進(jìn)行日常的維護(hù)，只要每一位電力通信工作人員能夠通力合作，共同努力，在不斷總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，大力提高電力通信直流電源的運(yùn)行水平，就可以使得電力通信電源系統(tǒng)得到有效的維護(hù)，對(duì)電力通信事業(yè)的發(fā)展將會(huì)起到更為積極的推動(dòng)作用。 [科]
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