電力系統(tǒng)光纖通信若干問題分析

  隨著光纖通信在電力系統(tǒng)內(nèi)應用水平的進一步提高,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)務倒換等方面的現(xiàn)狀,分析存在的問題,并在此基礎上提出解決問題的措施及思路。

  0引言

  目前,SDH(Synchronous Digital Hierarchy)光纖通信憑借其安全、經(jīng)濟、可靠的優(yōu)勢,已逐步替代了微波通信、電力載波通信等通信方式,成為我國電力系統(tǒng)最重要的通信方式,在其承載的業(yè)務中,僅直接與電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的主要業(yè)務就有繼電保護、安全自動裝置、EMS、調(diào)度語音、能量計量、故障錄波、電力市場以及集控站控制等等。面對越來越多的系統(tǒng)應用,光纖通信迎來了巨大的發(fā)展機遇,但由于電力系統(tǒng)對信號傳輸安全性、可靠性的特殊要求,光纖通信同樣也面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。

  1通信設備自身存在的問題

  1.1通信光纜對系統(tǒng)的影響

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

  雷擊對OPGW的影響:隨著OPGW大規(guī)模投入使用,其易受雷擊的問題已變得越來越突出,國內(nèi)已發(fā)生多起因雷擊導致OPGW外絲斷股進而影響內(nèi)部光纖性能的事件,而建設單位為了確保所用光纜性能更加穩(wěn)定,對OPGW更是提出了3級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面臨的最嚴峻的挑戰(zhàn)之一。目前較為通用的做法主要有以下2兩點。

  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至內(nèi)層和光纖,這種思想主要是保護內(nèi)層光纖,對外層雷擊斷股并無實質(zhì)改善。

  2)調(diào)整外層股線材料配比,對于雷擊多發(fā)區(qū),采用外徑較粗的全鋁包鋼單絲,同時提高導電率,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,對鐵塔的承重造成了一定的壓力,同時也加大了施工難度。

  1.2通信電源對通信系統(tǒng)的影響

  “心臟”,通信電源運行的好壞直接影響著整個系統(tǒng)是否能夠健康穩(wěn)定運行;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行方式。

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

  2)(2)單電源雙母線運行方式:即將一套充電機的整流模塊分成兩組,分別為2條母線供電,同時每條母線配置獨立的蓄電池,以實現(xiàn)2條母線相對獨立供電。該運行方式較好的實現(xiàn)了2條母線的獨立供電,增強了通信電源設備的運行可靠性,同時提高了設備檢修的靈活性,由于2條母線共用同一臺充電機,因此在充電機發(fā)生物理損壞的情況下容易導致2條母線同時失電,因此目前也較少使用。

  3)(3)雙電源雙母線運行方式:即由兩套充電機分別對2條母線供電,并配置獨立的蓄電池,實現(xiàn)了雙路供電的完全獨立,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:對于支持雙路電源的設備,采用兩路相互獨立的電源對設備供電,并實現(xiàn)負載均衡;對于只支持單路供電的設備,在設備前端增加電源轉(zhuǎn)換模塊,實現(xiàn)兩路電源輸入;對于無人值守變電站,除采用上述措施外,采用加大蓄電池組容量的方法以延長故障情況下的設備運行時間。


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