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摘要：本文阐述了电力通信的概念、电力通信的发展简史以及电力专用通信技术。通过对电力专用通信DC/DC进行分析，发现当线路发生故障时，因DC/DC的自身保护原因，导致馈线开关自动跳闸问题。本文主要是对此问题产生的机理和解决措施进行研究。
关键字：电力通信；DC/DC；馈线；机理；
最初，我国的专用通信主要是在行业、部门、单位内部建立的网络，主要是用于组织管理和生产调度。专用网的主要任务是为本企业、本行业的生产服务，对内提供非盈利性的电信服务。
一、电力专用通信网概述
1、电力专用通信的概念
讨论电力通信的本质问题，我们首先需要了解的是电力通信的基本概念，如系统通信、厂站通信、电力系统通信以及电力专用通信等。
电力系统通信是指利用无线电、有线电、光以及其他的电磁系统，传输、交换电力系统执行运行管理活动时所需要的各种信号、文字、图像以及声音等，从而满足电力系统的专用通信。
按照此定义，我们发现电力系统通信和电力专用通信为同一概念。电力专用通信按照通信区域范围的不同，可分为系统通信和厂站通信。系统通信主要是在发电厂、变电站、调度所等之间的通信，满足生产管理的通信要求。厂站通信即站内通信，是在发电厂、变电站内与系统间的通信有相互连接口，为满足厂站内部生产管理通信需求、抗干扰、通信覆盖能力、通信可靠性提供服务。
2、电力通信的发展简史
起初的电力系统规模较小，通过电力线载波、架空明线、电缆等通信方式就可满足调度和事故处理的需求。上世纪60年代，电力负荷不断增加、电力系统规模不断扩大，因而通过采用微波技术、高频特高频、同轴电缆等多路载波通信方式，加上原有的电力载波和有线通信方式，组成了电力专用通信网，其通道容量、网络规模都有所提升。随着电力系统的扩大、管理复杂度的提高和自动化水平的提升，对通信提出了新的要求。此时又将卫星通信、数字微波、程控交换、光纤通信等现代通信技术不断引入电力专用通信。
随着电网规模不断扩大、电力市场的建立以及用户对电能质量的不断提高，电力系统对信息通信的要求和依赖性也越来越高。电力专用通信的发展主要面临这两方面的风险和挑战：一是对通信质量、稳定可靠性方面的要求极高，但业务量较小，如果仅仅从业务量需求方面来看，传输容量为每秒2.5Gbit的系统就可满足条件，但是现代通信技术的发展趋势是容量超大规模化，单光纤的容量就可达到每秒Tbit级别，从而二者的差距带来了一系列的问题。二是调整电力工业结构和管理体制改革的深入，电力企业重组后的规模和职能发生变化，一些功能少、规模小的电力公司不能像大公司一样对电力专用通信持续高额投资能力，但减少对通信的投入又会带来巨大风险，从而陷入进退两难的地步。
经过分析，我们得出结论：首先，电力工业的发展离不开电力通信，它可为电力工业提供可靠的专用通信，因而应作为电力通信发展的首要目标。其次，在技术和经济发展上，对电力通信发展的需要应寻找新的出路，这不仅是电力公司的需要，也是国家的需要。
二、電力专用通信网馈线短路问题分析
1、馈线短路问题概述。
随着电力系统专业化管理的不断深化，是否将通信电源单独配备充电设备和蓄电池组的模式改为采用电力专用DC/DC挂于操作电源从而取得通信电源的模式，一直是人们讨论的热点。当电力通信专用DC/DC模块中的馈线发生短路故障时，如何保证在短路保护情况下，故障馈线的支路开关能够可靠跳闸、切除线路，而不影响通信电源的正常供电。
电力通信专用DC/DC模块挂于直流母线的原理图，如图1所示。
由图可知，当发生馈线短路时，DC/DC挂于直流母线的方式存在着DC/DC的短路保护时间和馈线开关的短路跳闸时间不匹配现象。若DC/DC短路保护比馈线开关的短路跳闸动作发生的早，则会因DC/DC的短路保护而不再输出电流，使得馈线开关不能自动短路跳闸，也就不能切除短路故障馈线支路，从而影响了整个母线供电。
馈线短路问题的难点在于馈线开关的脱扣曲线是一定的，而DC/DC作为保护功率器件，其短路保护常采用硬件保护方式，因而保护时间不能随意延长。
2、解决措施可行性分析。
解决方案思路：我们应找到可行的办法替换传统设计的蓄电池组，在馈线支路短路而引起DC/DC模块短路保护时，能提供故障电流，从而保证故障馈线的支路开关能够可靠跳闸，达到去除故障的目标。
针对可能改进的点，进行可行性分析：
（1）修改DC/DC模块设计。固定设计和馈线开关间的匹配问题，以及过长的短路保护时间对功率器件的影响，我们都应考虑在内。因而，此方案也不可行。
