第２９卷第２期 四川水力发电 Ｖｏ１．２９．Ｎｏ．２ ２ ０ １ ０年４月 Ｓｉｃｈｕａｎ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ Ａｐｒ．，２ ０ １ ０ 二滩水电站通信电源系统改造 龙红建，谭中美 （二滩水力发电厂，四川攀枝花６１７０００） 摘要：简要介绍了二滩水电站通信电源系统的主要组成部分——高频开关整流单元、直流配电单元、免维护阀控式密封铅 酸蓄电池组以及电站通信系统对其的要求，结合实际，对如何做好通信电源系统的运行及检修维护工作提出了相应的注意 事项。 关键词：通信电源系统；高频开关整流单元；直流配电单元；蓄电池组；运行维护；二滩水电站 中图分类号：ＴＶ７；ＴＶ７３５；ＴＶ７３７ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１－２１８４（２０１０）０２－０１１６－０４ １ 概述 如图１所示。从该主接线图可以看出各设备之间 二滩水电站是我国２Ｏ世纪末建成投产的最 具有较强的独立性，供电可靠性高，亦便于开展检 大的水电站，是雅砻江流域梯级开发已建成的龙 修工作。该电源系统的主要优点具体表现为： 头电站，是西电东送工程中重要的骨干电源点之 （１）两套高频开关电源整流设备各自的两回 一，共装有６台单机容量５５０ ＭＷ的发电机组，总 交流进线通过四个不同的开关接在电站厂用电两 装机容量３ ３００ ＭＷ，多年平均发电量达１４６亿 段不同的母线上，任何一段母线停电检修、任何一 ｋＷ・ｈ以上，与之配套的二滩水电站通信电源系 开关故障都不会影响两套交流电源的输入；在两 统也同步建成，并投入运行。通信电源系统是为 套高频开关电源整流设备直流输出部分分别加装 电站通信设备提供交直流电的电能源，在通信网 了一个直流断路器，从而可以在保证直流负载不 中的位置极其重要，被喻为通信网和通信设备的 掉电的前提下检修其中任何一套高频开关电源整 “心脏”。二滩水电站通信电源系统安全可靠地 流设备都可以停电进行，且回路上有明显的开断 运行是确保通信系统安全、可靠、不间断工作的首 点； 要条件，是确保二滩水电站及川渝电网安全稳定 （２）整套电源系统直流接线方式为单母分段 运行的重要技术支撑之一。 接线，正常运行方式为分段运行，７ＱＦ断开。分段 ２＝滩水电站通信电源系统 母线联络直流接触器ＫＭ１和ＫＭ２，能人工和自动 二滩水电站投产发电之初，通信电源系统只 切换且能电气互锁。当遇某整流设备发生故障需 有一套整流设备运行，不符合电力系统通信及 检修等情况时，手动合上７ＱＦ后，分段母线即可 ５００ ｋＶ超高压输电线路高频保护（线路主保护） 通过直流接触器ＫＭ１或ＫＭ２进行联络运行，从 及电网安全稳定装置通道的直流工作电源运行规 而能保证两套电源互为热备用，可以连续可靠地 程，极大地威胁着二滩水电站乃至川渝电网５００ 为负载和蓄电池供电； ｋＶ线路的安全稳定运行，同时也无法对已投运的 （３）两套蓄电池组输出部分分别加装一个直 整流设备进行正常的检修维护工作。电站刚投产 流断路器，可以保证一组蓄电池从负载回路断开 发电不久，就因该电源系统故障而导致电站生产 后进行放电试验或其它检修时，另一组蓄电池仍 区通信系统及５００ ｋＶ线路高频保护通道中断约 能正常运行。 ２ ｈ，所幸处理及时，避免了故障范围的扩大。为 ２．