电网光纤（共8篇）
电网光纤 篇1
摘要：文章介绍了智能电网与三网融合之间的关系, 探讨了搭建开放式光纤网络平台的关键及其优势。借助电力光纤到户, 电网公司能够通过与其他运营商之间的合作来推动三网融合的发展, 具有重要的意义。
关键词：智能电网,三网融合,电力,光纤到户
1、前言
国务院于2010年1月13日通过了关于推进电信网、电视网以及互联网三网融合的总体方案。而电力光纤入户是智能电网的标志性技术之一, 是国家电网公司为实现具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网而提出的新型电力通信手段, 同时为开展三网融合 (电信网、电视网以及互联网等内容传输) 等业务提供技术支撑。
三网融合的构架特点是在经营层面上相互竞争和合作、在业务层面上进行互相渗透、网络层面上实现互联互通、在技术层面上趋向一致。通过三网融合可以在一定程度上带动我国经济产业链并并且促进经济增长方式的转型, 降低重复性建设, 进而节约造价及总投资额, 避免占地纠纷、并能在一定程度上减少社会矛盾。
通过光纤复合电缆建设一张光纤网络的形式来实施三网融合, 并且以一种开放的方式提供给各家运营商使用。这种建设方式, 在战略高度上与国家“三网融合”战略相吻合。同时, 实现了智能电网的建设目标, 实现了供电方与用电方之间的信息数据通过公网来交互。
2、智能电网与三网融合之间的关系
智能电网与三网融合之间的关系可以从两个方面来概括。首先, 是两者之间的业务关系, 搭建“开放式光纤网络平台”前提条件是实现电力光纤到户。而电力光纤到户能在支持三网融合的基础上实现数据的实时双向传输, 其好处就是能及时的发现故障并将其隔离处理, 使电网效率及设备利用率提高, 加速推进智能电网的建设步伐。
其次, 是两者之间的经济关系。国家建设智能电网是发展低碳经济的重要举措之一, 但建设智能电网的缺点在于投资回收慢、回报期长。而采用电力光纤到户, 能够随之开展光纤租赁业务, 因此可以获得额外的经济收入用于补贴智能电网建设投资, 实现优势互补。如此, 智能电网的建设能步入良性循环发展状态, 实现可持续性发展道路。有研究表明, 在搭建“开放式光纤网络平台”同时开展的光纤网络租赁业务, 可使智能电网的投资回收期缩短60%左右。
在我国, 智能电网与三网融合越来越得到重视, 其原因在于两种之间的这种紧密关系, 同时能满足人们对信息技术不断提升的要求, 彬促进和推动网络对经济的贡献。
3、搭建开放式光纤网络平台的优势与关键
在上世纪七十年代, 电力线模拟载波为为我国的主要电力通信手段。利用高压输电线路作为高频信号的传输通道为传统的电力线载波通信 (PLC) 的技术特征, 其缺点在于当电网发生事故时容易导致处理时间延长甚至事故扩大化, 究其原因在于该技术手段在电网发生事故时易通信不灵导致调度指挥的不及时。因此, PLC开始采用低压配电网进行载波通信成为主要发展方向之一, 实现低压电力通信将成为未来的发展趋势。将光纤复合低压电缆随低压电路线铺设, 由于其低压通信接入网集成度高、节省资源、抗干扰能力强、高速稳定可靠, 成为优选技术。实现电力光纤到户, 搭建开放式光纤网络平台可以在降低成本, 并且避免二次施工造成的资源浪费。
搭建开放式光纤网络平台, 对于运营商而言, 能够降低接入成本, 减少了网络投资额度, 并使各个运营商能在此基础上平等竞争, 使运营商能够加快其他战略重点的投资及其发展。正是由于开放式光纤网络平台, 三网融合才能够从理念走向实际, 更具战略性、可执行性, 最终使得“智能城市”的设想实现, 为人们提供多样化、多媒体化以及个性化的服务。搭建开放式光纤网络平台的关键在于降低成本, 通过国内外实例可知, 电力光纤网络建设的成本相较其他运营商有着70%以上的成本优势。
搭建开放式光纤网络平台, 对于终端用户而言, 使其能够有自由选择的权利, 可以选择自己喜爱的运营商, 并享受其带来的各种服务内容, 能够避免了由于垄断带来的额外纠纷。
4、结语
电力光纤入户是智能电网的标志性技术之一, 是国家电网建设智能电网, 推进电信网、电视网以及互联网三网融合而提出的新型电力通信手段。智能电网的建设可通过与运营商合作, 共同建设以电力光纤到户工程为基础, 搭建开放式光纤网络信息平台, 建立多元化的信息服务体系。在推进光纤到户建设的同时, 也推动了智能电网的建设, 推动智能城市建设, 为深化智能电网总体发展战略提供坚实的基础, 创造和谐美好的生活。
参考文献
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[3]祁永涛.智能电网建设中电力光纤到户的应用分析[J].信息通信, 2011 (5) :174-175.
[4]葛剑飞, 陈瑜.电力光纤到户典型设计分析[J].华东电力, 2011 (10) .
电网光纤 篇2
摘要:文章分析了兰州电网西部光纤专用通信网的现状、存在问题以及优化改造后的系统状况,充分介绍了优化改造后系统的保护方式,分析了网络在特殊情况下的最优保护路径,提出了解决方案并在实际应用中的良好应用情况。
关键词:SDH;保护;建设
中图分类号:TN929.1文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)18-0056-02
兰州市区东部、西部光纤通信传输环网工程的建设成功,不仅缓解了因微波及载波电路容量、种类有限而导致市区110kV及以上等级电网范围内变电站通信信息业务受遏制的现状,而且实现了整个市区电网“信息高速公路”,完成整个兰州市区光纤全覆盖的目的,为甘肃电网专用通信网各级信息“进市区”提供了必要的高速率、大容量、低误码的传输通道。
整个工程依托现有的本地通信线路、10kV配电线路、35kV线路以及新建的110kV线路同杆架设8芯、12芯、18芯、24芯和36芯普通无金属架空光缆GYFSTY和无金属自承式架空光缆ADSS,组成东西相切环和西部三个相交环的网络拓扑。系统共建成网元67个,敷设光缆400多公里,基本覆盖兰州市区东部、西部的110KV及以上变电站(包括永登地区及榆中地区)。