（2）通过直流电源抽头提供故障电流。如何将直流电源和通信所用的48V电源隔离是个问题，而且直流电源提供的故障电流能否保证直流电源正常运行，很难预测。因而方案不具可行性。
（3）将电解电容并联，利用电容中的电荷放电，从而提供故障电流。此电解电容只需耐压>63V即可，不用过高。而且，电解电容的成本低、易安装。通过实验验证，此方案可行。
3、电解电容的选择方法：
（1）确定母线最大允许压降。通过参阅通信电源标准得知，通信设备受电断的电压范围-40V到-57V。因而，我们可计算出母线最大允许压降为17V。
（2）电解电容耐压选择。一般选择的电解电容耐压>63V即可。
（3）确定馈线短路的最大故障电流。馈线短路的最大故障电流主要取决于馈线短路回路的阻抗参数。在实际情况下，我们可通过闭合各馈线开关，在馈线开关输出端使用精密测阻抗仪器测得，从而计算出馈线短路最大故障电流Idmax。
（4）电解电容的最大放电量。以上已经计算出了馈线短路最大故障电流，通过对照开关的脱扣曲线，找到维持开关脱扣的最大时间，乘以可靠系数1.2，从而得到电解电容最大放电时间Ttz。因而，我们计算出电解电容的最大放电量为△Q=Ttz* Idmax。
（5）需要并联的电解电容容量。假设在正常工作状态下，电解电容为Q1，对应的电压为U1，馈线短路后电容放电，馈线开关跳闸后，电容电量为Q2，电压为U2。则电解电容容量C=⊿Q/⊿U=（Idmax*Ttz）/⊿U。
经过实验，我们知道通信电源DC/DC馈线短路时，确实存在支路短路开关不能可靠脱扣现象，但并非所有情况都这样。我们可通过在母线上并联合适的电解电容即可解决此问题，电解电容可按上述方法进行选择。
总结：虽然DC/DC挂于直流母线方式存在着DC/DC的短路保护时间和馈线开关的短路跳闸时间不匹配现象属于小概率事件，但是我们应从技术层面上予以重视，研究其解决方案。经过实验得知，在母线上并联足够的电解电容是最简单有效的方案。
参考文献：
[1] 冷旭东，王坚.关于电力通信用DC/DC馈线短路问题的研究[J].电力系统保护与控制，2009（12）
[2] 孙德栋.电力专用通信网向社会开放的探讨[J].电力系统通信，2011（12）
[3] 曹惠彬.电力通信发展的回顾与展望[J].电信技术，2013（02）
[4] 刘湘涛.我国电力系统通信状况及发展趋向[J].邵阳高专学报，2012（05）
[5] 彭淳绍.电力系统通信网发展的动向及对策[J].电力系统自动化，2010（10）
关键字：电力通信；DC/DC；馈线；机理；
最初，我国的专用通信主要是在行业、部门、单位内部建立的网络，主要是用于组织管理和生产调度。专用网的主要任务是为本企业、本行业的生产服务，对内提供非盈利性的电信服务。
一、电力专用通信网概述
1、电力专用通信的概念
讨论电力通信的本质问题，我们首先需要了解的是电力通信的基本概念，如系统通信、厂站通信、电力系统通信以及电力专用通信等。
电力系统通信是指利用无线电、有线电、光以及其他的电磁系统，传输、交换电力系统执行运行管理活动时所需要的各种信号、文字、图像以及声音等，从而满足电力系统的专用通信。
按照此定义，我们发现电力系统通信和电力专用通信为同一概念。电力专用通信按照通信区域范围的不同，可分为系统通信和厂站通信。系统通信主要是在发电厂、变电站、调度所等之间的通信，满足生产管理的通信要求。厂站通信即站内通信，是在发电厂、变电站内与系统间的通信有相互连接口，为满足厂站内部生产管理通信需求、抗干扰、通信覆盖能力、通信可靠性提供服务。
2、电力通信的发展简史
起初的电力系统规模较小，通过电力线载波、架空明线、电缆等通信方式就可满足调度和事故处理的需求。上世纪60年代，电力负荷不断增加、电力系统规模不断扩大，因而通过采用微波技术、高频特高频、同轴电缆等多路载波通信方式，加上原有的电力载波和有线通信方式，组成了电力专用通信网，其通道容量、网络规模都有所提升。随着电力系统的扩大、管理复杂度的提高和自动化水平的提升，对通信提出了新的要求。此时又将卫星通信、数字微波、程控交换、光纤通信等现代通信技术不断引入电力专用通信。
随着电网规模不断扩大、电力市场的建立以及用户对电能质量的不断提高，电力系统对信息通信的要求和依赖性也越来越高。电力专用通信的发展主要面临这两方面的风险和挑战：一是对通信质量、稳定可靠性方面的要求极高，但业务量较小，如果仅仅从业务量需求方面来看，传输容量为每秒2.5Gbit的系统就可满足条件，但是现代通信技术的发展趋势是容量超大规模化，单光纤的容量就可达到每秒Tbit级别，从而二者的差距带来了一系列的问题。二是调整电力工业结构和管理体制改革的深入，电力企业重组后的规模和职能发生变化，一些功能少、规模小的电力公司不能像大公司一样对电力专用通信持续高额投资能力，但减少对通信的投入又会带来巨大风险，从而陷入进退两难的地步。
