光纖通信技術(shù)在電力網(wǎng)中的應(yīng)用分析

黎林

摘 要:隨著我國智能電網(wǎng)建設(shè)的逐步開展,電力工業(yè)得到了深入的發(fā)展,通信與計算機領(lǐng)域的新技術(shù)在電力工業(yè)中不斷得到應(yīng)用,這就對電力通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量和可靠性都提出了更高的要求。光纖通信具有容量大、擴建方便、可靠性高的特點,因此適應(yīng)當(dāng)前電網(wǎng)發(fā)展的趨勢,必將成為21世紀(jì)電網(wǎng)中主要的通信手段。本文總結(jié)了光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀,提出了電力通信網(wǎng)絡(luò)傳輸要求及解決方案,對光纜在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用進行了分析。

關(guān)鍵詞:光纖通信電力網(wǎng)應(yīng)用分析

中圖分類號:TN915 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(a)-0012-01

光纖通信方式具有容量大、衰減度下,抗干擾能力強的特點,非常適合遠距離傳輸大量的信息,因此在電力行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用,在電力系統(tǒng)中建立現(xiàn)代光纖通信網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋全國電力網(wǎng)絡(luò),并且具有較高的可靠性和易于維護的特性,同時利用原有的包括500kV、330kV、220kV和110kV線路及低壓配電線路可方便地架設(shè)特種光纜,避免了大量的重復(fù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),同時也提高了通信的可靠性,優(yōu)化配置了國家資源。因此,光纖通信技術(shù)在電力行業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用前景,本文對光纖通信技術(shù)在電力網(wǎng)中的應(yīng)用進行了分析。

1光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀

光纖通信技術(shù)的進步促進了光纖通信的發(fā)展,當(dāng)前,光纖通信的應(yīng)用范圍已非常廣泛,光纖技術(shù)大致可分為以下幾種。

1.1 波分復(fù)用技術(shù)

作為一種充分利用單模光纖原理降低寬帶損耗的新型技術(shù),波分復(fù)用技術(shù)的實質(zhì)是根據(jù)每一道光波長度的不同而劃分光纖的低損耗窗口,同時將光波作為輸入信號的載波,通過波分復(fù)合器完成不同波長信號的合并及傳輸。由于可將不同波長的光載波信號近似看成是相互獨立的,因此一根光纖中可出現(xiàn)用于復(fù)用傳輸?shù)亩嗦饭庑盘?即一根光纖可完成多信號的復(fù)用傳輸?shù)墓δ?。?0世紀(jì)90年代開始出現(xiàn)光波分復(fù)用技術(shù)后,光纖能夠傳輸?shù)娜萘烤痛蟠筇岣吡?此后為解決光纖遠距離傳輸?shù)膯栴},出現(xiàn)了密集波的分復(fù)用技術(shù),采用該技術(shù)的光纖通信系統(tǒng)極大地增加了每對光纖的傳輸容量,同時也有效地解決了光纖通信網(wǎng)經(jīng)濟性的瓶頸問題。當(dāng)前商用的密集波分復(fù)用技術(shù)光纖通信網(wǎng)的傳輸容量可達800Gbit/s,且以20Gbit/s為基礎(chǔ)的光纖通信系統(tǒng)也已成為核心網(wǎng)的主流,相應(yīng)的傳輸距離也從600km大幅擴展到3000km以上。

1.2 光纖接入技術(shù)

作為光纖通信網(wǎng)絡(luò)的末端,光纖接入技術(shù)確保了用戶接入的可靠性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?是滿足千家萬戶接入光纖通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)。通常根據(jù)光纖所到達位置的不同,可將其分為FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的應(yīng)用,統(tǒng)稱FTTx。

FTTH是光纖寬帶接入的最終方式,它提供了全光的接入,因此可以充分利用光纖的寬帶特性實現(xiàn)用戶的寬度接入的要求。自2003年以來我國已推動了多個“863”項目,在30多座城市建立的相應(yīng)的試點網(wǎng)絡(luò),用戶群包括企業(yè)、居民、網(wǎng)吧等多種類型,也開發(fā)出了運營商主導(dǎo)、大型企業(yè)主導(dǎo)及政府主導(dǎo)等多種運行方式,具有良好的發(fā)展勢頭,同時不少城市還對FTTH的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進行了修訂,制定了相關(guān)的優(yōu)惠政策,這些都為FTTH在我國的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。

2力通信網(wǎng)絡(luò)傳輸要求及解決方案

2.1 高可靠性

電力通信的主要特點是要求具有較高的可靠性,即使在大風(fēng)、大雪等強力的外力破壞下也能保持良好的傳輸性能,光纖通信的傳輸質(zhì)量高,傳輸信號在光芯內(nèi)部進行傳輸,不會受到外部自然環(huán)境的影響,性能特別穩(wěn)定,尤其是具有良好的抗電磁干擾性能,適用于電力系統(tǒng)中所有電壓等級的電力網(wǎng),且具有一定的自愈功能,在無人干預(yù)的條件下能夠迅速恢復(fù)通信,保障了信息的安全性。

