【期刊】变电站电力通信系统DC-DC供电问题探讨.pdf
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1、7 0第2 8 卷 第 1 7 6 期2 0 0 7 年6月1 0日 电力系统通信T e l e c o m m u n i c a t i o n s f o r E l e c t r i c P o w e r S y s t e mVo l.2 8 No.1 7 6J u n.1 0,2 0 0 7变电站电力通信系统 D C一 D C供电问题探讨余子勇,肖 景辉2(1.广东台山供电局,广东 台山 5 2 9 2 0 0;2.珠海泰坦电源有限公司,广东 珠海 5 1 9 0 0 0)摘要:变电站电力通信系统采用D C-D C供电方式,虽然有公认的一些优越性,但也存在着不容忽视的弊端,特别
2、是在 1 1 0 k V站以下通信站的D C一 D C通信电源问题比较突出。文章就采用D C-D C供电方式通信系统的结构、功能、资源配置、维护等方面进行了分析,揭示出使用该方式可能会引起电力通信系统的可靠性下降、电源系统失压失控、增加能源损耗、容易造成维护系统的误操作等问题,希望引起相关专业人员的重视,并继续对这个问题进行深入探讨。关键词:藕合;失压;失控;正接地中图分类号:T N 8 6文献标识码:B文章编号:1 0 0 5-7 6 4 1(2 0 0 7)0 6-0 0 7 0-0 30 引言 变电站电力通信系统采用D C一 D C供电,其优点主要表现为:变电站直流系统集成度提高,主控室
3、屏位减少;减少了电力通信专业对电源系统的维护工作量。采用该方式也存在着不容忽视的弊端,本文将从对各种弊端进行探讨。1 采用 D C一 D C供电方式存在的问题1.,使得通信系统可靠性有所下降 在电力系统中,如果把通信系统理解为一个监视系统,则其监视的对象就是生产系统。因此,这2 个系统应该相互独立,才能保证系统的可靠性。但是,通信系统采用 D C一 D C供电方式,使得生产系统和通信系统之间出现了中间祸合环节。如果操作电源系统失压(可能只是局部故障),就会导致通信系统的瘫痪;反之,一旦 D C一 D C电源系统出现了人口短路故障或人为操作故障,也势必要影响到操作电源系统的安全。通常每个供电分路
4、可以断电维护以及进行相对快速准确的保护,这对操作电源系统的安全运行是有利的。但基于通信系统对可靠性的要求,操作电源系统对通信系统的供电分路是不能轻易断电的,D C一 D C电源系统的维护需要在运行状态下进行,因而通信供电分路就存在着出现人为操作故障的可能。收稿 日期:2 0 0 6-1 2-0 5;修回日期:2 0 0 7-0 2-1 9 在操作电源系统通信供电分路故障的防护方面,存在着保障操作系统的安全和通信系统的可靠运行这一对矛盾。如果要保障操作电源系统的安全,应提高对 D C一 D C电源系统供电短路(过流)保护的灵敏度。但对通信系统来说就不可靠了,过流保护灵敏度高,则可能切断电源。如果
5、要优先保证通信系统的供电,则操作电源对 D C一 D C供电分路的短路保护就不能过于灵敏,但这样设计,势必要增大操作电源系统失压的风险。通信系统采用 A C一 D C+电池的供电方式,满足与生产系统相互独立的原则,很明显,直流失压和通信瘫痪碰到一起的情况几乎是不可能发生的。通信供电有问题时,可在规定的时间内恢复通信,并不影响生产系统的正常运行;直流失压时,故障信息依靠通信系统可以迅速传递出去,使有关人员立即了解情况,迅速采取措施,把故障控制在尽可能小的范围内加以解决。通信系统采用D C一 D C的供电方式,实际上通信系统变成依附生产系统而存在,生产系统一旦出现问题,通信系统就会立刻中断。即使操
6、作电源系统绝对可靠,在不存在失压的情况,在可靠性方面,D C一 D C的供电方式也存在很大的问题。D C 一 D C供电方式如图1 所示 1-z 。从图 1可以看出,在 D C一D C的供电方式下,D C一 D C电源系统一旦出现失压或失控,通信系统必然立即瘫痪。而在图2 所示 3 1 的A C一 D C+电池的供电方式中,通信系统由两路不同来源的电源系统进行供电,一路是 A C一 D C电源系统,一路是电池系统。经验交流 余子勇,等变电站电力通信系统 D C-D C供电问题探讨其中任何一路的失效,都不影响通信系统的运行。因为两路电源系统的来源不同,是相互独立的,在正常的维护使用下,同时失效的
