江西贛州供電公司 董偉明 張 瑛 丁偉青

1.引言

贛州電力通信網(wǎng)為電力調(diào)度提供遙信、遙控、遙測(cè)信號(hào)提供傳輸通道，是實(shí)現(xiàn)變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控的基礎(chǔ)。近年來(lái)隨著電網(wǎng)的擴(kuò)大、供電要求的提高，電力調(diào)度對(duì)電力通信網(wǎng)可靠性的要求也進(jìn)一步提高。但是作為電力通信網(wǎng)的部分關(guān)鍵設(shè)備——PCM接入設(shè)備，卻存在設(shè)備供電方面的設(shè)計(jì)缺陷，不能滿足“電源1+1熱備份”的要求，從而制約了電力通信網(wǎng)絡(luò)可靠性的進(jìn)一步提高。

為了完善PCM設(shè)備的供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)缺陷，研制了通信直流電源自動(dòng)切換裝置實(shí)現(xiàn)設(shè)備的“電源1+1熱備份”、從而提高電力通信網(wǎng)的可靠性。

2.通信電源自動(dòng)切換裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖1 通信電源自動(dòng)切換裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖1元器件說(shuō)明：

1)1#直流接觸器；

2)2#直流接觸器；

3)1#直流輸入電源開關(guān)；

4)2#直流電源輸入開關(guān)；

5)控制線接線端子；

6)1#電源輸入正常指示燈；

7)2#電源輸入正常指示燈；

8)輸出電源正常指示燈；

9)電源輸出端子。

3.通信電源自動(dòng)切換裝置工作原理

(1)主電路工作原理

為了保證電源切換裝置的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，采用2個(gè)施耐德LC1-B20BD型號(hào)的直流接觸器作為核心部件，該接觸器具有：1常開節(jié)點(diǎn)和1常閉節(jié)點(diǎn)，其節(jié)點(diǎn)額定電流為DC 20A，遠(yuǎn)大于通信設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的工作電流（3A左右），并具有良好的穩(wěn)定性。

主回路使用2個(gè)接觸器的構(gòu)成，如圖1所示。1#接觸器的線圈工作回路串入2#接觸器的常閉節(jié)點(diǎn)，2#接觸器的線圈工作回路串入1#接觸器的常閉節(jié)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)兩直流接觸器的互鎖。

圖2 通信電源自動(dòng)切換裝置主電路工作原理圖

圖2元器件說(shuō)明：

1)接觸器KM1；

2)接觸器KM2；

3)1#電源輸入開關(guān)QF1；

4)2#電源輸入開關(guān)QF2；

5)裝置電源輸出端子；

6)接觸器KM1內(nèi)常開接點(diǎn)；

7)接觸器KM1內(nèi)工作線圈；

8)接觸器KM1內(nèi)常閉接點(diǎn)；

9)接觸器KM2內(nèi)常開接點(diǎn)；

10)接觸器KM2內(nèi)工作線圈；

11)接觸器KM2內(nèi)常閉接點(diǎn)。

在實(shí)際運(yùn)用中，通常1#電源、2#電源輸入均為正常狀態(tài)，其電壓為-46V～-53.6V。合上開關(guān)QF1，電流經(jīng)過(guò)2#接觸器的常閉節(jié)點(diǎn)和1#接觸器的工作線圈形成回路，1#接觸器動(dòng)作：常開節(jié)點(diǎn)吸合，使1#電源連通至裝置輸出端子、常閉節(jié)點(diǎn)斷開，2#接觸器的線圈工作回路處于開路狀態(tài)，即閉鎖了2#接觸器。這時(shí)再合上QF2開關(guān)，2#接觸器線圈工作回路不能形成，故2#接觸不動(dòng)作，2#電源處于備用狀態(tài)。

在運(yùn)行中，如果發(fā)生1#電源開關(guān)跳閘、電壓下降不滿足設(shè)備運(yùn)行要求時(shí)，1#接觸器復(fù)位：常開節(jié)點(diǎn)斷開，1#電源退出運(yùn)行，常閉接點(diǎn)導(dǎo)通，2#接觸器線圈工作回路形成。2#接觸器動(dòng)作：常開節(jié)點(diǎn)吸合，使2#電源連通至裝置輸出端子、常閉節(jié)點(diǎn)斷開，即閉鎖了1#接觸器。