１ 高频开关整流单元 彻底解决原系统存在的问题，经过充分论证和设 二滩水电站通信电源系统高频开关整流器工 计，对原通信电源系统进行了技术改造。技术改 作原理见图２。 造工作完成后的二滩水电站通信电源系统主接线 进线电源经交流配电分路进入整流模块，经 收稿日期：２００９－０８－０９ 各整流模块整流得到的一４８ Ｖ直流电，通过汇接 皿Ｓｉｃｈｕａｎ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ 龙红建等：二滩水电站通信电源系统改造 ２０１０年第２期 进入直流配电，分多路提供给通信设备使用；正常 时，整流模块停止工作，由蓄电池给通信设备供 情况下，系统运行在并联浮充状态，即整流模块、 电，维持通信设备的正常工作；电源恢复后，整流 负载、蓄电池并联工作。整流模块除了给通信设 模块重新给通信设备供电，并对蓄电池进行充电， 备供电外，还为蓄电池提供浮充电流；当进线失电 补充其消耗的电量。 ＱＦ ２ＱＦ｛ 外 一 。Ｊ兀 黾水ｊ ／－－外接电池组… ６ＱＦ — 一 日 ●ｕＪ… ０ ＪＶｒ ｌ Ｉ ＿＿＿＿＿● ＿—＿ Ｉｌ’ｌ。…Ｉ。Ｉ’Ｉ’ ２５ ０Ａ ｌ －－ＨＩＩＩ．．・… Ｉ调压装置ｌ ｌ ｌ调压装置 ２ 】 ＦＬ １ＰＡ Ｋｍ１ ，ＦＬ匹二卫 上 ｌ Ｉ一 ｉ １ ． ．１ Ｉ ｌＬ—１： ＿＿＼』 ２Ｐ ， 一 面 ｌ——— 上一＿———一 ｌ ｒ 、 ⑨ ’ｒ ：Ｐ、 ， 负载 ｌ 『 ２】 ｝ 负载 负载 负载 图１ 二滩水电站通信电源系统主接线图 图２高频开关整流系统工作原理框图 Ｓｉｃｈｕａｎ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ皿 第２９卷总第１３５期 四川水力发电 ２０１０年４月 ２．２直流配电单元 ２．３．Ｉ 通信系统对蓄电池组的主要要求 由于通信电源直流供电系统中均设置了蓄电 池组，因此，正常情况下，可以保证对通信设备提供 不问断供电。当前广泛应用的直流供电方式主要 （１）放电性能。 通信系统要求蓄电池组大电流放电性能好。 （２）使用寿命。 使用寿命是蓄电池可靠性高的保证，蓄电池组 有：并联浮充供电方式、尾电池供电方式、硅管降压 供电方式及直流变压器供电方式。根据实际通信 应能保证既使在浮充电压或环境温度稍高的情况下 系统的具体要求，上述各种供电方式还可以适当组 电池的失水率也不大于设定值，以免电池失效较陕。 合。二滩水电站通信电源系统的直流供电方式为 并联浮充供电方式。并联浮充供电方式的基本原 （３）极柱的结构与连接。 在蓄电池组的串并联连接方式中，应采用软铜 理为：整流器与蓄电池组并联后对通信设备供电， 线连接，在大电流充放电时，可使连接导线的电压 输入交流电正常时，整流器输出同时给通信设备供 小，从而提高了供电的安全性。 电和蓄电池充电；在并联浮充工作状态下，蓄电池 还能起一定的滤波作用；输入交流电中断时，蓄电 （４）均一的电气性能。 各单体蓄电池性能均一是反映产品质量的一 池单独给通信设备供电。并联浮充供电方式的优 个重要标志，各单体蓄电池性能均一较好的蓄电池 点是结构简单、工作可靠、供电效率高；缺点是在浮 组维护量大大减少，同时各单体电池具有寿命长的 充工作状态下，输出电压较高，当蓄电池单独供电 优点。 时，输出电压较低，因此，负载电压变化范围较大。 ２．３．２免维护阀控式蓄电池组的充电方法 二滩水电站通信电源系统直流配电屏内设置 在通信电源系统中，蓄电池放电后的充电叫正 的两套高频开关整流设备的直流输出和两套蓄电 常充电。