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作者：梁昌奇單位：南方電網超高壓輸電公司天生橋局

電池欠壓保護裝置運行方式和可靠性分析

近年來，南方電網在新建和改造的通信電源系統項目中，電源系統多采用內置微機監控單元，監控單元控制電池欠壓保護裝置的技術得到普遍應用。

1電池欠壓保護裝置運行方式

筆者對運行中的通信電源系統進行分析比較后，總結出電池欠壓保護裝置在電源系統電路中的兩種應用方式：

（1）電池欠壓保護裝置串聯在直流輸出母線上的應用方式。蓄電池組與充電機永久連接，當交流電源停電，由蓄電池組提供電能，電池電壓下降到終止電壓時，監控單元控制電池欠壓保護裝置，切除直流輸出母線跟充電機和蓄電池組的連接。

（2）電池欠壓保護裝在蓄電池充放電支路上的方式。直流輸出母線與充電機永久連接，當交流電源停電，由蓄電池組提供電能，電池電壓下降到

終止電壓時，監控單元控制電池欠壓保護裝置，切除蓄電池組跟充電機和輸出母線的連接。

2電源系統在各種情況下工作的可靠性分析

（1）電源系統正常情況分析

在監控單元、欠壓保護裝置正常工作時，系統交流電源停電后，由蓄電池組單獨供電，電壓下降到因蓄電池組繼續深度放電會遭到損壞的保護設定值時，監控單元檢測到該電壓值后，上報欠壓告警，同時對電池欠壓保護裝置發出保護指令，切斷電池欠壓保護裝置的繼電通路開關，斷開負載供電，從而達到保護蓄電池組和設備安全的目的。兩種連接方式的欠壓保護裝置在設計可供電能用盡后，均應中斷通信設備供電。

（2）監控單元異常分析

監控單元由許多電子器件和運算電路構成，在實際運用中，由于電子器件和運算電路的質量和老化問題，在交流電壓正常供電，充電模塊直流輸出正常時，因監控單元出現故障導致欠壓保護裝置動作的情況時有發生。電源系統采用電池欠壓保護裝置串聯在直流輸出母線上的工作方式時，出現監控單元異常情況，監控單元系統告警，繼電器開關斷開，直流輸出母線與電源系統斷開，負載配電屏失去電壓，通信設備將失去供電，造成通信傳輸業務中斷，影響電網安全運行。電源系統采用電池欠壓保護裝置串聯在蓄電池組充放電支路工作方式時，出現監控單元異常情況，監控單元系統告警，繼電器開關斷開，蓄電池組雖脫離充電機系統，但交流電正常時，充電機仍然可以繼續為負載供電；檢修人員根據告警及時采取應急措施后，通信設備將不會發生供電中斷的情況，避免了電力傳輸業務的中斷。

（3）人為誤碰分析

通信電源系統在人機對話過程中實現欠壓保護功能的方式不盡相同；欠壓保護裝置有機械按鈕操作控制方式、軟件定值控制方式、軟件定值和機械相結合控制等。在對通信電源設備巡視、定檢、檢修時，由于人員誤碰按鈕或定值誤設置，發生欠壓保護裝置動作中斷繼電開關的情況。電源系統采用電池欠壓保護裝置串聯在直流輸出母線上的工作方式時，發生人為誤碰，系統欠壓告警，繼電器開關斷開，負載配電屏失去電壓，通信設備失去供電；由于屬于誤碰，現場人員可立即作恢復處理，但因通信設備失電后，造成通信傳輸業務中斷，影響了電網安全運行。電源系統采用電池欠壓保護裝置串聯在蓄電池組充放電支路上的工作方式時，發生人為誤碰，系統欠壓告警，繼電器開關斷開，蓄電池組雖脫離充電機系統，此時負載配電屏由充電機繼續供電；由于屬于誤碰，告警出現時，現場人員可立即作恢復處理，通信設備不會發生供電中斷情況，避免了電力傳輸業務的中斷。

