一种变电站通信电源容量校核方法论文_焦建通1,彭丹2

焦建通1 彭丹2

（1.中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司 河南郑州 450007； 2.郑州电力高等专科学校 河南郑州 450002）

摘要：通信电源系统作为电力通信网络的基础设备，对电网安全稳定运行具有重要支撑作用，是变电站通信设备等正常运行的必备条件。针对变电站通信设备数量日益增多，对通信电源容量需求越来越大的现状，本文提出了一种有效的容量校核方法；有利于校核变电站现有通信电源容量是否满足供电需求，从而建设安全可靠的专用通信电源系统。

关键词：通信电源；容量校核；变电站

引言

变电站通信电源系统（包括专用通信电源系统与DC/DC变换等间接通信电源系统）承担着各电压等级变电站的全部通信设备和部分保护接口装置、远动装置等的电源供给，是电力通信系统的心脏，稳定可靠的通信电源供电系统，是保证通信系统安全、可靠运行的关键，一旦通信电源系统故障引起对通信设备等的供电中断，通信设备就无法运行，就会造成一、二级骨干网和省地网等全部通信电路中断、通信系统瘫痪，从而造成极大的经济和社会效益损失。因此，通信电源系统在电力通信系统中占据十分重要的位置。

一、通信电源工作原理

当前，我国各省市所有500kV及以上变电站均应设置2套专用通信电源系统，为一、二级骨干网等重要网络通信设备提供稳定可靠的电源供给，以提高电力通信网络的安全保障。

各电压等级变电站专用-48V通信电源主要由高频开关电源、蓄电池组和直流配电屏等构成，电源容量较大的站点还配置有独立的交流进线屏等。通信电源正常工作时，通信设备由高频开关电源将交流电经整流模块转换为直流供电，同时对蓄电池组进行充电。当交流失电或高频开关电源模块故障时，由蓄电池组对通信设备供电。故障消除后，通信电源恢复原正常供电模式[1]。

然而，随着近年来电力通信网络的飞速发展，诸如PTN、OTN和5G基站等越来越多的通信设备被配置在各电压等级变电站，使得各变电站原有的通信电源系统面临着日益严重的问题：蓄电池容量不足、高频开关电源容量不足等。同时随着运行时间的增长，也出现了个别站点通信电源系统性能下降明显、某通信电源系统厂家倒闭或中断某型号电源的生产备货等情况，使得对骨干网通信电源系统进行容量校核显得非常必要且紧迫[2]。然而，对各变电站通信电源容量进行校核，或者新增通信电源系统在选择电源容量时，通常由设计人员按经验选配，缺乏科学有效的计算方法和手段。为此，依据相关规程规范本文提出了一种合理的通信电源容量校核方法。

二、通信电源容量校核方法

校核流程包括：1）负载统计：包括本站所有采用-48V直流电源供电的通信设备，以及保护接口装置和监控子站等；2）蓄电池组容量计算：依据相关规范要求的后备放电时间进行计算；3）整流模块计算：需考虑N+1冗余；4）独立通信电源容量计算与配置方案选型；5）独立通信电源器件配置。详细流程图如下所示：

图1 通信电源容量校核流程

通信电源的容量主要取决于负载电流、蓄电池充电电流以及系统冗余系数要求等。本文以某500kV变电站为例阐述通信电源容量校核方法。

（一）负载统计

负载电流：需采用-48V通信电源供电的所有负载设备额定工作电流总和（负载设备启动冲击电流不做考虑）。示例变电站负载统计如下表所示：

表1 某变电站通信负载统计表

（二）电池充电电流及冗余模块

电池充电电流（I充）：能够保证在通信电源系统正常满负载容量工作的状态下可以额外为蓄电池提供充电的系统电流，取值为0.1C（C 表示蓄电池组容量，单位为Ah）。

冗余模块：除满足系统正常满负载工作电流和蓄电池充电电流以外的系统冗余备份模块。冗余模块数量应不少于3块且符合N+1原则，同时满足当“主用模块数小于或等于10 个，备用一个；当主用模块数大于10 个，每10个备用一个”。

（三）系统冗余系数

系统冗余系数（γ）：满足现网设备可靠工作的同时，为远期扩容提供一定的系统容量预留。可根据项目远期规划在0～100%之间取值，本文取20%。

（四）蓄电池后备时间

蓄电池后备时间：变电站交流全停后，蓄电池满足通信设备正常运行的时间。后备时间满足《通信专用电源技术要求、工程验收及运行维护规程》（Q/GDW11442-2015）等规定。

（五）通信电源容量计算

本站负载电流I负载电流=116A，后备放电时间按4小时计算（偏远山区等站点需按相关规范取后备放电时间）。按照《YD／T 5040-2005 通信电源设备安装工程设计规范》计算蓄电池容量如下：

I预期负载=I负载电流/（1-γ）

=116A /（1-0.2）=145A

C=（K×I预期负载×T）/{n×[1+ɑ×（t-25）]} （向上取整），

其中，K为安全系数，取1.25；T为后备时间；n为放电容量系数，t为实际电池所在地最低温度数值，所在地有采暖设备时，按15摄氏度考虑，无采暖设备按5摄氏度考虑。ɑ为电池温度系数，当放电小时率≥10，取0.006，当1≤放电小时率<10，取0.008，当放电小时率<1，取0.01。放电容量系数n如下图所示：

图2 放电容量系数—放电小时数关系图

（下转第48页）

论文作者:焦建通1,彭丹2

论文发表刊物:《云南电业》2019年8期

论文发表时间:2020/1/3

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