兰州市区西部光环网全部采用深圳华为通信公司的Optix 2500+和Optix 155/622H光传输设备以及HONET ONU智能交叉接入设备。其中主干光环网全部采用Optix 2500+和HONET ONU,Optix 2500+光传输设备传输等级STM-4(可在线不中断业务平滑升级至STM-16,西环网工程已将所有Optix 2500+中的数字交叉板直接配置成为STM-16等级,若需升级,只需更换相应的光接口板即可实现STM-16容量),传输速率622.080 Mbit/s(可升级至2.5 Gbit/s),传输容量252×E1(可升级至1008×E1),交叉能力高阶128×128VC-4和低阶等效1008×1008VC-12。HONET ONU智能交叉接入设备传输容量16个2M方向,单框最大提供480路时隙。主干光链路全部采用Optix 155/622H和HONET ONU,Optix 155/622H光传输设备传输等级STM-1(可在线不中断业务平滑升级至STM-4,若需升级,只需更换相应的光接口板即可实现STM-4容量),传输速率155.520 Mbit/s(可升级至622.080 Mbit/s),传输容量63×E1(可升级至252×E1),交叉能力高阶16×16VC-4。
兰州市区西环网目前全网络采用双纤双向通道保护环方式,并且不占用系统容量,。而改造后的西部光环网因系统网络拓扑发生了较大的变化,因此其保护方式也应该进行相应的改造。
为了提高网络的安全性,要求网络有较高的生存能力,从而产生了自愈网。自愈网能在网络出现意外故障时自动恢复业物。环行网保护就是实现自愈网的方法之一。
根据自愈环节构可分为通道倒换环和复用段(线路)倒换环两大类。在通道倒换环中,业务信息的保护是以每个通道为基础的,根据环内每一个别通道信号质量的优劣来确定是否倒换。而在复用段倒换环中,倒换是以每一对节点间的复用段信号质量为基础的,当复用段有故障,在故障的范围内整个线路倒换到保护回路。根据通道保护复用段保护倒换的性质及保护信息的流向可以看出,一般情况下,通道保护倒换方式常用于集中型业务处理及网络管理上,而复用段保护倒换方式则常用于分散型网络管理及业务分配的系统中。那么,针对这两种保护方式,本设计将对照即将改造后的西部光环网,来进行相应的自愈环网保护设置。
改造后的西部光环网,将形成一个STM-16等级的支撑环网与一个STM-4等级的接入环网相切的基本结构,相切点正好是地调中心站,然后分别在两个环网上添加不同传输等级的环网或链路。对于整个西部光环网来说,从其业务流向上可以看出,各站点业务信息在传输回地调的同时,也被部分传输回各分集控中心。在西环网上,有建西集控、西固集控、红古集控、建设坪集控、榆中集控、永登集控等多个集控中心,但是相对于集控中心而言,大部分、甚至绝大部分信息依然是以地调中心站作为最终的传输溯源。所以,现阶段,兰州电网专用通信网的业务信息配置及流向还是一个集中型的网络结构。
原有的西部主干光环网,即改造后的接入主干光环网在西部光环网系统工程中就已经将其配置成为了一个双纤单向通道保护环网,并在所有的链路或环网接入节点上都进行了SNCP保护设置(环带链),使得环网上任何一个方向的光缆或站点(包括光接口板)出现故障产生该方向业务流中断时,都能在最短的时间内发生保护倒换,并使得各分支所带节点业务传输不致中断。所以,在改造后的该环网,因其网络拓扑并没有发生大的变化,所以还是继续保留该网络原有的保护倒换方式。
对于新建成的STM-16支撑主干光环网,因其业务流向也大部分都是传输回中心站,故也拟将该网络设置成为双纤单向通道保护环网。只是在该环网上的每一个节点,由于都带有分支或附属环网,所以,除中心站外,每一个网元都需要进行SNCP保护设置。
另外,由西部主干光链路改造成的两个STM-1等级的小环网和永靖地区小环网也依然采用双纤单向通道保护环方式。而永登地区和榆中地区的链路则采用SNCP无保护链方式。
图1为双纤单向通道倒换保护环示意图。
在通道倒换环上信号的传输方式是单向的,从A节点向C节点发送的信号沿业务光纤S按顺时针方向传输,从C节点向A节点发送的信号继续沿光纤S绕顺时针方向传输。发送侧发送的信号同时也送给保护光纤P,因此,在P光纤有一个从A向C发送的备份信号,且沿P光纤绕反时针方向从A传到C;P光纤上从C向A发送的备份信号继续沿P光纤绕反时针方向从C传到A每个节点均从两个方向接收到相同的信号,并选择两个方向来的信号中最好的一个。
当节点B和C之间的两条光纤同时被切断时,如图2所示。
在节点C,由于从A经S光纤按顺时针方向送来的信号已丢失,故接收端的倒换开关将S光纤转向P光纤,倒换为接收从A节点经P光纤按逆时针方向送来的信号,而C发向A的信息仍经S光纤按顺时针方向传送。其它个节点仍从顺时针方向接收信号,因而,B节点与C节点之间的路段虽已失效,但信号仍然沿两个方向在A与C之间传送,信息也正常地流过其它节点,根据图3可以看出。
在本次优化改造设计中新建设的STM-16等级的支撑主干光环网中,大部分路径是与三级通信网采用共缆分纤的方式来实现的。为了最优化合理的组织该环网的网络拓扑,我们在张家台变～海石湾变段的24芯OPGW借助了6芯,分别组成了302开关站～海石湾变(其中302开关站～张家台变段光缆为新建光缆)～张家台变段以及大坪开关站～张家台变(其中大坪开关站～海石湾变为已建成光缆)段,如图3所示。尽管OPGW光缆的可靠性是目前电力系统使用光缆中可靠性最高的一种光缆,但是在进行网络保护的时候,就不能不考虑光缆在中断时业务如何迂回的方式。所以,本设计拟对在出现张家台变～海石湾变段光缆中断时,业务信息在中断面最小的情况下进行迂回的通道保护方式,现作如下要求:
除STM-16等级支撑主干环网和两个依托在其上的STM-1等级小环网本身采用的双纤单向通道保护方式以及各节点采用的SNCP保护方式外,在该网络中,还需要借助系统中16个VC-4中的一个,组成地调中心站→302开关站→达川变→张家寺变→花庄变→洞子村变→红古变→红古供电所→海石湾变→一矿变→窑街变→建设坪变→连城电厂→大坪开关站→张家台变→炳灵变→和平变→地调中心站的一个新的虚拟通道保护环网,如图3。并将该网络上所有较为重要的2Mbps业务、自动化业务、调度业务、联网业务等通道全部组织在该虚拟环网上,一旦发生光缆中断的情况,这些业务不会随着光缆的中断而无法进行正常传输。
采用这种方式的好处是当网络中302开关站～海石湾变段、海石湾变～张家台变段和大坪开关站～张家台变段的光缆在同一时间中断时,STM-16主干环网上其余节点除借助自身的保护方式发生通道倒换外,海石湾变和两个STM-1等级小环网上的较为重要的业务也会随着虚拟环网的通道倒换而不至于发生中断。
另外,该保护方式只是针对海石湾变～张家台变段光缆中断时考虑的,如果是环网上任何一个网元或网元中的光板中断,都不会引起该保护动作,网络会利用自身的通道保护环网进行倒换,使得业务不受影响。
参考文献:
[1] 国家电力调度通讯中心.电力通信技术标准[M].北京:中国
电力出版社,2003.
