光纤继电保护光电转换装置的双电源供电方式

摘要：文章就某电网采取继电保护通道进行装置切换之后，其继电保护通道的运行效率得到了提升，原因就在于各环节都得到了双重化的配置。由于继电保护的光电转换装置存在单电源供电缺陷，因而文章就采取双电源供电的必要性以及优越性，同时与实验相结合进行了详细的阐述，以期为光纤继电保护中光电转换装置采用双电源供电形式来达到提升通道可靠性的目的提供依据。

关键词：光纤继电保护 光电转换装置 双电源供电

0 引言

自从2003年以来，某电网的继电保护通道便进行了大面积的光纤化改造，并且使全省500kV的线路都能实现了双光纤通道，同时，220kV线路的继电保护通道都实现了百分之九十的光纤覆盖率。通过几年不断地完善和调整，通信和继电保护人员对整个系统中的薄弱环节采取了相应的完善措施，现如今，光纤保护通道已经能良好运行，从而为该电网的安全运行创造了条件。

1 光纤继电保护通道的运行现状

现如今，该电网的光纤继电保护通道采取的主要形式为光纤2Mb/s和64kb/s复用通道以及专用的纤芯通道，其中2Mb/s复用通道也是未来技术的发展方向。不管是2Mb/s，还是64kb/s的复用通道都使用了能进行双电源供电的继电通道切换装置。通过对不同光端机、光缆路由以及由不同通信电源设备构成的两个独立2Mb/s的电路传输加以利用，不管是光设备、光缆，还是电源设备故障，都能够确保继电保护通道迅速恢复正常，进而使通道可靠性得到提升。光纤继电保护的信号传输，必须通过光电转换装置将之转换成非成帧的2Mb/s或64kb/s电信号，然后通过继电保护通道切换装置的两条独立光通道来完成。然而，在光纤继电保护的复用通道里面，有一个重要环节非常薄弱，也就是在通信机房中安装的光电转换装置使用了单48V电源的供电形式。通常情况下，由于通信站的电源出现问题，造成该电源供电下的转换装置出现停电情况，与此同时，导致多线路的保护通道被中断。在近几年的运行过程中，已经出现了很多与之相似的通道中断事故。

2 对比光电转换装置的供电方式

现如今，该电力通信网的继电保护通道切换装置、主网通信PCM、主干SDH/2.5G等的电源都采用双48V电源模式，虽然调度程控的交换机设备的接入形式为单电源，但它也使双48V电源改造为双电源的供电形式得到了增加，从而使运行的可靠性得到了极大的提升。但通信机房附近的转换器仍旧采用单路供电方式，该站的第一套保护装置的转换设备电源分配模块由通信电源的空气开关提供。

随着变电站不断增加其保护通道，致使光电转换装置的设备也在不断增多。现如今，大多数变电站的光距和光差通道已经接近二十条，假如其中任何一套电源产生故障，都会导致十台光电转换装置一起断电，进而使得十条线路的继电保护全都变成单通道形式，从而给电网造成极大的安全隐患。由此可知，在继电保护的光电转换装置中使用双电源的供电形式已成为必然趋势。

目前采用的转换设备仅仅提供一路供电接口，我们需要探讨的便是怎样在此基础上使双电源的供电模式得以实现。

除开第一套电源之外，双重化的配置电源供电方式可由第二套电源同时供给该模块的48V电源。同第一路电源一起构成双电源的供电形式，能使一路电源因为故障而造成的转换装置无法正常运作的现象得以避免。在双重化配置电源中使用双直流的电源供电形式。其供电模式如右图所示：

通信机房的二套开关电源供电由二路220V/380V交流电源来完成，在整流开关电源之后变成48V，双重化配置的电源由二套开关电源提供一路48V电源。二路输入电源在双重配置电源的作用下经两个大功率的二极管隔离，以便让光电转换设备能够使用。这种方式能使供电可靠性得到极大的提升，并能将一个机柜里同类设备供电安全问题得到解决。