7、概率是很小的。图1 D C一 D C供电方式F i g.1 DC-D C p o w e r s u p p l y mo d e 图 2F i g.2 A C-D CA C-D C十 电池供电方式p l u s b a t t e r y p o w e r s u p p l y mo d e 事实上,从拓扑结构上看,操作电源系统与A C一 D C+电池方式的通信电源系统是完全一致的,可靠性方面必然是等价的。承认了操作电源系统的可靠性也就等于承认了A C一 D C+电池方式的通信电源系统;反过来,则否定了A C一 D C+电池模式通信电源系统的可靠性,也就否定了操作电源系统的可靠性。需要说
8、明的是:在可靠性要求较高的直流供电场合,并联电池是最好的选择。因为电池具有吸收和释放能量的双向作用,在防浪涌、雷击、尖峰等方面是变换式电源不能替代的(现在所用的电源几乎都只能单象限运行,即只能输出功率,不能吸收功率)。D C一 D C电源出现电压失控,又没有电池系统的拦截(钳位),后面的通信系统就难以正常运行。1.2 易导致系统电压失控 对单个模块来说,失压和失控是对等存在的,即任何模块都有失压的可能,也都有失控的可能,并且它们的概率是相同的。如果一个 D C一 D C模块的容量大于通信系统正在使用的容量(简称大模块并联,目前实际运行的1 1 0 k V变电站 D C一 D C电源配置中,恐怕
9、有相当一部分是这种情况),则一个模块的失控就可立即导致整个系统的电压失控,这种情况下,如果D C一 D C系统有N个模块并联,每个模块失压和失控的概率均为尸,则系统失压和失控的概率为 D C一 D C并联系统失压的概率二 P rv D C一 D C并联系统失控的概率=1 一(1 一 P)“二 Nx P(当P 很小时)可以看出,电源并联可以大大降低失压的概率,但大模块并联却能成倍增加失控的概率。需要注意的是:电压的失控,影响的不仅是设备停止工作,而且可能直接损坏设备(其价值可能远高于电源系统)。实际上对并联系统来说,影响可靠性的因素,除了单元失控外,还有单元短路,尤其是对于 1 十 1”系统来说
10、,几乎是无法自动摆脱单元短路故障的,出现单元短路故障,只能是造成系统失压。因此不能简单认为,采用了并联备份就可以高枕无忧了,它是有条件的。1.3 经济性不高 从资源投人的角度看,采用D C一 D C的供电模式并不划算。通信设备所需的功率容量,无疑全部要通过操作电源系统的 A C一 D C电源及其电池供给,并且还要加上 D C一 D C电源系统的损耗。假如原来操作电源系统的容量和余量是经过科学计算过的,现在要维持2 套系统的安全余量仍然保持不变,那么在操作电源系统一侧,必然要增加 1 套容量相当于通信系统采用 A C一D C+电池方式下的 A D一 D C电源配置和电池配置,并且还要增加由D C
11、一 D C造成的效率损失。也就是A C一D C操作电源容量 二 原来 A C一 D C操作电源容量+原来 A D一 D C通信电源容量+D C一 D C电源系统效率损失;电池功率容量 二 原来操作电源系统电池功率容量+原来通信电源系统电池功率容量+D C一 D C电源系统效率损失。可以看出,该方法不能节省设备资源。此外,又额外多出了 1 套(能足够提供通信系统所需容量并且还留有足够安全余量)的 D C一 D C电源系统。从实质上,通信系统所需的全部能量,在D C-D C供电方式下,多进行了1 次功率变换,就必然导致多投人资源,多增加 1 份效率损失。最大的问题是可靠性严重下降。因此,以后的扩容
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- 期刊 变电站 电力通信 系统 DC 供电 问题 探讨
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