电网光纤入户监管力量不可少 篇3
按照国家电网的整体规划, 今年将在14个省公司的20个城市进行电力光纤试点建设, 网络覆盖约4.7万用户。如此大规模的试点建设, 足以体现国家电网对于电力光纤到户的重视和决心, 且该项目已正式纳入国家电网的智能电网工程。
作为国家电网面向未来的重大战略变革, 智能电网工程的确需要打造一张坚实可靠且能够智能运作的电力网络。但现在这张电力网络通过升级改造将被赋予信息传输的功能, 由此智能电网工程就与目前电信运营商大力推进的物联网发生了微妙的化学反应, 同时也卷入了三网融合的激烈竞争当中。
事实上, 作为世界500强前列的国家电网, 其雄厚的资本基础足以支撑我国第五张光网络的建设, 但处于国有企业的角色, 国家电网在试图进军有线宽带网络市场前, 也需要谨慎做好前期的投资可行性研究, 以此保证国有资产的回报率。
笔者认为, 在此环节中需要充分发挥监管部门的力量, 面对电信运营企业和广电网络企业大规模投资和建设背景, 应该确保国有企业资产的保值增值, 全面统筹广电系统、电信系统和电力系统的竞争关系, 这样才能保证电信网、广电网和电网在大规模建设的同时建立良好的行业秩序, 真正意义上促进国有资产得到有效利用。
与此同时, 我们也看到, 三网融合的目标除了培植经济发展亮点, 改善消费者福利外, 还有很重要一点是促进国家文化体制改革, 激发国家传媒市场的活力。也就是说, 三网融合除了技术的升级和监管体制的融合外, 还蕴含了内容生产机制市场化的内在要求, 因此电信运营企业也在其中获得了广播电视部分内容制作权和传输权。
但国家电网目前规划的电力光纤入户工程充其量只能算是在接入网上增加了一个选择, 如何体现内容生产融合目前还无头绪, 而这些有关产业的长远规划都应在工程建设前期充分考量。
云南电网光纤差动保护应用分析 篇4
光纤通信有着传输容量大、损耗小、抗电磁干扰能力强、安全性好等优点。因此, 由光纤通道构成的保护, 其运行可靠性更高。以微波通道和载波通道传输保护信息的“双高频”保护配置模式虽仍在电网内大量使用, 但已不是保护的发展趋势, 以光纤通讯传输信息的数字化保护正逐步占据主导地位, 在云南电网最近几年的新建、扩建、改造工程中, 逐步采用并形成了光纤纵联保护的组合配置模式, 应用最广的是光纤电流差动保护与高频保护构成的双套快速主保护。
2 光纤差动保护的典型问题
2.1 数据同步处理
电流纵差保护是将两侧电流进行实时的同步比较以判断故障范围。不仅要求本侧保护对三相电流进行同步采样, 而且要保证线路两侧保护采样同步, 还要补偿信号沿通道传输的延时。常见的同步方法有:
1) 采样数据修正法。
2) 时钟同步法。
3) 相位同步法。
4) GPS同步法。
2.2 有较好的制动特性
电流纵差保护的制动特性决定了区内故障与区外故障的动作边界, 反映在量上就是制动斜率的大小。制动特性应能保证区内故障时保护快速开放, 而区外故障时保护可靠闭锁。同时为防止在区外故障时不平衡电流增大造成保护误动, 保护应根据线路电流的大小自动采取不同的制动斜率, 从而达到更好的制动效果。
2.3 线路电容电流对保护的影响
超高压、长距离输电线路分布电容大, 电容电流对电流纵差保护的影响也不能被忽略, 应在保护装置中采取有效的电容电流补偿措施。
2.4 对CT饱和及CT断线的处理
CT断线会在保护装置中形成差流, 处理不当, 就可能造成保护出口误动跳闸。电流纵差保护应有相应的电流判据去闭锁保护。区外故障时会造成线路一侧CT严重饱和, 使一次电流不能正常传变到二次侧, 差动保护出现差流, 如果制动电流不是很大, CT 饱和产生的差流可能会导致差动保护误动。这也是电流纵差保护应该考虑的问题。
3 PSL-603型光纤差动保护
3.1 保护配置情况
PSL-603型光纤差动保护装置以分相电流差动保护合零序电流差动保护作为全线速动主保护, 以距离保护和零序方向电流保护作为后备保护。表1中列举了PSL-603系列几种保护的配置情况。
3.2 分相电流差动保护原理
PSL-603光纤分相电流差动保护装置以分相电流差动作为纵联保护。差动保护启动元件除了相电流突变量启动元件、零序电流辅助启动元件, 增加了低电压启动元件和利用TWJ的辅助启动元件。低电压启动元件作为弱馈负荷侧的辅助启动元件, 在对侧启动而本侧不启动的情况下投入, 低电压元件启动后本侧即参与故障处理;利用TWJ的辅助启动元件作为手合于故障时, 一侧启动另一侧不启动时, 未合侧保护装置的启动元件。
分相差动保护的动作判据为:
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或者
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其中Ib=IINT* (KBL2-KBL1) /KBL1
为常数。KBL1, KBL2为差动比例系数, 其中KBL1为0.5, KBL2为0.7;ICD为整定值 (差动启动电流定值) ;IINT为四倍额定电流。比例差动特性见图1。
3.3 数据同步
采用数值同步方法可灵活快速同步, 数据同步只需要3个点, 不需要额外数据调整算法和过程。
3.4 对CT断线及CT饱和的处理
PSL-603分相电流差动保护中采用零序差流来识别CT断线, 并且可以识别出断线相。由于PSL-603A采用电流突变量作为启动元件, 负荷电流情况下的一侧CT断线只引起断线侧保护启动, 而不会引起非断线侧启动, 而且只有在两侧差动继电器同时动作时才出口跳闸, 因此保护不会误动作, 这就实现了对CT断线的识别。
在处理CT饱和的问题上, PSL-603A采用了自适应比率制动的全电流差动继电器, 通过制动系数自适应调整使得差动保护在提高区外故障时安全性的同时保证了区内故障时动作的可靠性。
4 结束语
光纤纵差保护以其原理简单, 性能可靠的优点广泛应用于云南电网高压线路的继电保护中。随着电网的发展和继电保护技术的发展, 保护功能将会日趋完善, 保护配置也将会日趋优化、合理, 光差保护无疑将为云南电网做出更大的贡献。
参考文献
光纤保护在电网中的应用研究 篇5
目前, 我国电网结构越来越复杂, 不同地区之间的联系越来越紧密。在这种形势下, 对继电保护的要求也越来越高, 而且侧重于动作的可信赖性。要求系统发生故障时, 必须快速切除, 决不能发生继电保护拒动的事故。这样全线速动的纵联保护对高压电网的稳定运行起到尤为重要的作用, 它也是保证电网稳定的一道防线。
高压线路纵联保护主要是依赖于通道, 使线路两端的保护装置进行故障信息的交换, 进而判别出是本线故障, 还是区外故障。从而使两端的保护装置在区外故障时, 不动作;在区内故障时, 快速动作, 切除故障。随着通信技术的发展, 在纵联保护通道的使用上, 已经由原来的单一的载波通道变为现在的载波、微波、光纤等多种通道方式。由于光纤通道所具有的先天优势, 使它与继电保护的结合, 在电网中会得到越来越广泛的应用。
1 光纤通道作为纵联保护通道的特点
光纤通道首先在通信技术中得到广泛的应用, 它是基于用光导纤维作为传输介质的一种通信手段。光纤通道相对于其它传统通道具有如下特点:
1) 传输质量高, 误码率低, 一般在10-10以下。
2) 光的频率高, 所以频带宽, 传输的信息量大。
3) 抗干扰能力强。由于光信号的特点, 可以有效的防止雷电、系统故障时产生的电磁方面的干扰, 因此, 光纤通道最适合应用于继电保护通道。
以上光纤通道的3个特点, 是继电保护所采用的常规通道形式所无法比拟的。但是由于光缆的抗外力破坏能力较差, 当采用直埋或空中架设时, 易于受到外力破坏, 若采用OPGW, 则可以有效的防止类似事件的发生。
2 光纤通道与继电保护配合的几种方式
目前, 纵联保护采用光纤通道的方式, 得到了越来越广泛的应用, 在现场运行设备中, 主要有以下几种方式:
