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摘要：DC/DC出现馈线短路是指在出现馈线短路时在线路短路保护的作用下电路停止工作的现象，这样会对用电单位造成很大的影响，甚至会给用电单位造成极大的经济损失。本研究从源头出发，分析其工作原理，做好理论解决问题的方案。然后进行实验验证，确保能够真实有效的解决电力专用通信DC/DC出现馈线短路问题。
关键词：电力；专用通信；DC/DC；馈线短路；
引言
随着时代的进步发展，电力企业进入了新的历史时期，电力企业的管理水平上了更高的台阶。电力企业目前通过将DC/DC与有关电源进行连接来进一步提升电力通信的电源应用质量。目前电力企业对这一应用方式展开了激烈的探讨。
1电力专用通信DC/DC出现馈线短路问题概述
1.1电力专用通信由来
在过去的几年中，电气系统的专业化管理越来越快，通信能源配备了独立的蓄电池。自从成功使用电源方法以来，采用这种运行模式的隔离式110kV变电站已经很成熟了，它是通过电源直接与专用通信DC/DC连接。交流电源的纹波系数，准确性，相对良好的蓄电池的存储容量等都得到了良好的解决，目前亟待解决的问题是在短路保护的作用下如何实现DC/DC通信模块在电力通信的某一条馈线发生故障时不会造成跳闸，不会影响电力通信系统的正常工作。馈电线路的支路开关可以排除故障可靠跳闸。
1.2提出的问题
图1为常规电源通信中的短路图问题示意：图二为当馈线DC/DC上的线路中存在短路时的示意，跳闸开关的短路时间为DC/DC保护短路反应，如果在直接从DC导轨直接断开DC/DC开关中的馈电短路电流之前使DC/DC保护短路，则DC/DC短路保护将不包括在内，整个发电机电源系统可防止电源开关跳闸，必须长期确保DC/DC保护短路正常运行。相反，在传统的通信电源电缆中，也有短路保护，AC/DC和DC/DC，它们通过累加器对系统中短路电流的作用有所不同，当AC/DC保护时短路，馈线短路保护，蓄电池是直接用于发电机通讯的电源，没有时间配合。
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图3 电力专用通信DC/DC装置原理示意图
2.2DC/DC模块的设计
对于使用的DC系统，主要是110V或220V系统。但是，由于所使用的直流系统与运行中的直流电源系统之间不匹配的问题，设计过程要求使用DC/DC器件进行相应的转换。在此过程中，通用模块不仅包括高频开关整流模块，还包括累加器等部分，因此设备的选择和性能指标已经相对完善。就以前的DC生产商而言，DC/DC安装的各个方面并没有引起过多的关注。因此，必须特别注意DC/DC设备的设计和选择。为了防止出现问题，例如将不兼容的产品引入网路。一方面，为了能够有效地提高模块的可靠性，可以在配置电源专用的DC/DC通信模块时将其配置为N+1。作为设计的一部分，转换器必须单独连接到不同站点中使用的DC系统的总线。这样，可以在两组不同的DC/DC转换器之间实现独立。同时，从操作和维护的角度来看，DC/DC单元必须配备某些控制功能，并且这些单元不得依赖于控制模块，而必须具有独立的功能。另一方面，在选择设备时，DC转换器对DC/DC选择具有更快的动态响应，并且输出变化相对较小。以此方式，可以有效地防止意外和电击对通信设备的电源的操作的有害影响。
3解决问题的理论分析
3.1解决问题的难点
解决问题的难点主要在于，DC/DC是电源保护装置，而电源开关的跳闸曲线是确定的，短路保护的保护持续时间电路不能扩展，通常，保护是通过物质手段提供的。目前比较具有短保护时间的用于DC/DC短路保护的材料的方法，也是解决该问题的主要困难。
3.2解决方法的理论分析
当DC/DC模块的短路保护是由于电源分支中的短路引起的时，应在适当的时候采取措施以确保电源故障，以确保可靠地分类开关微中断和寻找其他简单可行的解决方案来代替传统设计的电池，这将有助于消除故障。可以分析以下方法：
1使用跟踪故障电流的直流电源：通信电源的电流稳定与地面系统不同，还充分考虑了直流电以进行故障操作，会对直流电气系统的运行产生影响，很难掌握这种方法。
2DC/DC极板改造：此方法解决了开关适用性和固定设计的设计方法的不同问题，而过长的短路保护时间可能会对电源设备造成极大的破坏。此方法不切实际。
3通过存储的电荷放电提供故障电流，并并联一个合适的电解电容器：该方法中使用的电解电容器仅大于63v，并且不需要太高的耐压性。同时，易于安装和实现，并且电解电容器便宜。应检查电源开关的短路是否可以可靠地断开，以及使用合适的电解电容器，断开微型开关时的电压和电流波的形状是否符合要求，接通DC/DC模块时是否有电击现象以及如何正确选择合适的电容电解容量。
4专用通信馈线短路DC/DC试验
4.1试验目的
该实验的主要目的是分析DC/DC电源分支中的短路故障，详细研究短路故障和开关断开故障的原因，并更好地了解他们的运行过程。另外，已经通过将相应的电解电容器并联在48V通信总线上来研究解决该问题的方法。
4.2试验步骤与结果分析
实验1：在此过程中，使用艾默生hd4825-3qf3验证DC/DC馈线短路时短路保护和开关脱口之间的状态。线路如下图，得到的结果显示在馈线短路时之路开关存在不能脱扣的情况。
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图4 通信电源馈线短路实验接线图
实验2：该实验主要研究包括对受模块保护的通信的电源电路中的短路现象以及开关断开原因的深入研究。线路图不变如实验1中所示，借助CH1示波器，这本质上是对MOS的有效监控，同时也是对电压波形驱动环路的相应监控。
测试结果可以得出这样的结论：当供电支路具有MOS功率管的金属短路特性时，可以在相对较短的时间内切换到相应的保护状态。另外，数据表明处于保护状态的MOS功率管的持续时间不超过1Ms。这证明，在电源分支发生金短路的情况下，可以通过并联一个合适的电解电容器来有效地确保短路后的DC/DC保护，可靠地断开电源开关。
实验3：通过在DC/DC输出总线上并联一个合适的电解电容器，该测试从根本上可以确定是否可以有效地获得可靠开关的效果。实际上，使用精密电阻测量仪器对实验数据进行测量可以通过电源开关了解电源各分支的闭合状态。通过计算测试数据可以得出电源线中最严重的短路故障。通过参考与电网通信相关的国家相关标准，可以计算出电压母线的最大允许压降，并可以精确计算出电解电容器的最大允许压降。实验表明，只要电源DC/DC回路的开关电流不超过交流电源的供应，就可以将电压降低到所需的范围内20A。
实验4：该测试的主要目的是确定DC/DC是否可以无冲击地启动。在测试过程中，在启动期间，通过在输出总线的DC/DC上并联合适的电容电解，DC/DC具备电流切断功能，并且最大电流不超过电流的额定功率。实验结果说明无冲击的启动是可以实现的。
5结束语
随着国内电力生产的不断发展，需要在技术水平上进行更多的研究。此阶段存在的DC/DC开关的短路和断开故障本质上是一个低概率问题，但是应该积极研究对此问题的合理解决方案。
参考文献：
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论文作者:林家树
论文发表刊物:《河南电力》2019年7期
论文发表时间:2020/1/3
标签：电源论文; 通信论文; 故障论文; 电流论文; 馈线论文; 模块论文; 系统论文; 《河南电力》2019年7期论文;