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通信专用电源是专为电力通信设备供电的电源系统，包括-48V高频开关电源系统、通信用UPS电源系统、通信蓄电池、通信电源监控和一体化电源系统。目前，500kV/330kV的超特高压变电站采用独立的通信电源为通信设备提供-48V直流电源；220kV及以下变电站通信电源广泛使用站内一体化电源系统。
-48V高频开关电源系统由交流配电单元、整流模块单元、直流配电单元、蓄电池组和监控模块等单元组成，其工作原理如图2-1所示。
图2-1 -48V高频开关电源系统工作原理框图
交流配电单元由双电源切换装置、交流检测装置和D级防雷装置组成，如图 2-2所示。
图2-2 交流配电单元原理图
（1）双电源切换装置可在两路交流电源中进行切换，选择一路交流电源为交流输入，从而为整流模块和其他需要交流的设备提供交流电源。双电源切换装置要求有机械或者电气互锁，防止两路交流输入短接。双电源切换装置主要有手动切换、自动切换和ATS切换三种切换方式。
1）手动切换采用机械互锁原理，主要由开关和互锁装置组成，切换两路交流时需要手动操作。其优点为造价低，可靠性高。自动切换一般由塑壳断路器或微断开关、交流接触器、控制电路三部分组成。
2）自动切换可实现自动切换交流输入的功能，当其中一路市电发生故障时可自动切换到另一路市电继续供电，通常以第一路交流输入作为主用回路，这种方式成本相对较高。
3）ATS切换同时具备手动和自动切换功能，主要由开关和控制器组成，可根据实际情况（如过压、欠压、频率偏差等）对切换的条件进行设置。ATS分为PC级和CB级。PC级只完成双电源自动转换功能，其优点为结构简单、体积小、自身连锁、转换速度快、安全、可靠等；CB级不仅能完成双电源自动转换的功能，又具有短路电流保护的功能。
（2）交流检测装置将交流电源的电压和电流实时值经过变送器转换为监控模块需要的交流部分信息，以及在监控模块上显示（读取）和发生异常的告警信息。
（3）D级防雷装置可以防止雷击过电压对通信电源系统造成影响，因而防雷装置关系到通信电源系统的安全。
整流模块单元包括整流模块和整流模块机架两部分。整流模块的功能是将220V交流变换为48V直流，然后输入至直流配电单元中，如图2-3所示。整流模块机架不仅能为整流模块在安装结构上提供物理支撑作用，而且还有汇流母排、将各整流模块的直流输出汇接至直流配电单元的作用。
整流模块主要由输入滤波电路、ACDC升压变换电路、滤波电容、DC-DC隔离变换电路、输出滤波电路组成。
图2-3 整流模块
（1）输入滤波电路主要由低通滤波、浪涌抑制等电路组成。其主要功能是将输入的电网交流中存在的尖峰等杂波过滤，给整流模块提供质量较高的交流电，同时也阻碍整流模块产生的杂波反馈到公共电网中。
（2）AC-DC升压变换电路通过整流电路将交流电变换成直流电，同时通过PFC （功率因数校正）消除整流电路引起的谐波电流，防止其污染电网，减小无功损耗来提升功率因数。PFC电路分为无源功率因数校正和有源功率因数校正。无源功率因数校正电路效率低，而且不稳定，并且整体电路体积较大；有源功率因数校正电路具有效率高、体积小等优点，目前大多数电源厂家采用有源功率因数校正电路。
（3）滤波电容将整流后的直流电变为较平滑的直流电。
（4）DC-DC隔离变换电路是开关电路的核心部分，主要完成前一级420V直流输出高压的高频转换功能。功率变换器首先将高压直流电转变为高频交流脉冲电压或脉动直流电，再经高频变换器降压成所需要的直流电。在一定范围内，频率越高，体积重量与输出功率之比越小。但频率最终将受到元器件、干扰、功耗以及成本的限制。
（5）输出滤波电路由高频整流滤波及抗电磁干扰等电路组成，提供稳定可靠的直流电源。输出滤波电路主要作用是衰减DC-DC隔离变换电路输出电压中的高频分量，降低输出纹波电压，从而满足通信和其他电设备对直流电源的要求。
直流配电单元的主要功能是完成对直流的电源分配，部分直流配电单元还带有电压、电流监测和开关跳闸告警功能，并能够将以上信息上传至监控模块。直流负载从直流配电单元获取电源，用户可以根据自己的负载容量选择相应的直流开关。
-48V高频开关电源系统的蓄电池组作为后备电源，交流输入正常供电时，通信电源系统由整流模块向直流配电单元和蓄电池组供电。当多个交流输入出现故障或失电时，则由蓄电池组向直流配电单元供电，以保证用电设备正常工作。