1) 专用光纤保护。光纤与纵联保护配合构成专用光纤纵联保护。该方式采用允许式, 在光纤通道上传输允许信号和直跳信号。此种方式, 需要专用光纤接口, 使用单独的专用光芯。优点:避免了与其他装置的联系, 减少了信号的传输环节, 增加了使用的可靠性。缺点:光芯利用率降低 (与复用比较) , 保护人员维护通道设备没有优势。
2) 复用光纤保护。光纤与纵联保护配合构成复用光纤纵联保护。该方式采用允许式, 保护装置发出的允许信号和直跳信号需要经音频接口传送给复用设备, 然后经复用设备上光纤通道。优点:接线简单, 利于运行维护。带路进行电信号切换, 利于实施, 提高了光芯的利用率。缺点:中间环节增加, 而且带路切换设备在通信室, 不利于运行人员巡视检查。
3) 光纤纵差保护:光纤通道的大容量、较高的抗干扰能力, 为纵联电流差动的应用提供了可能。首先得到应用的是模拟式的光纤纵联电流差动, 当前已很少采用。随着大规模集成电路的应用, 数字式电流差动广泛应用开来。
因专用 (或复用) 光纤保护主要的区别就是通道形式不一样, 但构成纵联的原理与常规保护没有区别, 所以不再进一步分析。鉴于光纤纵联电流差动保护原理简单, 应用前景广泛, 对通道依赖性强, 下面主要对纵联电流差动保护的应用进行分析、讨论。
3 光纤纵差保护应用中应注意的几个问题
电流差动原理的保护是较为简单的, 也是最为有效的保护方式。下面本文主要从运行角度对实际运行中存在的一些问题进行分析。
3.1 保护之间的连接问题
纵联电流差动保护传输的主要是数字量, 它是把本侧的三相电流采样值传送到对侧, 进行同步比较, 从而计算出电流差值, 经一定逻辑后, 做出跳闸与否的选择。针对这个特点, 纵联电流差动保护必须采用特殊的连接方式与设备, 才能达到目的。通常有以下几种连接方式:1) 直接相连方式。保护装置具有光接口, 保护与保护之间通过光纤直接相连, 此种方式可靠性高。当采用850nm波长的光纤设备与多模光纤配合使用时, 具有经济性好, 且易于实现的特点。在保护装置之间, 通过双绞线或同轴电缆, 依照G703同向接口协议, 进行电接口直接相连的方式;2) 复用方式。保护装置电接口通过双绞线或同轴电缆, 与通信PCM设备64kbps接口直接相连, 然后上通道进行传输。在现场通常保护室与通信室较远, 所以这种方式很少采用。保护装置光接口通过光纤与光电转换设备相连, 然后光电转换设备与通信PCM复用设备64kbps接口依照G703协议, 进行连接。由于光信号抗干扰能力强, 这种方式被广泛的采用。
3.2 同步问题
在复用接口与通信设备连接时, 大部分接口均支持G703同向方式。为了满足64kbps数据通道收发数据同步复接的要求, 必须采用主从时钟方式。否则, 将因时钟不同步, 造成滑码的出现, 保护装置反映出的就是CRC校验码告警。有一些纵联电流差动保护内部, 有多种通道连接方式选择, 如光纤直联方式、经光电转换进64kbps接口等方式。这些方式均需采用跳线进行切换, 否则也会造成两侧保护计算差流的不同步。在实际运行中, 曾发生过这种情况:维护人员更换备用插件时, 由于未对跳线进行核对, 造成保护装置CRC校验误码增加, 有时达到告警定值。这也是由于数据不同步造成的。
3.3 CT饱和问题
在差动保护设计中, CT饱和问题是必须考虑的一个问题。对于通常的220k V双母线系统, 在发生区外故障时, 由于线路两端CT特性不一致, 有可能在保护装置内部产生差流, 由于整定值小于额定电流, 有可能造成保护误动。这个问题在一般的保护装置中靠比例制动原理已经得到解决。针对CT饱和, 不同的厂家采用不同应对策略。有采用CT饱和检测器以提高制动特性的, 有采用自适应制动特性的等各种方法, 但这些方法均影响了保护动作锚喷支护参数是表一示。支护至今效果很好。的灵敏度。较为有效的方法就是线路每侧采用两组CT绕组, 进入保护装置进行制动, 这样可以在不影响原保护灵敏度的前提下, 提高保护在区外故障且CT饱和时, 保护抗误动的能力。
4 结论
随着通信技术的发展, 继电保护可以选择的通道类型越来越多。当前, 光纤网络的形成, 就为继电保护采用高性能的通道提供了硬件基础。但如何有效的利用它, 使它为继电保护更好的服务, 这也不是很容易做到的。这需要工程设计、运行、维护、通信、保护各专业之间的协调、沟通。总之, 光纤通道在以后继电保护中的应用会越来越广泛, 还会有许多新问题有待于我们去解决。
摘要：随着光电子和计算机技术的不断发展, 光纤通信技术也得到了迅猛发展, 光纤保护也得到越来越广泛的应用。在实际运行当中, 当继电保护装置与光纤通道连接构成系统时, 存在一些必须考虑的问题。
电网光纤 篇6
开放式的网络平台对于网络服务终端而言, 给予了用户自由选择运营商的权利, 同时还能通过开放式平台的电网的建设, 拓展多渠道的信息联系和交流方式, 同时也能在一定程度上改变信息的获取和利用的方式, 提高了生活的质量。对于网络的开发上而言, 开放式的网络平台能节约相应网络基础设置工程的建设费用支出, 降低基础设施的成本投入, 同时也为相应信息用户提供了多种网络选择, 减少了由于垄断而带来的矛盾和纠纷。
开放式网络实际上为建设智能化的电网提供了发展的趋势和基础。开放式平台的网络供应体系对于网络的运营商来说, 有效降低了网络接入的成本, 也为网络工程的提供了平等竞争的平台, 从而运营商在企业的内部进行调整和发展, 最终建立资源的优化发展体系。
通过对开放式网络优势的分析, 了解到开放式光纤网络平台的构建, 能有效推动三网融合的发展, 推动三网融合的战略性发展, 以及制定可行性发展战略。同时随着开放式网络平台的进一步构建, 也能从根本上明确智能网络的建设:开放式网络向多样化以及个性化的方向发展。
2 开放式光纤网络平台建设关键
开放式光纤网络平台的建设关键因素在于建设的成本。只有通过绿色以及低能耗的发展方式, 才能切实实现三网集约化发展。电力企业参与到光纤到户的网络建设中, 其主要优势在于资源和成本的充足和丰富。以上海电力为例, 其资源优势和成本优势如下:
在设备方面, 上海电力拥有640个35kV的基站, 约7900个10k V配电站, 从而总共的基站数量为8500个, 覆盖了6000km2的区域, 并且在变配电站之间建立了高速光纤网络, 骨干汇聚点是上海电信的两倍。
在开放式网络建设方面, 上海电力拥有16000 km的光缆资源, 并且在此基础上不断发展。同时住宅区以及商务楼都需要保持供电, 从而, 驻地网的覆盖率得到切实的保证和建立。
在基础成本方面, 电力网络的覆盖面较广、具有丰富的管线资源, 能有效节约电网建设中的排管费用。
在施工成本的建设上, 电力网络实现了符合光缆的一次性铺设, 有效节约了电网施工建设的成本。基于以上分析, 电力企业具有独特的电网建设优势, 与其他运营商相比, 具有70%的成本优势。
3 智能电网与三网融合的关系
智能电网与三网融合之间存在一定的联系, 对智能电网与三网融合的有效探析能实现对相应网络建设的了解和优势分析, 从而能建立更为有效的网络应用和供应模式。以电力企业自身的业务发展而言, 开放式网络的设计和构建, 是以电力光纤到户为基础的。电力光纤不仅能在一定程度上实现对三网融合的支持, 并且由于光纤网络能建立信息的双向传输体系, 从而能在系统发生故障时得到及时的隔离, 这就在一定程度上提高了电网利用的效率, 从而有效加速智能电网建设。
智能电网的建设是发展低碳经济和节约型社会的重要措施, 但由于投入资金的回收较慢, 由此具有较长的回报期。通过电力光纤网络的租赁业务的开展, 可实现额外经济收入, 从而对智能电网的建设形成一定的补充, 实现了智能电网建设以及电力光纤到户的良性互补, 建立良性循环的智能电网建设模式, 为可持续发展的电力网络的供应系统奠定了良好的基础。开放式平台的光纤网络租赁, 能缩短60%的智能电网的投资回收期。随着信息技术的发展和人们对信息传输的要求的不断提高, 我国不断提高三网融合的重视程度, 重视网络对经济的促进和推动的力量。