根据放电程度，正常充电的方法有浮充、池组分别经直流接触器接在直流屏母线铜排上。 限流恒压和递增充电三种。通信直流电源系统采 整套电源系统直流接线方式为单母分段接线，正常 用整流设备与蓄电池并联冗余的方式供电。蓄电 运行方式为分段运行，７ＱＦ断开。分段母线联络直 池组既为备用电源，也有吸收高频纹波电流的作 流接触器ＫＭ１和ＫＭ２能人工和自动切换，且能电 用。浮充电流除了要补足自放电所损失的容量和 气互锁。当遇某整流设备发生故障需检修等情况 电池独立供电时消耗的容量外，还要维持电池的内 有可能出现容量、端 时，手动合上７ＱＦ后，分段母线即可通过直流接触 氧循环。电池在运行过程中，器ＫＭ１或ＫＭ２进行联络运行，从而能保证两套电 电压不一致的情况，为防止其发展成为故障电池， 源互为热备用，连续可靠地为负载和蓄电池供电。 可以采用后均衡充电法定期补足电池容量。由于 直流配电屏内设有数据采集及欠压保护电路板，分 整流器具有完善的充电功能，以上三种方法均可在 别对两蓄电池组实施欠压保护；直流配电屏同时安 不脱离负载情况下进行。 装有电流、电压等物理量ＬＣＤ数码显示装置及其 ２．３．３免维护阀控式蓄电池组的常规维护工作 它工作状态指示灯。 ２．３ 免维护阀控式密封铅酸蓄电池组 为了确保供电系统的可靠性，就必须做好免维 护阀控式蓄电池组的维护工作，其常规维护工作应 蓄电池组是通信电源系统的直流备用电源，在 从以下几方面入手：（１）在条件允许的情况下，通信电源室尤其是 整流器因交流电源中断或故障时，担负着维持通信 （２— 设备或逆变电源工作的任务。由于免维护阀控式 蓄电池室应安装空调设备并将温度控制在２０￣这不仅可延长蓄电池的寿命，而且可使 铅酸电池具有可卧放式叠放，可与通信设备放置在 ２５℃之间，起，节省空间；省去了在维护中进行比重测量工 蓄电池具有最佳的容量。二滩水电站通信电源室 作，适合大电流放电；在一般情况下氢氧复合较 安装有常年投入运行的中央空调，完全能满足上述 一 好，不会产生氢气；充电不会产生酸气而污染环境 要求。等突出优点，因此，在各领域已被广泛使用。二滩 （２）由于目前使用的阀控式密封蓄电池不能 水电站通信电源系统使用的两组蓄电池容量为 添加蒸馏水，电解液干涸更是造成电池容量降低和 ３００ ＡＨ。 使用寿命缩短的重要因素，为了避免电解液的大量 皿Ｓｉｅｈｕａｎ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ 龙红建等：二滩水电站通信电源系统改造 ２０１０年第２期 损失而缩短电池的使用寿命，浮充电压应严格遵照 的注意事项为： 厂家推荐的电压值。不论在任何情况下，蓄电池的 （１）结合现场实际，严格按照《二滩水电站通 浮充电压不应超过厂家给定的参考浮充电压值，并 信电源系统运行及检修维护规程》规定开展各项 且要根据环境温度变化，随时利用电压调节系数± 相关工作；按照设备分工到人的原则，将通信电源 ３ ｍＶ／℃自动调整浮充电压的数值；对于需要均衡 系统责任落实到人。 充电的电池，宜采用低压限流的充电方法，最大充 （２）相关人员每工作日检查电源系统各电压 电电压应限制在２．３５ Ｖ／只以下。 表及电流表的读数是否正常、正确，并将数据填 （３）在蓄电池不均衡性比较大或深度放电以 入”运行日记”中；如发现异常，应严格按照规程规 后，以及在蓄电池运行一段时间后（一般为半年左 定进行检修消缺工作并做好相应的记录。 