监控模块是通信电源系统管理单元，主要实现对通信电源系统的运行信息查询、参数设置、模块控制、告警处理、电池管理和信息远传通信等功能。常见的通信电源系统监控模块主要采用RS485或RS232等串口通信传输信息。监控模块通过RS485总线，可以对整流模块、蓄电池组进行参数检测与控制，控制液晶显示并与远端监控中心进行通信，实现远程监控功能，及时发现故障和告警。
通信用UPS电源系统由UPS主机、交流输出配电单元、蓄电池组等设备组成。其中，UPS主机由整流器、逆变器、静态旁路开关、手动检修旁路开关、监控单元等组成。
当配置单套UPS电源时，典型接线方式如图2-4所示，两路来自不同母线的交流电源输入，经自动切换装置（ATS）切换后用作UPS主机逆变器的交流输入，同时再分一路交流输入UPS电源的旁路开关。
图2-4 单套UPS电源、典型接线方式
当配置两套UPS电源时，则采用双机双母线接线方式，典型接线方式如图2-5所示。每台UPS主机的交流输入及旁路输入电源宜为两路来自不同变压器的交流电源经ATS切换后交叉提供。每台UPS主机的输出分别接于独立的母线段。
图2-5 两套UPS电源典型接线方式
正常运行时，两套UPS电源采用双机双母线运行方式。交流电源经过UPS主机整流、逆变后通过交流母线向负载供电，两套UPS电源应遵循负载均分、三相平衡的原则。当交流市电失电时，由蓄电池组通过UPS主机逆变后向负载供电。
通信用蓄电池应采用阀控式密封铅酸蓄电池。根据变电站通信设备需求，每节单体电池电压有2V、6V、12V三种规格，其电压偏差值的规定见表2-1。2V电池具有寿命长、可靠性高的特点，广泛使用于枢纽大站，而对于小型变电站，根据安装要求，可采用其他两种规格的电池。
表2-1 阀控式蓄电池电压偏差值的规定
单位：V
通信电源系统的蓄电池组一般由两组蓄电池组成，通常情况下每组由24支2V蓄电池组成，蓄电池组作为后备电源，交流输入正常供电时，通信电源系统由整流模块向直流配电单元和蓄电池组供电。当多个交流输入出现故障或失电时，则由蓄电池组向直流配电单元供电，以保证用电设备正常工作。
蓄电池组主要有浮充、均充、全充全放等几种工作状态。正常运行中，蓄电池组处于浮充运行状态，且浮充电压值宜控制在-54.72～ -53.52V；均充电压值宜控制在-56.40～-55.20V。
环境温度25℃时，蓄电池浮充电压和均充电压按表2-2中电压值选取。
表2-2 浮充电压和均充电压
单位：V
均充采用恒流充电，充电快，持续时间短，不仅可防止蓄电池自放电，而且可增加充电深度。蓄电池组定期活化充电时处于均充状态，浮充采用恒压充电，持续时间长，充电慢，定期均充能延长蓄电池组的寿命，保证容量；当定期检查蓄电池或新蓄电池投运时，运维人员需使蓄电池组处于全充全放状态，即先使用放电仪进行放电，再对蓄电池组进行充电。
各级调度大楼、重要独立通信站、220kV及以上具备独立通信机房的变电站、发电厂的通信电源系统状态及告警信息应接到有人值班的地方或接入通信综合检测系统。监控对象为机房（蓄电池室）环境、高频开关电源系统、通信用UPS电源系统等，表2-3中列出了详细的监控内容。
监控模块是通信电源系统管理单元，主要实现对通信电源系统的运行信息查询、参数设置、模块控制、告警处理、电池管理和信息远传通信等功能。
表2-3 通信电源监控内容
常见的通信电源系统监控模块主要采用RS485或RS232等串口通信传输信息。监控模块通过RS485总线可以对整流模块、蓄电池组进行参数检测与控制，控制液晶显示和与远端监控中心进行通信，实现远程监控功能，及时发现故障并告警。
随着电力系统的发展，目前新建的220kV和110kV变电站大量采用一体化电源，通信系统的电源已不再配置独立的蓄电池组，而是共享变电站操作电源的蓄电池组，将变电站的通信电源与操作电源合为一体形成一体化电源。图2-6为一体化电源系统框图。
图2-6 一体化电源系统框图
由图2-6可知，其主要工作原理如下：两路交流输入进入交流切换装置后，到整流模块通过整流后变为220V直流，然后到220V直流母线。220V直流母线有三组输出，一组输出向蓄电池组1和蓄电池组2充电，另一组到220V直流配电单元为变电站的220V直流操作负载供电，还有一组向220V直流转48V直流模块供电（DC-DC），通过DC-DC模块后变为48V直流向变电站的通信设备提供48V的直流电。交流失电时，由蓄电池组向负载供电。