4 机遇与挑战
开放式光纤网络平台是网络建设的有效平台, 然而开放式网络的建设在实施过程中面临着一定的紧迫性, 这是对运营商的挑战, 同时在一定程度上而言, 也是智能电网建设的发展机遇。根据目前网络应用状况分析, 开放式网络平台以及多网融合平台的建立在近一到两年内为最佳发展的窗口时期, 各个网络运营商也在对自身的网络发展过程中制定了自身的发展规划。按照各自的网络建设规划, 2010-2012年为网络平台建设的最佳时期, 各运营商的网络建设仍处于起步的发展阶段, 并未实现大规模的发展和展开。电力网络的建设也面临着发展的机遇, 同时也在一个公平的环境下建立了良性的竞争和发展机制。
(1) 具有较好的社会效益。开放式的网络建设从政府的角度上考虑, 能用综合发展的网络代替多个网络, 实现网络建设的集成化发展, 在一定程度上实现了最大化的社会总投资的效益, 从而具有较好的社会效益。若各家运营商独立构建光纤网络, 则在很大程度上将造成重复建设, 社会效益变小。
(2) 实现了较大的价值创造。开放式的网路平台能构建对各运营商都有益的价值创造平台。如移动/联通:可借助通道资源, 实现市场份额的有效提高, 由10%提升至20%, 单位接入成本下降65%;电信/有线:虽然电信和有线将由于开放式网络平台的引入而导致市场份额的下降, 但电信的单位接入成本下降35%, 有线的单位接入成本下降45%;网络开发上将节约配套设置的工程建设成本支出, 并为信息用户提供多种选择, 避免了垄断的产生。
(3) 较大的发展空间。随着开放式网络的建设和不断发展, 智能电网的建设还能引入多家运营商投资建立网络平台, 从而创造出更多的价值, 例如共同分享配套费、增强运营商参与的动力、借助运营商的经验、人员和资源, 提升平台公司的运维能力等。
(4) 较高的智能化程度。在电力网络在发展中形成一定的市场和拥有一定规模的用户群体后, 相应的电力运营商或是企业可以利用通道资源和智能终端叠加的各种增值业务, 基于网络服务形成更多新的行业动态选择, 如建设智能社区、提供电子商务、充值缴费、自助银行等平台。
5 开放式网络系统中的不确定性因素
在开放式网络发挥了其战略优势, 突出了该模式的可行性明确过程中, 但开放式的网络平台实施仍面临着监管、政府、运营商等各方面的不确定性因素, 在很大程度上影响了开放式网络的建设推广和智能电网的建设和发展。主要体现在以下几个方面:
(1) 政策或监管的不确定性。电网建设中相应垄断性企业的定价、开放式网络租赁业务的审批和牌照、现有监管体系利益等因素的不确定性, 影响了智能化电网的有效拓展。实际上也是网络行为实施的规范性问题, 政策或是监管的发展和管理将对相应电网的建设和发展产生指导性和指向性的作用, 从而致使开放式的平台在政策或是相应监管的环境下难以得到较大范围的推广实施。
(2) 强势运营商的负面反应。在三网融合过程中, 将建立全新的竞争秩序, 相应的运营商的地位将发生变化, 在开放式网络的竞争过程中, 建立了平等的竞争模式和体制, 相应的运营商的垄断地位将受到挑战, 既得利益将受到影响。从而相应的运营商的负面反应将为开放式平台的建设和实施带来阻碍, 或许相应的运营商将选择自行建立网络供应体系, 可能出现多网并存的情形。
(3) 平台出租率和盈利性的不确定性。网络平台的建设和发展是相应运营商发展和建设的基础。网络平台的建设速度快慢影响了新建区域的覆盖率以及平台出租率。电信运营商的网络资源和业务能力参差不齐, 最有动力与平台合作的主要运营商, 如移动和联通, 市场份额低。对开放式平台造成的主要影响为平台的出租率较低, 无法达到预期, 投资回报率受到影响。开放式网络平台的建设和实施过程中面临的相应问题, 应在具体的实施建设中得到有效的协调和发展, 从而通过有效的形式建立完善的智能电网的建设基础。
6 结语
智能电网的建设应以可靠的通信信息平台建设为基础, 电网通过与运营商的在通信领域的合作开展, 共同建设以电力光纤到户工程为基础, 通过网络信息平台的建立, 实现在基础设施领域以及相关领域的资源互补, 实现光纤接入、宽带业务、融合业务、行业应用等综合信息服务, 建立多元化的信息服务体系。在共同推进光纤到户建设的同时, 共同推动智能电网的建设, 为深化智能电网总体发展战略提供坚实的基础和有效的示范作用。
参考文献
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电网光纤 篇7
随着通信网络光纤化趋势进程的加速, 我国电力专用通信网在很多地区已经基本完成了从主干线到接入网向光纤过渡的过程[1]。农网通信系统处于电力系统通信网的边缘, 属于支线通信网, 其网络布局比较分散, 且大部分仍以电力载波通信和微波通信为主要传输手段, 已难以满足日益增长的业务量的传输需求。如今, 以“农村电气化”的深入开展为契机, 大力加强农村电力光纤通信网的建设, 使其逐步覆盖电力线能够伸展到的各个区域, 将成为电力通信发展的新任务。建设农村电网的光纤通信网络已是必然。
1 长沙地区农网光纤通信系统接入工程概况
1.1 长沙电网通信现状
农村电力通信系统不仅需要传输调度电话, 还要传输远动、数据、图文及计算机信息等各种业务, 为农村电网生产运行、管理、基建等方面服务[2]。
2009年以前, 长沙地区35kV变电站多以电力载波通信方式为主, 存在话路数少、带宽窄、易受外界干扰和话音质量差等诸多不足, 不能满足农网现代化管理 (包括电能计量、远方监控、工业电视和变电站无人值班等) 对通信、信息的发展要求, 更无法为接入的供电营业所 (网点) 提供数据、语音传输通道和网络通道。
1.2 光纤通信网建设的必要性
电力通信网作为电网发展的基础设施, 在保障电网安全、经济运行, 提高电网企业信息化水平等方面发挥着重要的作用, 同步建设农村电力通信网也成为当前发展的必要条件之一。加快建设农村供电所及其营业网点光纤通信网, 是农电系统实施国网公司SG186工程、变座收电费为在线实时跨所跨区收费以及提高营销服务水平的重要前提。
(1) 满足信息化办公的需要。随着湖南省电力公司办公信息化、资源集约化理念的提出, 以及生产、营销、农电SG186系统平台和ERP系统的上线运行, 电力系统生产经营管理走进了信息化时代, 对通信信息化要求越来越高, 迫切需要加快中心供电所通信光纤及通信信息工程的建设。
(2) 提高营销优质服务水平, 降低生产成本的需要。目前长沙地区农村供电所为适用信息化办公需求, 信息通信通道采取租赁方式, 生产成本大幅增加;同时, 由于租赁网络通常采取低压线路寄挂方式, 受外力破坏风险大, 发生破坏时抢修时间长, 严重制约优质服务。
1.3 长沙农网网络基本情况
1.3.1 网络规模
2008～2009年, 湖南省全省建设直管县局35kV变电站通信站151个, 中心供电所通信站248个, 供电营业网点通信站56个, 通信中心站4个, 通信中继站5个;代管县公司35kV变电站通信站2个, 中心供电所通信站2个。其中, 长沙电业局建设35kV变电站通信站14个, 中心供电营业所通信站18个, 供电营业网点通信站3个, 光缆敷设总长度约397.5千米。
1.3.2 网络组织
长沙电业局建设1个地区级通信网络和4个县级通信网络, 分别为长沙地区级通信网络、长沙县级通信网络、望城县级通信网络、浏阳县级通信网络和宁乡县级通信网络。长沙地区级通信网络以长沙局为中心站点进行组网;各个县级通信网络以县局为中心站点进行组网。由于目前的农村电力通信网络拓扑整体上依赖于输电线走向, 故大体上呈星形或链状拓扑结构。
光缆线路按就近原则进行连接敷设, 以已有电力线路为光缆载体。
在长沙局中心站设地区级网管中心, 在县局设区域网管中心。