按照双重配置电源的要求，根据实际状况，使用双路直流配电箱。其工作原理如下：此设备的正极直流输入为二路48V，二路负极直流输入端串联了大功率二极管，电流为200A，耐压是100V，反向电压则为1200V。在二路直流输入正常的情况下，由电压比较高的一路或者二路为负载供电，如果一路供电产生问题，那么就由二路来进行正常的供电。

3 双电源供电形式的模拟实验

3.1 测试电路的组成 为保证接入的双电源供电是可靠和可行的，同时对双电源设备的实用性和技术指标进行验证，通信人员通过在机房进行模拟测试平台的搭建，它的目的就在于在隔离二极管被损坏之后，检测双直流配电箱是否会对电源设备以及所带负载形成不良影响。

两只20A的空气开关与两只大功率的隔离二极管共同构成测试电路，其负载则属于直流电阻。

3.2 对二路48V电源进行模拟并正常供电 在负载中接入直流配电箱，两路电源试验中所用的两只20A开关全都处在开路状态。第一路的输入电压介于53.9至52.8之间，并逐渐降低；第二路的电压则一直处在52.8V，这时其负载电流是3A，而负载电压则由53.2V开始随着第一路电压的降低而降低。起初第一路电流是3A，也就是说二极管能正常导通，第二路电流则为0A，也就是二极管的正反向都截止。在第一路与53V接近时，第二路便产生正向导通的电流，直到电压在52.8V正常导通为止。由此可知，在电压维持一致的情况下，二路电源的二极管都正向导通并且一起工作，当二路电压的压差超过0.2V时，具备较高电压的线路工作，而另一路则产生正向截止，这时二路电源的二极管都出现反向截止的情况，也就是二路电源产生隔离。

3.3 对第一路二极管的击穿进行模拟 第一路的输入电压为53.9V，而第二路的电压则为52.8V，这时的负载电压是53.2V，负载电流是3A。当第一路20A空开处在闭合模拟状态下时，第一路二极管被击穿，这时的负载电压是53.9V，而第二路52.8V电压的正反向都出现截止现象。由此可见，具有较高电压的二极管击穿，其负载电压也由53.2V上升至53.9V，此时正向导通电压下降0.7V，没有对负载以及第二路形成不良影响。

3.4 对第二路二极管的击穿进行模拟 第一路的输入电压是53.9V，而第二路电压的输入电压则为52.8V，这时的负载电压是53.2V，负载电流是3A。在第二路20A空开处在闭合模拟时，第二路的二极管被击穿，这时的负载电压还是53.2V，并且第一路的二极管是处在正向导通状态的，对其进行反向截止，则第二路形成反向电流。由此可知，具有较低电压的二极管击穿，其负载电压依旧是具备较高电压的第一路。因为第一路电压比第二路电压大，所以只会对第二路进行反向充电，而不会对负载形成不良影响。

3.5 模拟的两路二极管全被击穿 第一路的输入电压是53.9V，而第二路电压的输入电压则为52.8V，这时的负载电压是53.2V，负载电流是3A。在第一路和第二路的20A空开都处在闭合模拟状态时，对第二路二极管的击穿进行模拟，这时两路都有电流通过，并且负载电压还是53.9V。由此可得知，二路二极管均消失，并且负载工作正常，并且由二路电源电压比较高的位置向一路电压较低的地方进行反向充电，但其并未对负载形成任何不良的影响。

4 结语

在光纤继电保护的光电转换装置中使用双电源方式进行供电，无论产生任何工况，此种运行方式都不会对负载造成任何不良影响，就算是二路二极管被全部击穿也只会导致二套电源的高压电源向低压电池进行反向充电的情况。由此便可得知，此种方式能使继电保护通道提升可靠性和安全性。总而言之，要想解决问题，要想使电网得到发展，就必须对双电源供电方式加以正确使用，同时对电力通信网络资源加以合理利用，并采取科学的网络理论来进行问题的分析，进而使双电源供电方式得以正确建立，并最终达到使双电源供电方式运行效率得到提升的目的。

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