2.2 易于擴展性和投資效益性

隨著電網(wǎng)企業(yè)的不斷發(fā)展,企業(yè)對經(jīng)營的經(jīng)濟性要求越來越高,電力通信系統(tǒng)的配置需要綜合考慮網(wǎng)絡(luò)的擴展性、系統(tǒng)的復(fù)雜性及設(shè)備可承受能力等因素,因此要求采用一種十分兼容的通信方式,減小電力通信的重復(fù)投資建設(shè),利用簡單易行的擴容方案即可降低網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)木S護成本,且具有良好的互操作性,減小因設(shè)備互連而存在的問題,提高企業(yè)投資效率。

3光纜在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

當(dāng)前電力行業(yè)中特殊光纜的制造機工程設(shè)計技術(shù)已經(jīng)非常成熟,特別應(yīng)用了OPGW和ADSS技術(shù)后,國內(nèi)電力特殊光纜已進入了大規(guī)模應(yīng)用階段。依托于電力系統(tǒng)固有的線路資源,特種光纜避免了路由協(xié)調(diào)和電磁兼容等多方面與外界的矛盾,具有很大的靈活性,掌握了通信系統(tǒng)建設(shè)的主動權(quán)。

3.1 應(yīng)用光纜

通常光纖復(fù)合架空地線采用光纖的方式傳輸信息,即0PGW。由于電力傳輸線路采用了可通信的光纖單元,因此0PGW是輸電線路和通信光纜在架空地線上的結(jié)合,融合了光纖通信技術(shù)及輸電技術(shù),具有地線和通信的雙重功能。安裝過程非常簡單,能夠同時完成通信線路和輸電線路的建設(shè),在35kV及以上的電網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用,但也具有受其他因素影響較大的影響,因此其多在新建的線路上進行應(yīng)用。

3.2 工程設(shè)計和實現(xiàn)

一個完整的通信網(wǎng)絡(luò)通常包括以下3個部分:即傳輸部分、交換部分和接入部分。傳輸部分作為一個綜合的傳輸平臺,是整個通信網(wǎng)絡(luò)中最重要的部分,傳輸層的安全穩(wěn)定性直接影響整個網(wǎng)絡(luò)的正常運行及功能的擴展,所以應(yīng)首先構(gòu)建可靠的傳輸層網(wǎng)絡(luò),然后再完成各種設(shè)備和功能的接入。

光纖通信網(wǎng)絡(luò)通常采用鏈形、環(huán)形及環(huán)帶鏈型的拓撲結(jié)構(gòu),因線路間距不同而采用STM1、STM4及STM16的傳輸速度,設(shè)備具備了雙纖單向的保護通道及與傳輸設(shè)備相配套的接入裝置,能夠完成話音及以2Mbit/S的通道連接任務(wù)。在光纖的建設(shè)上由于電力系統(tǒng)中具有廣泛的輸電線路,因此通常采用自承式的光纜進行安裝,此種光纜具有價格便宜,無須停電優(yōu)點,通常在220kV以下的線路中使用,光纜通常采用6芯、8芯、l2芯、l6芯、24芯、48芯的形式,在資源分配中通常采用中興和華為的設(shè)備,少數(shù)為薩其姆的設(shè)備。

4電力通信系統(tǒng)光纜日常維護

4.1 電纜遭受雷擊的主要原因

由于輸電線路和光纖通信是同期建設(shè)的,因此在輸電線路的頂部通常架設(shè)著光纖通信。輸電線路周圍的地貌十分復(fù)雜,且桿塔都是架設(shè)在一定高度上的,因此光纖通信將會遭受到雷擊的影響,對其安全穩(wěn)定運行帶來了巨大的隱患,也嚴重威脅輸電線路繼電保護系統(tǒng)的可靠運行,因此應(yīng)采用優(yōu)化設(shè)計的防雷方法,提高高壓輸電線路的防雷避雷能力。

4.2 電腐蝕的主要原因

(1)懸掛點誤差。光纖通信方式中的光纖懸掛點若高出其所要求的標(biāo)準(zhǔn)位置,則會導(dǎo)致光纖承受非常大的電場強度,遠遠高于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),進而引發(fā)了光纖表明的電腐蝕。(2)“干帶電弧”是造成光纖表面發(fā)生電腐蝕的另一個主要原因,由于電弧會產(chǎn)生較高的熱量,因此會導(dǎo)致光纖外套表面的溫度升高,從而產(chǎn)生了樹枝化的電痕,最終造成電纜燃燒事故的發(fā)生。

5結(jié)語

作為電力系統(tǒng)中信息傳輸?shù)闹匾M成部分,光纖通信為電力系統(tǒng)提供了大容量、遠距離的可靠通信方式,對整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有重要的意義,應(yīng)進一步加強光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究,確保電力系統(tǒng)信息的安全穩(wěn)定傳輸。

參考文獻

[1] 劉增基.光纖通信[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2008.

[2] 邢道清,王浩.電力通信[M].北京:機械工業(yè)出版社,2009.