1.4 范围及原则
光缆线路的路由选择和敷设方式, 光缆芯数和结构型式的选择、杆塔结构校验等。
光纤通信系统, 包括确定光纤电路的系统指标, 中继段计算, 传输系统配置, 话路分配及通信设备配置、网管系统配置、通信电源系统等。
2 光缆线路
2.1 光缆的选型
ADSS光缆广泛应用于110kV及以下电压等级输电线路上, 特别是已建线路上使用较多。当输电线路已经架设有地线, 需要在避免停电作业等前提下, 尽快以低安装费用建设光缆系统时, 采用ADSS光缆有很大的优势[3]。
由于农村电网的电力线路均在110kV及以下因此考虑选用12芯的ADSS (G.652) 自承式光缆建设。
2.2 光缆的敷设
ADSS光缆沿相关电力线路架/敷设。将根据档距、路由断面和杆塔形式的不同, 选择不同档距的ADSS光缆和线路金具等以适应不同的安装条件。ADSS光缆架设在电力导线下方。光缆从龙门架采用埋管至变电站电缆沟, 然后沿电缆沟引入主控室 (或通信机房) 。
2.3 环境、气象条件
本工程光缆线路所经区域均属长沙地区范围, 属丘陵地带。环境、气象条件如下:
海拔高度:≤1000m平均气温:15℃
最高温度:+40℃最低温度:-10℃
最大风速:25m/s覆冰厚度:10mm
2.4 光缆特性参数
ADSS光缆的特性参数以表1中的参数作为参考, 其它方面必须满足IEEE P1222和YD/T 980-1998标准。
2.5 光纤技术要求
波长段扩展的非色散位移单模光纤 (G.652C, EB-SMF) :
模场直径: (8.6～9.5) ±0.7μm (1310nm波长)
10.5±1μm (1550nm波长)
包层直径:125.0±1μm
包层表面不圆度:<2%
模场同心度误差:<0.8μm
截止波长λC:1100～1280nm (在2m光纤上测得)
截止波长λCC:≤1260nm (在22m光纤上测得)
宏弯衰减:30mm半径, 100圈, ≤0.5dB (1550nm波长) , ≤0.5dB (1625nm波长)
零色散波长:1300～1324nm
零色散波长最大斜率:0.093Ps/ (nm2·km)
最大色散:<3.5ps/ (nm·km) (1285～1339nm波长) <18ps/ (nm·km) (1550nm波长)
偏振模色散 (PMD) :待定
损耗特性:≤0.35dB/km (1310nm波长) (成缆后单盘单芯平均值)
≤0.22dB/km (1550nm波长) (成缆后单盘单芯平均值)
在波长 (1383±3) nm的抽验衰减平均值应不大于按照IEC60793-2-250规定单模光纤经过氢气老化试验后在1310nm的规定值。
偏振模色散系数链路设计最大值PMDQ≤0.5ps/km1/2 (成缆后)
筛选强度:≥8N
固定接头损耗:≤0.03dB/个
活接头损耗:≤0.5dB/个
光纤必须符合ITU-T G.652C规定。
3 光纤通信系统设计
3.1 光纤数字传输系统
3.1.1 传输系统的选择
SDH是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体, 并由统一网管系统操作的综合信息传送网络。SDH具有路由自动选择能力, 上下电路方便, 维护、控制、管理功能强, 标准统一, 便于传输更高速率的业务等优点, 能很好地适应通信网飞速发展的需要。在电力系统通信网中, 已经大规模建设了基于SDH的骨干光传输网络, 利用SDH环路承载内部的数据、远控、视频、语音以及IP等业务。在本工程中, 亦将采用SDH作为传输系统制式。
3.1.2 组网结构
长沙地区及周边四个县局的农村电力光纤通信网络, 各110kV及以上的变电站之间主干线建设STM-4光纤链路, 35kV变电站～110kV变电站、35kV变电站～35kV变电站、35kV变电站～供电营业所 (网点) 等支线建设STM-1光纤链路。
3.1.3 系统容量
长沙农网光纤通信电路采用SDH制式。
所有主干电路的传输容量为622Mb/s, 支线电路的传输容量为155Mb/s。
3.2 光纤数字系统性能指标
本光纤数字电路系统性能指标应符合YD/T5095-2000及ITU-T建议的内容和有关国家标准、规程和规范。
3.2.1 假设参考通道 (HRP) 和假设参考数字段 (HRDS)
我国国内最长HRP长度为6900km, 其中核心网最长HRP为6800 km, 本工程采用该标准。
我国干线光缆数字线路系统的HRDS分别为420km和280km。本工程HRDS采用420km。
3.2.2 数字传输系统的误码性能指标
6800km数字通道的误码性能要求见表2。420km的假设参考数字段误码性能要求见表3。本工程设计长度的误码性能指标, 按线性关系进行折算。
3.2.3 数字传输系统的抖动性能
本工程光纤通信系统抖动性能应符合YD/T5095-2000规定的SDH网络接口和PDH/SDH网络边界的抖动性能指标。
3.2.4 数字传输系统的漂移性能
SDH网络中的任何STM-N接口上的漂移限值以最大时间间隔 (MTIE) 来规范, 应符合表4的要求。
3.3 设备配置及通道组织
3.3.1 SDH设备配置
本工程光纤通信网络中的站点分为中心站、枢纽站、末端站三种情况, 设备按光方向的多少划分为A、B、C三类。县局为中心通信站点, 采用A类设备;110kV变和部分光方向较多的35kV变为枢纽通信站点, 采用B类设备;只有一至两个光方向的35kV变和供电营业所为末端通信站点, 采用C类设备。
本工程所采用的SDH光传输设备, 如无特殊说明均配155M光板, 但A类和B类设备应具备在线平滑升级622M的功能, 能形成环形网络。业务接口为2M接口和以太网口。
3.3.2 PCM设备配置
本工程终端接入设备话路按有关的调度关系配置;站点分为中心站、枢纽站、末端站三种情况。对该三类站点分别配置三种类型设备:中心站 (县局) 配置A类设备 (DXC) ;枢纽站 (110kV变或部分35kV变) 配置B类设备;末端站 (一般为供电营业所) 配置C类设备。
A类PCM设备的2M接入能力应大于等于8个, B类PCM设备的2M接入能力大于等于2个, 具备级联后续网元功能, C类PCM设备的2M接入能力大于等于1个即可。接入业务类型为语音、四线远动信号、低速数据信号。
3.4 网络管理系统
本工程所上SDH光传输设备和PCM终端设备接入新建的农网SDH光纤通信网和PCM终端通信系统。
网管系统具备为县局、地区局二级管理功能, 即地区局为整个SDH/PCM网络的管理中心, 县局为本区域内的SDH/PCM网络管理中心, 二级管理中心的网管功能应相同。SDH和PCM设备的网管信息分别由DCC通道和TS0时隙传输, 不占用其他通道。
3.5 光纤通信电路参数计算
根据邮电部YD 5095-2000规定和传输系统的中继距离, 本工程选用单模G.652光纤, 设备各传输区段工作波长为1310nm, 按STM-1/STM-4光接口参数计算。本计算采用的计算公式分别见式 (1) 、式 (2) 。
(1) 衰减受限系统再生段距离计算公式:
式 (1) 中:
L——衰减受限再生段长度, km;
Ps——S点寿命终了时的光发送功率, dBm;
Pr——R点寿命终了时的光接收灵敏度dBm, BER≤10-12;
Pp——光通道代价, d B (取1dB或2dB) ;
∑Ac—S、R点间活动连接器损耗之和, dB (取0.5dB/个) ;
Af——光纤衰减系数, dB/km;
As——光纤固定熔接头平均衰耗, dB/km;
Mc——光缆富余度, dB/km。
(2) 色散受限系统再生段距离计算公式:
式 (2) 中:
L——色散受限再生段长度, km;
Dmax—S、R点间设备允许的最大总色散值, ps/nm;
D——光纤色散系数, ps/nm·km.