（4）欠壓裝置裝置繼電器異常分析

欠壓保護裝置繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成，線圈長期供電，由于質量或老化的原因，線圈燒壞后，欠壓保護裝置繼電開關將斷開。

電源系統采用電池欠壓保護裝置串聯在直流輸出母線上的工作方式時，欠壓裝置繼電器異常，繼電器開關斷開，直流輸出母線及負載配電屏失去電壓，通信設備將失去供電，造成通信傳輸業務中斷，影響電網安全運行。電源系統采用電池欠壓保護裝置串聯在蓄電池組充放電支路工上的作方式時，欠壓裝置繼電器異常，繼電器開關斷開，蓄電池組雖脫離系統，但交流電正常時，充電機仍然可以繼續為負載供電，不影響電力傳輸業務；發生欠壓裝置繼電器異常后，蓄電池端電壓逐漸下降，監控單元檢測到蓄電池組電壓異常后，上報欠壓保護裝置故障告警，檢修人員可及時采取處理措施，負載配電屏及通信設備將不會發生供電中斷的情況。

應用改造

2011年，在南方電網500KV天生橋換流站在改造的兩套相互獨立運行的通信電源系統工程中，電池欠壓保護裝置設計為串聯在直流輸出母線上的工作方式；在現場安裝調試中，A套電源在調整欠壓保護定值時，調整過程中將44V誤整定為54V的情況下，欠壓保護立即啟動，直流輸出母線失壓；B套電源由于監控單元故障，在交流輸入和充電機輸出正常的情況下，母線輸出無電壓；系統如處于帶負荷運行狀態時發生上述情況，將嚴重威脅通信設備和電網的安全運行；在充分論證后，現場將電池欠壓裝置改接為串聯在蓄電池組充放電支路上的工作方式；A、B兩套電源系統經過半年以及多次試驗，人為設置和強制中斷欠壓保護繼電器開關，由于交流輸入和充電機工作不受影響，直流母線輸出電壓正常，能有效保證通信設備的可靠供電；通過改進，盡可能地避免電池欠壓保護裝置出現不正常斷開后，在交流電繼續供給正常的情況下，通信設備還能通過充電機保持正常運行，為搶修人員及時發現、處理系統異常贏得時間，在電池保護功能不變的同時，最大限度地保證了通信設備的運行質量和效率，更好地為電網安全提供保障。

近期方案及遠期優化探析

通過原理和實際應用分析，將電池欠壓保護裝置串聯在蓄電池充放電支路上應用，可最大限度地保證通信業務安全、有效運行；在此基礎上，本文進一步就現實可行的統一規劃方案及遠期優化進行探析。

1現時可行的統一規劃方案在運行的通信電源系統中，大多配置了一套電池欠壓保護裝置，所有蓄電池組的通斷由其控制，如統一將電池欠壓保護裝置改造成串聯在蓄電池充放電支路上應用，當出現監控單元故障、人為誤碰、定值錯誤、欠壓裝置本身故障等異常情況時，通信設備的供電安全性將大大高于電池欠壓裝置串聯在直流輸出母線上的方式。本方式的改造僅通過改變欠壓保護裝置連接線即可實現，簡單易行，如圖1所示。

2遠期優化方案電源系統中設計兩套獨立控制的電池欠壓保護裝置，每套裝置分別串聯相應的蓄電池組，在發生人為誤碰、定值錯誤、欠壓裝置本身故障等異常情況時，裝置不可能同時中斷，至少保證了一個支路的蓄電池組與系統可靠連接，交流輸入在此期間是否穩定供電，均不中斷通信設備的正常供電，更有利于提高直流通信電源的安全、穩定運行。

結束語

在電力通信系統中，通信業務的短時中斷可能造成電網的不穩定運行，甚至被迫停運，通信設備的可靠、安全運行作為主要的考核指標，通信電源的可靠供電至關重要；本文結合電力通信業務的要求和特點，提出電池欠壓保護裝置應串聯在蓄電池組充放電支路的方案，以期提高電力通信設備的運行可靠性，為電網安全穩定運行提供有力的保障。