運(yùn)行中如果電源輸入電壓均不滿足要求，則兩接觸器均不動(dòng)作，兩電源均處于退出運(yùn)行狀態(tài)。

(2)保護(hù)電路

保護(hù)電路的主要作用是檢測(cè)出所供電設(shè)備是否存在接地或短路現(xiàn)象，若存在接地或短路現(xiàn)象可切斷設(shè)備供電，以保證直流通信電源的正常運(yùn)行。

設(shè)備出現(xiàn)短路或者接地時(shí)最直接的現(xiàn)象就是電流迅速升高、電壓迅速降低、對(duì)地電阻變?yōu)?或低阻。因此，最簡(jiǎn)單的方法就是在電源輸出端子處、控制回路中串聯(lián)保險(xiǎn)絲來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。其保險(xiǎn)絲額定電流，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，可為通信接入設(shè)備實(shí)際工作電流的1.5倍。這樣可以避開設(shè)備啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流，當(dāng)發(fā)生設(shè)備短路、接地時(shí)又可以迅速動(dòng)作。保險(xiǎn)絲熔斷后，需通過(guò)人工更換，這樣就避免了短路或接地的設(shè)備再次投入運(yùn)行。

(3)指示電路

為了便于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)，在開關(guān)QF1、QF2和輸出端子處并聯(lián)指示燈，分別表示1#電源輸入電壓正常、2#電源輸入電源正常、總輸出電壓正常。

4.現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施步驟

為了避免運(yùn)行中的PCM設(shè)備斷電，造成通信中斷，可參考如下的實(shí)施步驟。

(1)在PCM機(jī)柜的適當(dāng)位置安裝該自動(dòng)切換裝置。

(2)通過(guò)電源電纜將2#通信電源輸出至裝置2#電源輸入開關(guān)QF2處。

(3)測(cè)量確認(rèn)2#電源輸入開關(guān)QF2處的電壓、正負(fù)極情況。如果2#電源電壓值與在用的電壓值相等時(shí)，可將2#電源的正極連接至PCM機(jī)柜的正極處、將2#電源的負(fù)極連接至PCM機(jī)柜的負(fù)極處，然后先合上2#電源輸入開關(guān)QF2再斷開原在用的的通信電源開關(guān)，使2#電源投入使用。

(4)同樣通過(guò)電源電纜將1#通信電源輸出至裝置1#電源輸入開關(guān)QF1處。

(5)測(cè)量確認(rèn)2#電源輸入開關(guān)QF2處的電壓、正負(fù)極情況，符合要求后合上1#電源輸入開關(guān)QF1，是1#電源進(jìn)入備用狀態(tài)。

最終形成如圖3所示的PCM設(shè)備電源連接情況。

圖3 完善后的PCM設(shè)備電源連接示意圖

5.通信電源自動(dòng)切換裝置的優(yōu)缺點(diǎn)

根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，自行研制的通信電源自動(dòng)切換裝置具備以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)通信電源自動(dòng)切換裝置具備很高的可靠性，自2010年10月投入運(yùn)行至今從未發(fā)生誤動(dòng)情況。

(2)通信電源自動(dòng)切換裝置動(dòng)作時(shí)間極短，可以快速退出故障電源，投入正常電源，可快速恢復(fù)PCM設(shè)備供電，保證通信網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

(3)通信電源自動(dòng)切換裝置電路簡(jiǎn)單明了，運(yùn)行、維護(hù)、檢修方便。

(4)通信電源自動(dòng)切換裝置的指示燈可清楚地顯示各輸入電源電壓情況，輸出電壓情況。

(5)通信電源自動(dòng)切換裝置檢測(cè)出所供電設(shè)備是否存在接地或短路現(xiàn)象，若存在接地或短路現(xiàn)象可快速切斷設(shè)備供電，以保證通信電源的正常運(yùn)行。

(6)通信電源自動(dòng)切換裝置采用先退出故障電源，再投入正常電源的工作方式，因此可避免正常電源向故障電源送電，從而燒壞設(shè)備、電源電纜的事故發(fā)生。

由于通信電源自動(dòng)切換裝置采用先退出故障電源，再投入正常電源的工作方式，因此無(wú)法避免PCM設(shè)備供電的短時(shí)中斷，通信業(yè)務(wù)的瞬時(shí)中斷。

6.結(jié)論

通過(guò)使用自行研制的通信電源切換裝置對(duì)PCM設(shè)備電源系統(tǒng)進(jìn)行了完善，提高了電力通信網(wǎng)的可靠性。通過(guò)實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)，證明通信電源切換裝置具有電路簡(jiǎn)單明了、可靠性高、功耗小、造價(jià)低、安全可靠等特點(diǎn)，具有很大的推廣前景。