3.6 设备主要性能参数要求
3.6.1 SDH光传输设备要求
本工程的传输设备主要为STM-4 ADM型, 其性能要求如下:
(1) 可提供无需分接和终结STM-4信号, 而直接接入STM-4信号内的任何STM-1支路信号的能力。
(2) 群路侧为STM-4的光接口, 支路侧应至少可提供STM-1光接口或电接口、2Mb/s电接口、FE光/电接口。
(3) 应具有灵活的SDH VC交换矩阵, 同时支持高低阶交叉类型, 并提供从E1、STM-1、STM-4的全速率的TDM业务。
(4) 高阶交叉连接能力不低于18×18 VC-4, 低阶交叉连接能力不低于756×756等效VC-12。
(5) 应至少具备群路到支路、支路到群路、群路到群路、支路到支路等交叉连接方向, 并拥有单向、双向、广播、环回等四种连接类型。
(6) 支路接口在支路侧应可以进行任意配置。在改变和增减支路口时不应对其他支路的业务产生任何影响。
(7) 必须能直接上下2Mbit/s业务, 单子架最大下落2M数不得小于64个。
(8) 所有板卡要求能支持热插拔。
3.6.2 PCM复接设备要求
(1) 系统指标:
(1) 比特率:2048kb/s±50ppm;
(2) 帧结构及复用特性:应符合ITU-TG.704建议, 在网络节点处具有汇接不少于3方向的N×64K的交叉能力;
(3) 编码方式:单路编码, A率十三折线;
(4) 时钟源:内部或外部的2048kHz和外部的64kHz;
(5) 抖动特性:应符合ITU-TG.823建议;
(6) 接口特性:应符合ITU-TG.703建议;
(7) 线路码型:HDB3;
(8) 阻抗:75Ω、不平衡。
(2) 话路特性:应符合ITU-TG.712、TG.713、TG714建议。
(3) 二线音频话路接口:
(1) 阻抗:600Ω, 平衡
(2) 发信电平:0dBr (可调范围:+7.0～-8.0 dBr)
(3) 收信电平:-2.0dBr (可调范围:-2.0～-17.0 d Br)
(4) 反射衰减:>12dB (0.3～0.6kHz, 600Ω, 平衡) >15dB (0.6～3.4kHz, 600Ω, 平衡)
(4) 四线音频话路接口:
(1) 阻抗:600Ω, 平衡
(2) 发信电平:-14dBr (可调范围:+1.0～-14.0 d Br)
(3) 收信电平:+4.0dBr (可调范围:+4.0～-11.0 dBr)
(4) 反射衰减:>20dB (600Ω, 平衡)
(5) 二线环路信令接口:
(1) 电话机接口
(2) 交换机用户线接口
(6) E/M信令接口:
(1) 音频通道类型:四线
(2) 接线类型:Ⅴ型
(7) 异步数据接口:
(1) 接口类型:V.28、RS232
(2) 接口速率:0～19.2Kbit/s
(3) 工作模式:编码变换/取样/取样滤波
(4) 失真率:<10%
(5) 输入电压:±3～±25V
(6) 输入阻抗:3～7K ohm
(7) 输出电压:+12V/-12V
(8) 输出阻抗:300 ohm
(9) 馈电类型:内置DC/DC转换器
(8) 2Mb/s接口:
(1) 速率:2048kb/s±50ppm
(2) 线路码型:HDB3
(3) 阻抗及正常脉冲:120Ω/3V, 75Ω/2.37V编码变换/取样/取样滤波
(4) 输入端允许衰减:0～6dB (1024kHz)
(9) 电源要求:DC-48V±20%
3.7 通信电源及其它
本工程每个通信站需配置1套独立通信电源系统, 本工程新上光纤通信设备和其他通信设备将共用该通信电源系统, 通信电源监控信息接入长沙电业局通信电源监控系统。根据工程需要, 各站均配置光音数综合配线架1台。
本工程安装的通信设备 (含光纤通信、通信电源、配线设备等) 统一布置在专用通信机房或主控室内。所有通信设备均安装在标准机架内, 机架应连接到机房环行接地网。
4 总结
本设计采用SDH光端设备和ADSS光缆架设光纤通信网络, 根据电力线路走向及站点分布情况, 确定光缆地理路由及系统拓扑路由, 确定系统传输速率, 组织业务传输通道。
(1) 系统接入
本设计农网35k V变电站及供电营业所采用光纤通信接入, 在已建长沙电力光缆网络的基础上, 向下延伸到35k V变电站, 然后延伸到供电所, 遵循就近接入原则。本设计根据需要选择SDH设备组建传输网络, 速率为155Mb/s和622Mb/s。
(2) 网络组织
本设计所列35k V变电站及供电营业所在管理上隶属于各县局, 因此其业务主站也是相应的县局。本工程的建设将在两个层面考虑网络的组织形式:
物理层面:通信网络的组织服从于以各级调度中心为管理中心的结构, 实现远程站的集中控制与管理, 满足通信网络管理要求。
业务层面:构建以各县局为业务主站的逻辑子网, 实现以各县局为业务中心的业务终结和信息交换。
(3) 设备配置
本工程所选用各类通信设备分别采用同一厂家产品, 统一技术体制和标准, 实现统一组网、统一管理, 方便系统的运行维护和管理。
由于长沙地区农网35kV变电站及供电营业所 (网点) 等分布较散, 基本上呈树型与星型相结合的复合型网络结构, 各通信站点大多以单支链结构接入光纤通信网, 难以构成电路的迂回, 无法实现环形网保护, 未能充分发挥SDH特有的安全性, 故该网络的稳定性和可靠性还有待进一步完善和解决。
参考文献
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电网光纤 篇8
大同煤矿集团(以下简称:同煤集团)是我国规划的13个煤炭生产基地之一和煤炭行业的特大型企业之一。随着企业规模和产能的扩大,生产用电需求的不断增长,同煤集团电网规模的逐步扩大,电网建设中高压开关柜和电缆越来越多,对高压开关柜的可靠性要求也越来越高。
