基于电力通信系统运行管理安全

[摘要]： 随着无人值守通信站数量的增加，对电源系统的安全要求不断提高，合理配置通信电源，对电源系统采取三级防雷措施和接地保护，不仅确保了通信设备的安全，同时也为电力通信电源系统的建设提供了参考。文章针对电力通信电源系统的配置方式、电源保护、运行管理等运行模式进行了分析。

[关键词]：电力通信系统 运行管理安全

一、关于电力通信站电源的配置

随着电力通信系统的迅速发展和传输信息量的不断加大，在500kV等重要变电站中，通信系统传输的继电保护等重要信号直接影响电网的安全运行，而通信电源系统的可靠、稳定运行又是变电站中通信站通信系统的关键。一旦电源系统出现故障全停，通信站内所有通信设备将停止工作，其后果不堪设想。

国家电网公司下发了《国家电网公司十八项电网重大反事故措施（试行）》（以下简称“十八项反措”），其中相关内容对通信电源系统安全运行提出了要求。“十八项反措”中指出：直接影响电网安全稳定运行的同一线路的2套继电保护和同一系统的2套安全自动装置应配置2套独立的通信供电电源，2套通信设备和通信电源在物理上应完全隔离，故通信站电源配置应根据“十八项反措”要求并结合实际工作情况来确定。

1.1骨干通信站及地区中心站电源配置

现代通信组合电源系统一般由交流配电单元、直流配电单元、整流模块、监控单元和蓄电池组组成。对于骨干通信站：500kV变电站中通信站和地区中心通信站等是传输保护信号的重点站，通信设备一般均采用-48V供电，按“十八项反措”要求其较好配置为：电源系统采用双重配置，即2路独立交流输入均经2套交直流（一体化）配电系统经过整流器转变为-48V直流对设备供电，2套直流配电系统加装各自的蓄电池组（蓄电池供电时间一般不少于8h）。建议在2套直流配电装置中配备联络开关（刀闸）。

1）电源运行方式分析：系统正常运行时，交直流配电I由ATS（自动切换开关）人工设置为交流I供电，交直流配电II由ATS人工设置为交流II供电。当系统发生故障时，如交流I发生故障，只有交直流配电I的ATS自动切换到交流II上供电；如交流II发生故障，只有交直流配电II的ATS切换到交流I上供电。当某一直流系统的整流模块发生故障时能通过联络开关K对设备进行供电，这种配置要求每个整流模块的容量上有很大的冗余度，能满足切换要求，并对电源系统进行数据采集实现远程监控，发现故障及时发出告警信息，使工作人员及时进行处理。

2）通信设备（负载）接线方式分析：对双重配置的通信设备分别接不同的直流电源，即这类设备为单电源运行，符合“十八项反措”中提出的要求。对单交流供电的通信设备的情况，该通信设备仍只接1路直流电源，当该路直流电源系统发生故障时，为保证抢修期间信息不中断，可以通过闭合开关K对其供电。需要指出的是在闭合开关K之前，蓄电池必须在规定时间内继续保障设备运行，闭合开关K必须严格按操作步骤进行。这种运行模式也符合“十八项反措”的要求。

1.2 220kV及以下通信站电源配置

按要求通信设备应具备独立的通信专用直流电源系统（蓄电池供电时间一般不少于4h），供电比较薄弱或重要通信站应配备柴油发电机，不允许采用厂站直流系统经逆变给通信设备供电。一直以来通信站均配备了专用电源系统，考虑资源利用和通信业务的重要性，按“十八项反措”的要求，其比较理想的配置为：采用高频开关电源系统，配备2路交流输入通过ATS进行切换，可以只配置1个直流屏，同样也需要配置蓄电池组。

1）电源运行方式分析：电源系统运行时，交流I和交流II同时为供电状态，交直流配电屏由ATS人工设置选择由交流I供电，当交流I发生故障时，ATS自动切换到交流II上供电，同样电源系统进行数据采集，实现远程监控，发现故障及时处理。

2）通信设备（负载）接线方式分析：这类通信站，因直流输出为1路，所以通信设备一般都是1路接线。考虑到个别整流模块故障问题，应该配置备用模块，使故障模块的负荷能及时转移。这样也能达到“十八项反措”的要求。

二、电源系统的防雷和接地保护配置

在通信电源系统的防雷设计上，目前成熟的保护配置方式为电源系统采取三级防雷措施，在机柜外部（即交流线由室外进入机房的入口处）安装有交流配电系统的第一级防雷；在系统的交流配电电源处安装有交流配电系统的第二级防雷；第三级防雷主要吸收残压，安装在整流模块的内部。由于一般通信电源考虑防雷主要是感应雷电流，因此应选用相应的防雷装置。通过多级保护把外来的过电流、电压抑制在安全水平，以保证运行中的通信设备的安全。

在通信站防雷规程中对直流配电屏的防雷提出直流电源的“正极”在电源侧和通信设备侧均应接地，“负极”电源侧和通信设备侧均应接压敏电阻。通信机房的接地方式通常采用联合接地方式，即工作地和保护地共用一组接地体。结合运行情况，这种模式对保护电源系统非常必要的。

三、电源系统的运行管理安全情况分析

3.1电源运行情况的网络化监控

由于现在变电站中通信站大都已实现无人值守，因此对通信电源设备的运行状况进行远程实时监控尤为重要。

1）电源状态信息采集：电源系统运行状态信息采集后由中心站集中监控，状态信息必须能反映机房环境状态、交流电压状态、直流电压状态、负载电流情况和蓄电池电流等数值，以便于分析运行状态。智能电源系统的各模块状态指示也应接入集中监控，以实现对电源设备性能的监控。电源系统应有相应的采集点，如，智能电源系统应提供串口和采集设备连接（数据一般需要协议转换为采集设备支持的格式），如果没有串口则应采用直接采集方式（加装相应的采集设备）和网络设备连接，提取信息。

2）电源系统故障管理：集中监控必须24h有人值守，电源监控系统应具备声光等提示及故障记录查询、性能分析等功能，确保及时发现电源故障，按故障预案流程进行处理。结合实际运行情况分析，上述措施为电源系统运行管理提供了快捷和准确的信息，对故障判断和处理意义重大。

3.2电源机房环境要求

为确保电源机房的安全，环境要求不容忽视，对机房封堵必须严密，防止小动物进入。机房温度和湿度必须控制在电源设备及蓄电池正常工作范围内，可以通过安装空调设备自动控制温度和湿度，并定期派专人巡视。

3.3蓄电池维护措施分析

蓄电池的作用是在交流输入失电或整流模块出现故障时，对通信设备继续供电，为不中断通信业务提供保障，因此蓄电池能否正常工作至关重要。蓄电池投入运行后，必须定期检查其运行状态，需要测试单节电池电压值和总电压，进行历史数据对比分析，并按规定对蓄电池组进行定期充放电试验，确认其是否能满足通信放电时间要求，对不符合要求的蓄电池组要及时更换，以提高电源系统的总体安全可靠性。

四、结论

通信电源的安全可靠性直接影响通信系统的稳定和可靠，而其运行模式又是确保电源可靠性的关键。本文结合《国家电网公司十八项电网重大反事故措施（试行）》对通信电源系统的要求，针对通信电源的结构配置、防雷接地设计及日常运行管理的相关安全措施进行了探讨。