广州供电局有限公司 周立津



基于直流双电源的供电可靠性研究

广州供电局有限公司 周立津

【摘要】本文针对直流双电源供电的必要性，从直流双电源供电系统的特点入手，对直流双电源供电方式的切换和直流双电源供电的监控进行了详细的分析和探讨，期望能够促进我国电力通信行业的发展。

【关键词】直流双电源；供电；可靠性

1 引言

为了提高我国电力通信电源供电的安全性和可靠性，很多设备开始选用直流双电源供电方式，也就是PDF部分能够从两套不同的开关电源系统上引接，轻松解决了直流单电源系统的缺陷，直流双电源供电系统结构如图1所示。

图1　直流双电源供电系统结构

图1中，PDF接双电源系统，也就是一个PDF的主备电源从两个不同的开关电源（V1、V2）引入，两路电源在BSC插框的单板上合路为单板供电。我们可以发现，当其中一套开关电源出现故障时，另一套电源依然能够为设备进行不间断的供电，从而确保了设备的正常运行，因此，双电源供电系统比单电源供电系统更为可靠。

2 直流双电源供电的必要性

在电力通信行业中，电力通信网是电力系统重要的基础设施，被称为保证电网安全稳定运行的三大支柱之一。电力通信网的主要作用是确保电力系统的经济、稳定、安全运行，同时，它也是电网网络运营市场化、电网管理现代化和电网调度自动化的基础。

在电力通信网中，因为设备发生故障造成的影响相对较小，而因为电源故障造成的影响就相对较大了，有可能引起通信系统的瘫痪。因此，通信电源设计是通信系统的核心组成部分，其目标就是为通信设备安全、高效、且不间断地输送能源，确保整个通信网的正常运行，其基本设计要求就是安全和高效。通信设备允许的交流输入电压波动范围大，防雷措施完善，为了防止电源完全中断，要具备多个备用系统，这是通信设备对电源系统的技术要求。

“国家电网十八项反事故措施”中明确指出：对电网安全稳定运行产生直接影响的同一系统的两套安全自动装置和同一线路的两套继电保护装置要配备两套独立的通信设备，而且要由两套独立的通信电源供电，两套通信电源和通信设备在物理上完全隔离。但是在实际应用中，由于缺乏统一的双电源系统配置典型设计方案，不同单位之间的双电源供电系统配置都不一样，很多配置方式存在不足，有的配置方式甚至都不满足物理隔离的要求，导致双电源供电系统运行、管理和维护不方面，还会造成安全隐患。除此之外，在双电源供电系统运行、管理和维护过程中也存在很对不规范和不安全的操作方式，影响了通信站的供电安全。

近几年，因电力通信电源设备发生故障而导致的通信系统事故时有发生，在一定程度上对电力生产安全造成了影响。影响电力通信电源系统供电可靠性的原因有很多，例如设备运行状况、空气湿度、布线连接和机房温度等内部因素，也有雷电破坏和小动物危害等外部因素，因此，采用直流双电源供电方式已经成为增加电力通信电源供电可靠性的一种行之有效的方式。

3 直流双电源供电方式的切换

3.1 常见的双电源配置方式

我国常用的电力系统双电源配置方式有两种，两种配置中直流电源设备的配置都是两套，一种配置方式中，每套直流电源带两组蓄电池；另一种配置方式中，每套直流电源带一组蓄电池，在实际应用中，后一种配置方式更为常见，在这种双电源配置方式下，要想实现两路电源的互相使用，那就要在接线配置安装联络开关。

3.2 双电源配置供电方式存在的问题

在我国，基本上所有的通信设备都选择双路输入供电方式安装接线，一般的通信站和通信局的两路电源系统之间不需要实现物理隔离，而有些特殊通信站和通信局的通信设备本身就含有双路供电合路装置，所以在一定程度上，这种供电方式与实现物理隔离的规定不吻合，因此，像这种双重配置的通信站，只需要选择一套通信设备只接一路电源的方式进行供电，这样才能与物理隔离的要求相吻合。同时，由于不是所有的通信站的设备都是双重配置的，对那些不具备双重设备配置的通信站，如果只有一路电源进行供电，那么供电的安全性和可靠性很低，而且有很多快要淘汰的通信设备本身不支持双路输入供电方式。因此，要想让让单电源输入设备和双电源输入设备可以同时为两路直流电源供电，就需要在两个电源系统之间安装联络装置。

3.3 通信电源智能切换解决方案

直流双电源切换柜是解决通信电源智能切换的一个行之有效的处理方法，直流双电源切换柜接受两路直流输入，通过多路分路将电流输出，直流双电源切换柜可以一起接入两路直流输入，不会产生充放电回路，两路直流输入经过断路器之后建立两段母线，每个分路都是从两路母线输出，经过分路断路器和隔离保护二极管之后汇合输出。直流双电源切换柜原理如图2所示。

图2　直流双电源切换柜原理

3.4 直流双电源切换柜的功能特点

直流双电源切换柜中的监控装置对两路直流输入的电流值和电压值进行实时监测，当电流值和电压值超过规定范围时就会给予警告，保证直流双电源供电系统运行的安全性、可靠性、稳定性；监控装置对两路馈出分路断路器和直流输入断路器的状态进行实时监控，在馈出分路断路器和直流输入断路器分闸时给予警告；直流双电源切换柜将隔离技术应用于通讯口、模拟量通道、开关量通道，不仅照顾了微处理器，还负荷高等级抗扰度国际标准的要求；同时，直流双电源切换柜还具备数字电位器，采取RS485接口和RS232接口，不仅方便了用户在现场对参数进行校准，还能对IEC103、PTU、MODBUS、CDT四种通讯规约和上位机通讯进行随意选择。

4 直流双电源供电的监控

4.1 通信电源监控的意义

通信电源在通信站和通信局中的地位十分重要，只有做好供电网络的早期预警和监测工作，建立准确性、实时性、快速响应性的大型分布式网络通信电源监控系统，这样才能提高通信站的效率，实现机房的无人值守的目标，通信电源监控系统在具备“三遥”基本功能的前提下，还要对数据进行统计和存储，处理报表，查询分析告警。

为了与通信技术发展相适应，提高供电系统的经济性和可靠性水平，保证通信电源供电质量，增强通信电源设备的维护管理能力，提高维护效率，降低维护成本，实现通信电源设备的无人值守，就要充分发挥计算机技术的先进行优势，将集中监控技术运用于通信电源中，实现计算机集中监控和管理的通信电源的管理和维护新模式，实现电源设备管理的智能化和自动化。

4.2 通信电源监控的组成

监控系统组织结构如图3所示。

图3　监控系统组织结构

4.3 监控系统主要功能特点

监控系统要采取标准的网络机柜结构，不仅把配电系统融入到了机房中去，还提高配电系统的档次，解决配电系统外形奇特，要隐藏起来的问题。对于开关状态、进线电流、进线电压等配电系统的各个参数，要精确地进行测量，要具备强大的电源管理功能，实现机房监控系统对全部配电系统的监控，通过远程通信对机房进行集中监控，对各个支路的状态进行监测，为了便于管理人员能够快速且全面的了解各个运行参数，在一个监控画面中可以显示各个报警信息和多项监测参数。

5 结论

直流双电源供电方式配置运行是通信站发展的结果，是应运而生的产物，直流双电源供电方式不仅保证了供电的安全和稳定，而且满足了不同通信站点和通信设备对电源系统的不同要求，还提高了电源系统运行的可靠性和稳定性。同时，集中监控技术在通信电源中的应用也提高了电源系统的运行质量，增加了电源系统管理和维护的便利性。

参考文献

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