影响高压开关柜安全可靠运行的因素较多,而导电连接处的接触不良是其中最重要的因素之一,由于电流流过产生热量,所以几乎所有的电气故障都会导致故障点温度进变化。变电站开关柜的动静触头、电缆接头等连接处位置由于接触不良而导致过热是一种严重的事故隐患。近年来,同煤集团电业公司所辖的35 k V窑子坡变电站、35 k V四台沟变电站均发生过类似的事故,轻者造成断电,重则引发爆炸和火灾,严重影响生产安全。
一般从开关柜接头过热开始到形成事故会有时间间隔,若能及早发现温度异常并快速处理,将大大减少电气事故发生率。通过分析研究,同煤集团电业公司决定应用“AT501高压开关柜点式光纤在线测温系统”,通过在线监视的方法,对电气设备的运行温度,尤其是敏感位置温度进行监测,是故障预警和预防事故的重要手段,提前发现开关柜内设备接头发热的迹象,防止出现恶性事故。
2 AT501点式光纤测温系统构成
2.1 AT501点式光纤测温系统结构
该系统主要由ATS-100光纤传感器、AT501D光纤测温仪、AT501M集中监控主机等部件,以及上位监控计算机(含远程监控管理软件)、监控机柜及所需辅助设备组成。系统结构见图1所示。
2.2 ATS-100光纤传感器
ATS-100光纤传感器(见图2)将被监测部位的温度信息转换为光信号,并传送给AT501D光纤测温仪,可直接安装在被测点上,测温准确,响应迅速。
2.3 AT501D点式光纤测温
AT501D点式光纤测温仪(见图3)实时接收ATS-100光纤传感器送来的携带有温度信息的光信号,并把其解调为温度数值,实现对被监测部位的温度测量,当实际测量值大于报警设定值时发出报警信号。AT501D点式光纤测温仪既可单机独立工作,也可多台组网使用,AT501D点式光纤测温仪配接带显示功能操作面板与AT501M集中监控主机示意图,如图4所示。
2.4 AT501M点式光纤集中监控主机
AT501M集中监控主机(见图5)采集总线上所有AT501D的温度、报警、故障等数据,并通过以太网接口送入上层管理系统;当有火灾发生时,还可以把每个测温度的火灾报警信号通过继电器节点送入消防火灾报警系统。AT501M集中监控主机可对AT501D进行数据浏览、系统设置、报警设置等操作,1台集中监控主机还可同时监控管理64台AT501D光纤测温仪。
3个状态指示灯其状态意义如表1所示。
3 AT501点式光纤测温系统与无线测温系统的性能比较
通过借鉴国内先进的技术和经验,AT501点式光纤测温系统在同行业中具有先进性。我们决定将AT501点式光纤测温系统应用在同煤电网高压柜温度监测系统中,实现对高压柜内部温度监测的全方面要求,提高变电站运行的安全可靠性,如表2所示。
4改造实施过程
本文以同煤集团向阳寨110 k V变电站10 k V高压开关柜为例具体说明。向阳寨变电站主要承担着金庄煤业的生产、生活供电任务,共有39面10 k V高压开关柜,我们要实现对该39面开关柜的上静触头(A、B、C)三相、下静触头(A、B、C)三相、电缆头(A、B、C)三相的温度实行在线监测,共计351个检测点(39×9=351),每面开关柜配置1台9通道测温仪安装在开关柜最上层的仪表室,在主控室中配置1台集中监控主机。光纤传感器安装在静触头与汇流排的接合部位。对传感头的固定选高绝缘、高导热、高弹性、耐高温、耐腐蚀的专用卡具,光纤沿着柜体角落和弱电线槽一起走线,或是跟柜内二次线用绝缘扎带捆在一起,如图6所示。
该监测系统具有完善的监测和报警功能,时刻保证高压设备处于受监控状态,完全不受人为因素影响,发生报警时,系统发出相应的声、光报警信号,值班人员有充分的时间采取相应的措施,这对避免事故的发生或引起火灾尤为重要。
在完成向阳寨变电站改造的基础上,我们又在金鼎、金庄、向阳寨三座变电站35 k V开关柜与110 k V开关柜应用了“高压开关柜点式光纤在线测温系统”。目前,已完成改造1座110 k V变电站和2座35 k V变电站的温度监控,解决了变电站内的35 k V、10 k V高压开关柜触头及电缆接头无法进行温度实时在线监控的难题,为其安全运行提供了保障,该系统已正常运行了2年,并成功监测到9次因导电连接处接触不良而引起的温度异常波动和1次断纤故障,并发出报警信息。故障处理后,系统显示该测点温度恢复正常。
5改造的创新点
改造中,同煤集团首次将点式光纤传感技术应用于同煤输电系统高压开关柜的温度监控,在关键设备点(触头、电缆接头)实现了实时在线温度检测。同时,我们采用了具有高电压等级的特制光纤,因为光纤具有电绝缘、本身安全、不受电磁干扰等特性,满足高压电力开关柜设备对光纤耐压等级的要求,并具有传输带宽高、信号稳定、抗电磁干扰、抗挠曲、抗冲击强度高和连接快捷等优点;光纤护套的材质是聚四氟乙烯,他又具有耐高温、耐老化、耐腐蚀、高绝缘、不黏附等特性,可适应高压、高温、强电磁等恶劣的使用环境。
6经济社会效益
该项目的成功实施,解决了高压开关柜温度测量的技术难题,提高了电力电缆、高压开关柜的运行可靠性,减少了因温度过高引起的电气设备损坏或火灾事故,保证了生产生活用电的连续性,社会效益巨大。
7存在的问题及推广应用前景
AT501点式光纤测温系统存在的问题:光纤极易被折断、踩断,在安装与维护过程中需对光纤要特别小心。建议厂家研究光纤加装护套保护。
AT501点式光纤测温系统有效的解决了变电站封闭式高压开关柜无法测温的问题,实现了温度实时监测和温度越限报警。该系统在变电站运行以来取得了较好的效果,实现了变电站封闭式开关柜内重要测温点的实时在线监测,提高了同煤电网的信息化管理水平。通过近两年多的使用,系统达到了当初研讨的目标,为变电站工作的标准化、规范化提供了一个有效的手段,也提高了同煤电网供电的安全性、可靠性,在同行业中具有一定的推广价值。
摘要：主要介绍了点式光纤测温系统在同煤电网高压开关柜上、下静触头与电缆接头等重要设备中的具体应用,做到了事故提前预防,避免了变电站灾害发生。
关键词：高压开关柜,光纤,测温系统,集中监控
参考文献
[1]程宗泽,李奔锋.分布式光纤感温报警系统在矿井火灾的监测研究[J].煤矿机电,2013(5).
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