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摘要：变电站电力通信系统采用DC-DC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，特别是在110kV站以下通信站的DC-DC通信电源问题比较突出。文章就采用DC-DC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：耦合；失压；失控；正接地
引言
变电站电力通信系统采用DC-DC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DC-DC供电方式存在的问题
1.1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DC-DC供电方式，使得生产系统和通信系统之间出现了中间耦合环节。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DC-DC电源系统出现了入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，DC-DC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。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DC-DC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。如果要优先保证通信系统的供电，则操作电源对DC-DC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AC-DC+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DC-DC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。即使操作电源系统绝对可靠，在不存在失压的情况，在可靠性方面，DC-DC的供电方式也存在很大的问题。
DC-DC供电方式如图1所示[1-2]。从图1可以看出，在DC-DC的供电方式下，DC-DC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]的AC-DC+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AC-DC电源系统，一路是电池系统。
事实上，从拓扑结构上看，操作电源系统与AC-DC+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AC-DC+电池方式的通信电源系统；反过来，则否定了AC-DC+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）。DC-DC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DC-DC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110kV变电站DC-DC电源配置中，恐怕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DC-DC系统有N个模块并联，每个模块失压和失控的概率均为P，则系统失压和失控的概率为
DC-DC并联系统失压的概率=PN
DC-DC并联系统失控的概率=1-（1-P）N≈N×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+10系统来说，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
从资源投入的角度看，采用DC-DC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AC-DC电源及其电池供给，并且还要加上DC-DC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AC-DC+电池方式下的AD-DC电源配置和电池配置，并且还要增加由DC-DC造成的效率损失。也就是AC-DC操作电源容量=原来AC-DC操作电源容量+原来AD-DC通信电源容量+DC-DC电源系统效率损失；电池功率容量=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+DC-DC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DC-DC电源系统。从实质上，通信系统所需的全部能量，在DC-DC供电方式下，多进行了1次功率变换，就必然导致多投入资源，多增加1份效率损失。最大的问题是可靠性严重下降。因此，以后的扩容就不仅仅是通信电源的扩容了，而是2套系统（AC-DC系统和DC-DC系统）一起扩容，导致投入大大增加。
1.4易造成维护工作的误操作
在系统维护方面值得注意的是，操作电源系统和通信电源系统在接地方面是不同的，操作电源是浮地系统，而通信电源是正接地系统。接地方式的不同，必然导致维护方式和习惯的不同，很容易出现误操作。
2结束语
综上所述，同AC-DC+电池供电方式相比，DC-DC供电方式存在以下的缺点：1）使电源系统与生产系统存在耦合环节，一方的故障可能会/耦合0到另一方；2）DC-DC大模块并联，难以防止短路和失控；3）由于脱离了电池的保护，通信设备处于非常不安全的境地；4）多进行了一次功率变换，造成能源资源浪费；5）操作电源与通信电源的接地方式不同，维护习惯不同，容易出现误操作。总之，DC-DC的供电方式，在结构、可靠性、资源投入、系统维护等方面都存在一定问题，值得深入探讨。