经过分析，我们得出结论：首先，电力工业的发展离不开电力通信，它可为电力工业提供可靠的专用通信，因而应作为电力通信发展的首要目标。其次，在技术和经济发展上，对电力通信发展的需要应寻找新的出路，这不仅是电力公司的需要，也是国家的需要。
二、電力专用通信网馈线短路问题分析
1、馈线短路问题概述。
随着电力系统专业化管理的不断深化，是否将通信电源单独配备充电设备和蓄电池组的模式改为采用电力专用DC/DC挂于操作电源从而取得通信电源的模式，一直是人们讨论的热点。当电力通信专用DC/DC模块中的馈线发生短路故障时，如何保证在短路保护情况下，故障馈线的支路开关能够可靠跳闸、切除线路，而不影响通信电源的正常供电。
电力通信专用DC/DC模块挂于直流母线的原理图，如图1所示。
由图可知，当发生馈线短路时，DC/DC挂于直流母线的方式存在着DC/DC的短路保护时间和馈线开关的短路跳闸时间不匹配现象。若DC/DC短路保护比馈线开关的短路跳闸动作发生的早，则会因DC/DC的短路保护而不再输出电流，使得馈线开关不能自动短路跳闸，也就不能切除短路故障馈线支路，从而影响了整个母线供电。
馈线短路问题的难点在于馈线开关的脱扣曲线是一定的，而DC/DC作为保护功率器件，其短路保护常采用硬件保护方式，因而保护时间不能随意延长。
2、解决措施可行性分析。
解决方案思路：我们应找到可行的办法替换传统设计的蓄电池组，在馈线支路短路而引起DC/DC模块短路保护时，能提供故障电流，从而保证故障馈线的支路开关能够可靠跳闸，达到去除故障的目标。
针对可能改进的点，进行可行性分析：
（1）修改DC/DC模块设计。固定设计和馈线开关间的匹配问题，以及过长的短路保护时间对功率器件的影响，我们都应考虑在内。因而，此方案也不可行。
（2）通过直流电源抽头提供故障电流。如何将直流电源和通信所用的48V电源隔离是个问题，而且直流电源提供的故障电流能否保证直流电源正常运行，很难预测。因而方案不具可行性。
（3）将电解电容并联，利用电容中的电荷放电，从而提供故障电流。此电解电容只需耐压>63V即可，不用过高。而且，电解电容的成本低、易安装。通过实验验证，此方案可行。
3、电解电容的选择方法：
（1）确定母线最大允许压降。通过参阅通信电源标准得知，通信设备受电断的电压范围-40V到-57V。因而，我们可计算出母线最大允许压降为17V。
（2）电解电容耐压选择。一般选择的电解电容耐压>63V即可。
（3）确定馈线短路的最大故障电流。馈线短路的最大故障电流主要取决于馈线短路回路的阻抗参数。在实际情况下，我们可通过闭合各馈线开关，在馈线开关输出端使用精密测阻抗仪器测得，从而计算出馈线短路最大故障电流Idmax。
（4）电解电容的最大放电量。以上已经计算出了馈线短路最大故障电流，通过对照开关的脱扣曲线，找到维持开关脱扣的最大时间，乘以可靠系数1.2，从而得到电解电容最大放电时间Ttz。因而，我们计算出电解电容的最大放电量为△Q=Ttz* Idmax。
（5）需要并联的电解电容容量。假设在正常工作状态下，电解电容为Q1，对应的电压为U1，馈线短路后电容放电，馈线开关跳闸后，电容电量为Q2，电压为U2。则电解电容容量C=⊿Q/⊿U=（Idmax*Ttz）/⊿U。
经过实验，我们知道通信电源DC/DC馈线短路时，确实存在支路短路开关不能可靠脱扣现象，但并非所有情况都这样。我们可通过在母线上并联合适的电解电容即可解决此问题，电解电容可按上述方法进行选择。
总结：虽然DC/DC挂于直流母线方式存在着DC/DC的短路保护时间和馈线开关的短路跳闸时间不匹配现象属于小概率事件，但是我们应从技术层面上予以重视，研究其解决方案。经过实验得知，在母线上并联足够的电解电容是最简单有效的方案。
参考文献：
[1] 冷旭东，王坚.关于电力通信用DC/DC馈线短路问题的研究[J].电力系统保护与控制，2009（12）
[2] 孙德栋.电力专用通信网向社会开放的探讨[J].电力系统通信，2011（12）
[3] 曹惠彬.电力通信发展的回顾与展望[J].电信技术，2013（02）
[4] 刘湘涛.我国电力系统通信状况及发展趋向[J].邵阳高专学报，2012（05）
[5] 彭淳绍.电力系统通信网发展的动向及对策[J].电力系统自动化，2010（10）