右），应采用均充方式对蓄电池组进行补充充电。 （３）每年定期检查通信电源系统的接地情况， 在均衡充电时要注意环境温度的变化，并随环境温 电源柜、交／直流配电箱、蓄电池柜接地线是否接触 度的升高而自动将均衡电压设定的值降低。 良好，接地电阻是否合乎要求，蓄电池的正极接地 （４）在蓄电池组投产运行前，应认真记录每只 线须可靠接地，并将检查测试结果填写入相应的表 单体电池的电压和内阻数据，作为原始资料妥善保 格中，如发现异常，分析原因并立即进行处理。 存，每运行半年，需将运行的数据与原始数据进行 （４）对蓄电池组进行精心维护，结合定期工作 比较，如发现异常情况应及时进行处理。如果某蓄 的开展，每年对蓄电池组分别至少进行一次充放电 电池内阻突然增加或测量端电压有数值不稳定的 及核容试验，在对蓄电池组充放电及核容试验过程 情况，应立即作为“落后蓄电池”进行处理。 中，应采取相应措施，防止对蓄电池组过充电或过 （５）定期检查阀控式蓄电池的安全阀，并仔细 放电从而造成蓄电池损坏。定期检查阀控式蓄电 观察安全阀的周围是否有被喷射的污点，以此确定 池的安全阀，并仔细观察安全阀的周围是否有被喷 安全阀是否拧紧或损坏。要经常观察电池壳体有 射的污点，以此确定安全阀是否拧紧或损坏。定期 无渗漏、变形，连接部位有无松动、腐蚀等情况，发 检查电池壳体有无渗漏、变形，连接部位有无松动、 现异常应及时进行处理。 腐蚀等情况，发现异常及时进行处理。 （６）由于无法测量免维护阀控式密封蓄电池 （５）在通信电源系统发出告警信号时，告警信 的电解液密度，因此，要准确地了解电池容量，最有 号直接传输至二滩水电站ＣＣＳ（计算机监控系 效的方法就是对蓄电池每年进行一次核对性容量 统），运行值班人员及时通知相关人员后，相关人 试验。在实际工作中，操作最可行、简便的方法是 员应在０．５ ｈ内赶赴现场展开检查消缺工作。 采用对蓄电池组用假负载放电法。当经过核容检 （６）做好通信电源室的消防安全工作，定期检 查后，对蓄电池组中的个别”落后蓄电池”进行更 查消防器材如灭火器、感烟探测器及感温探测器等 换处理；当落后蓄电池只数较多或蓄电池组容量不 是否工作正常。 能达到额定容量的８０％以上时，应进行蓄电池组 （７）建立完善的运行日记档案，妥善保存好图 的整体更换处理。 纸资料、备品备件。 ３通信电源系统运行及检修维护工作注意事项 ４ 结语 由于二滩水电站通信电源系统承担着向电站 二滩水电站通信电源系统改造后的运行实践 交换机、光端机、调度微波系统、５００ ｋＶ电力载波 证明，其设备健康水平及可靠性极高，为二滩水电 系统等设备供电的任务，一旦发生供电中断，由于 站实现”无人值班，少人值守”的运行管理方式和 电站通信系统及５００ ｋＶ超高压输电线路高频保护 电站及川渝电网的安全、稳定、经济运行提供了可 （线路主保护）及电网安全稳定装置通道将无法正 靠的通信供电保障。 常运行，将极大地威胁二滩水电站乃至川渝电网 作者简介： ５００ ｋＶ线路的安全稳定运行，因此，必须采取各种 龙红建（１９７４一），女，湖南茶陵人，工程师，从事水电站通信系统运 措施，确保通信电源系统长期、稳定、可靠运行，结 行及检修维护工作； 谭中美（１９７３一），男，重庆长寿人，工程师，从事水电站自动控制系 合目前的实际情况，在日常运行及检修维护工作中 统检修维护及技术管理工作． （责任编辑：李燕辉） Ｓｉｃｈｕａｎ ＷａＷｒＰｏｗｅｒ衄