電力系統(tǒng)光纖通信若干問(wèn)題分析

  隨著光纖通信在電力系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用水平的進(jìn)一步提高,光纖通信取代微波、電力載波已成為必然。本文以南方電網(wǎng)光纖通信骨干網(wǎng)為例,介紹電力系統(tǒng)專用光纜、通信電源、參數(shù)匹配及業(yè)務(wù)倒換等方面的現(xiàn)狀,分析存在的問(wèn)題,并在此基礎(chǔ)上提出解決問(wèn)題的措施及思路。

  0引言

  目前,SDH(Synchronous Digital Hierarchy)光纖通信憑借其安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的優(yōu)勢(shì),已逐步替代了微波通信、電力載波通信等通信方式,成為我國(guó)電力系統(tǒng)最重要的通信方式,在其承載的業(yè)務(wù)中,僅直接與電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要業(yè)務(wù)就有繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置、EMS、調(diào)度語(yǔ)音、能量計(jì)量、故障錄波、電力市場(chǎng)以及集控站控制等等。面對(duì)越來(lái)越多的系統(tǒng)應(yīng)用,光纖通信迎來(lái)了巨大的發(fā)展機(jī)遇,但由于電力系統(tǒng)對(duì)信號(hào)傳輸安全性、可靠性的特殊要求,光纖通信同樣也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

  1通信設(shè)備自身存在的問(wèn)題

  1.1通信光纜對(duì)系統(tǒng)的影響

  作為電力系統(tǒng)專用的特殊光纜,光纖復(fù)合架空地線(OPGW)具有強(qiáng)度高、性能穩(wěn)定、無(wú)電腐蝕等優(yōu)點(diǎn),目前在電力系統(tǒng)光纖通信骨干網(wǎng)中應(yīng)用十分廣泛。但因其與高壓線路同桿架設(shè),且兼做地線,因此,雷擊問(wèn)題已經(jīng)成為影響OPGW安全性能的重要因素。

  雷擊對(duì)OPGW的影響:隨著OPGW大規(guī)模投入使用,其易受雷擊的問(wèn)題已變得越來(lái)越突出,國(guó)內(nèi)已發(fā)生多起因雷擊導(dǎo)致OPGW外絲斷股進(jìn)而影響內(nèi)部光纖性能的事件,而建設(shè)單位為了確保所用光纜性能更加穩(wěn)定,對(duì)OPGW更是提出了3級(jí)雷擊不斷股的近乎苛刻的要求,因此,如何提高OPGW抗雷擊性能已經(jīng)成為OPGW面臨的最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)之一。目前較為通用的做法主要有以下2兩點(diǎn)。

  1)改善光纜結(jié)構(gòu)和股線形狀,主要是在外層股線和內(nèi)層股線間留有空氣隙,以防止外層熱量傳導(dǎo)至內(nèi)層和光纖,這種思想主要是保護(hù)內(nèi)層光纖,對(duì)外層雷擊斷股并無(wú)實(shí)質(zhì)改善。

  2)調(diào)整外層股線材料配比,對(duì)于雷擊多發(fā)區(qū),采用外徑較粗的全鋁包鋼單絲,同時(shí)提高導(dǎo)電率,這種思想提高了外層單絲的抗雷擊水平,但增加了光纜的生產(chǎn)成本和自身重量,對(duì)鐵塔的承重造成了一定的壓力,同時(shí)也加大了施工難度。

  1.2通信電源對(duì)通信系統(tǒng)的影響

  “心臟”,通信電源運(yùn)行的好壞直接影響著整個(gè)系統(tǒng)是否能夠健康穩(wěn)定運(yùn)行;仡櫷ㄐ烹娫吹陌l(fā)展歷程,主要經(jīng)歷了單電源單母線、單電源雙母線和雙電源雙母線等三種運(yùn)行方式。

  1)單電源單母線運(yùn)行方式:即將整流模塊輸出、蓄電池組、負(fù)載均連接于同一條母線,由于采用這種方式對(duì)設(shè)備供電安全性較低且維護(hù)檢修不便,因此在電壓等級(jí)較高的變電站已基本不用。

  2)(2)單電源雙母線運(yùn)行方式:即將一套充電機(jī)的整流模塊分成兩組,分別為2條母線供電,同時(shí)每條母線配置獨(dú)立的蓄電池,以實(shí)現(xiàn)2條母線相對(duì)獨(dú)立供電。該運(yùn)行方式較好的實(shí)現(xiàn)了2條母線的獨(dú)立供電,增強(qiáng)了通信電源設(shè)備的運(yùn)行可靠性,同時(shí)提高了設(shè)備檢修的靈活性,由于2條母線共用同一臺(tái)充電機(jī),因此在充電機(jī)發(fā)生物理?yè)p壞的情況下容易導(dǎo)致2條母線同時(shí)失電,因此目前也較少使用。

  3)(3)雙電源雙母線運(yùn)行方式:即由兩套充電機(jī)分別對(duì)2條母線供電,并配置獨(dú)立的蓄電池,實(shí)現(xiàn)了雙路供電的完全獨(dú)立,具有極高的可靠性,是目前電力通信系統(tǒng)中的主要供電方式。

  伴隨著通信電源運(yùn)行方式的改變,南方電網(wǎng)光纖通信骨干網(wǎng)已逐漸摸索出一套適合自身安全需要的供電方式:對(duì)于支持雙路電源的設(shè)備,采用兩路相互獨(dú)立的電源對(duì)設(shè)備供電,并實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡;對(duì)于只支持單路供電的設(shè)備,在設(shè)備前端增加電源轉(zhuǎn)換模塊,實(shí)現(xiàn)兩路電源輸入;對(duì)于無(wú)人值守變電站,除采用上述措施外,采用加大蓄電池組容量的方法以延長(zhǎng)故障情況下的設(shè)備運(yùn)行時(shí)間。


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