220kV及以上变电站通信机房内交流负载供电方式改进创新成果报告.docx

220kV及以上变电站通信机房内
交流负载供电方式改进创新成果报告
一、实施背景
近年来，随着智能电网快速开展，大量电力通信机房及设备 不断扩大和增加，电力通信显现出智能化、集成化，稳定性要求 高的特点。通信电源作为通信设备的“心脏”，在通信站中占有无 可替代的重要地位，电源断那么通信断，通信断那么电网危。
目前大多数通信设备如传输、数据网设备采用直流-48V供电。 而营口地区220kV及以上变电站通信机房直流电源系统已实现了 可靠性供电。
但是在机房还存在一系列采用交流供电的设备，尤其是通信 站机房环境及动力监控系统，它实时监控着通信机房内的温湿度、 水浸、烟感、门禁、摄像头图像信息，整流电源、直流分配屏、 交流分配屏的运行及告警信息，是电力通信网运行的有力支撑和 重要组成局部。变电站通话录音系统是变电站语音通信联络的有 力保障。此外还有负控传输采集信息设备、应急照明灯等，均直 接取电自机房内交流配电屏，假设所内交流停用或交流配电屏故障, 产生掉电事故将造成这些设备停用，如机房监控中断，无法实现 对通信机房内环境、电源信号的采集集控。
另外这些设备普遍采用交流屏连接插排，再接负载的供电模 式，平安性低，已出现了数起因插排故障导致负载断电，负控采 集信号中断，通信监控中断的事件；插排下挂的负载过多，存在 电缆接头，假设负载功率过大，存在火灾隐患，威胁通信机房的环 境平安，所以迫切需要对交流负载的供电方式进行优化。如图所 示：通信机房内局部交流负载图1所示：

图1:通信机房内交流负载供电现状
二、成果概况
本创新成果就是要利用通信机房现有直流供电系统改进交流 供电系统，实现交流负载的可靠供电。提出如下改造创新方案。
(1 )利用现有通信机房的供电模式，加装具有 DC(-48V)-AC(220V)直流转换的交直流双供UPS可靠性不间断电 源。因为通信机房的直流供电系统已实现了可靠供电，通过UPS 的转换，实现了交流供电系统的可靠供电，并把交流负载接入此 UPSO
(2)针对交流负载取电自插排的问题，把插排改换为空气开 关端子取电模式，消除了插排供电平安稳定性差，故障发生率高、 存在火灾隐患的隐患。
三、成果的实施步骤和主要做法
(1)利用平安可靠性高的通信直流供电系统为UPS供电实施 方案和主要做法。
目前，营口供电公司所辖的220kV及以上变电站通信机房直 流电源系统均已实现了可靠性供电。如下图：
如图2所示:

如图2所示:
所 内 变
所 内 变

图2： 220kV及以上变电站通信机房直流供电系统图
直流供电系统采用两路整流电源为负载设备供电，为保证每 套整流电源的独立性，每套直流分配屏分别带有直流母排，直流 分配屏和电源之间带有隔离装置，即双电源、双母排。蓄电池分 别接入各自整流电源电池端子。组成完全独立、互不干扰的独立 电源系统。
两台整流电源通过隔离装置、直流分配屏给负载设备供电， 彼此之间既独立又共同协调运行，互不干扰，该电源系统的特点 是任何一台整流电源系统发生故障时，均不会影响到负载的的正 常运行，也不会影响到另一台电源的正常运行。按通信电源运行 “规程”规定，要定期对蓄电池组容量试验、检测，定期对通信 电源进行自动转换等试验。这些试验都要求系统不能中断直流供 电，由于采用了隔离技术，就能在各路电源下端方便地实现试验 而不影响到负载设备的正常供电。
两台直流分配屏之间通过联络空开并联运行，联络空开的关、 断可以自由地控制两套电源系统是独立运行方式还是协同运行方 式。
另外每台开关电源各配置蓄电池组。当所内交流异常或整流 器故障时，由蓄电池单独供电，担负起对全部负载供电的任务， 起到备用作用。在市电正常时，虽然蓄电池不担负向通信设备供 电的主要任务，但它与供电主要设备一一与整流器并联运行，能 改善整流器的供电质量。此种模式下直流屏还起到电池欠压告警、 电池过放电保护等。
通信电源阀控式密封蓄电池要求电池失水少，采用不含镭的 铅钙合金做板栅，同时采用极板为管状，从而减小电池的正负极 板自放电和氢气的生成。因此，存储寿命长，活性物质的有效利 用率交高。以大电流放电，能低温放电。
利用通信机房的直流供电系统，直流屏输出的可靠性-48直流 电为UPS供电，这样就实现了交流供电系统的可靠性供电。
UPS交流输入线选用10mm线缆，交流屏输出端子选用63A空 开；直流输入线选用16mm线缆，直流屏输出端子选用32A空开，完全满足UPS运行要求
如图3所示：
号 所 内 变
号 所 内 变
整流电源।
图3： 220kV及以上变电站通信机房交流供电系统改进后系统图
（2）撤除原有插排，改接空气开关实施方案及主要做法
选择足够功率的空气开关，总开关选定为负载总容量的2-3 倍，最后总开关选定为额定功率6400W,各分开关选定为额定功率 1000W,完全满足负载要求。交流线缆总输入线选定为10mm线，出现选定为4mm,满足负载运行要求。将负载逐次割接至空气开关, 减少电源倒换时的中断时间。如图4所示：

图4：改进后交流负载供电状况图
四、创新效果
通过对改进后的四个变电站交流供电系统的运行监视，未发 生交流中断事件，UPS运行稳定，空气开关质量良好，未发生因 UPS及开关故障造成的交流负载掉电事件。而仅2014年度就发生 3起因插排故障所引起的负控设备及监控设备停电事故。可以看出 此改进方案实施后，有效的解决了交流供电系统运行平安可靠性 缺乏，交流负载运行存在掉电隐患问题，尤其是有力保障了通信 监控系统的稳定运行，使电力通信网更加坚强。下阶段，信息通 信分公司将继续实施此项改进方案，实现所有220kV及以上变电 站通信机房内交流负载供电方式的可靠性、平安性。