1传统的临时通信方案分析
传统的临时通信方案包括两种:①光纤迂回转接;②架设临时光纤。其中,光线迂回转接是指,在工程需要开断OPGW光纤的两个变电站之间,采用不同电压等级或者路由的OPGW光纤或者其他光缆,经过多次转接,组成一条路由光纤通路,替代开断的OPGW光纤,保证通信网络的安全稳定运行。在电网发展速度不断加快的背景下,电力系统通信网络承载对于稳定性、安全性系统信号和电力线路电流差动保护的要求越来越高,均需按照“双重化”的原则配置,也就是在同一条线路的两套继电保护与两套安全自动装置,配置两套独立的通信电路。由于OPGW光线与普通光缆,无法承载继电保护等安全技术制约,所以在输变电工程线路开断时,光纤迂回无法满足要求,使得在一条线路2套继电保护通道出现违规等情况[2]。而架设临时光纤,主要是因为OPGW受到光纤资源的制约,而迂回通道组织液不能够满足要求,在这种情况下,而实现二次设备的联调,输变电工程一般采用架设光纤。这是一种临时的联调方案。
2输变电工程微波通信技术接力方案
传统临时通信方案无法实施,针对这些缺陷,这就需要采用微波接力通信方式,组成微波接力及OPGW光纤混合通信链路,以满足二次装置联调的需要。微波接力通信包括两部分:①实际通信;②通信资源。所以必须因地制宜选取新建的200kV变电站、地势相对高度等。OPGW光纤接续盒输电线路铁塔或者制高点,安装微波设备与微波接力通信[3]。
2.1微波接力通信方案的实施
微波接力通信方案的路径选择,也就是以微波接力通信来替代OPGW光纤方案,检验这一方案是否为可行技术。按照高压输电线路上现有的光纤接续盒实际情况,并结合线路开断点的地形,确保变电站之间没有阻挡,并保证微波天线高度在15m以上,以有效满足微波传输路径的要求。同时,为了便于安装和满足安全性的要求,可将微波天线安装在相关的线路上,同时,增加引下普通光纤长度延伸至附近的中轴线路,保证微波线路上的各种技术指标,均可满足相应的要求。在数字传输系统中,同步数字系列(SDH)和有准同步数字系列(PDH)两种。其中,SDH中的光功率、接口心率和信号帧结构等,均符合国际电信联盟-电信标准部(ITU-T)的规定,各个生产商均必须严格遵守相关的规定,实现设备的无缝对接。笔者经过大量的调研,这种设备具有STM-1光/电结构,能够实现变电站内传输系统光口无损连接,同时建立一种传输速率的SDHSTM-1透明通道。而DPH设备价格低廉,却没有统一的标准接口,所以就各个生产厂家生产的设备就无法实现无缝对接,投资要远超SDH设备,所以方案中可选用SDH数字微波设备。
2.2混合链路的安装与调试分析
综上分析,笔者选用的为SDH数字微波设备,实现与现有通信网络的无缝连接,主要是SDH中的光传输系统符合I-TU-T的标注年规范,且速率为155Mb/s的光接口,能够直接实现互联互通,方便投入使用。微波路径的通视条件比较好,可在变电站的相应位置,将微波天线与ODU安装固定在室外,并将STM-1光接口单元转接到传输设备STM-1接口上,通过这种方式实现同轴电缆的互连。由于微波路径比较短,所以可适当调整微波天线内的方向,进而保证接收信号电平能满足灵敏度的要求[4]。断开铁塔上的微波STM-1单元串接的光耗器,接入的是一种空闲光纤,从OPGW接续盒中抽取的空闲光纤,可经过光接口单元转换成光信号,进而实现与已建成220kV变电站之间STM-1的光通信连接。
2.3网管透传与开通业务
当前,数字同步传输体系包括两种设备:①SDH光传输设备;②SDH数字微波设备,可将光波与电磁波传输到不同的介质中。这种映射和内部复用的方法,均按照ITU-4进行定义的。其中,设备的网络管理系统,能够直接穿越微波设备的透传通道,避免两种网络管理信号的冲突,在电力通信中心机房内开通相关的通信业务,这就不会由于插入微波接力设备发生脱管状况。按照输变电工程二次装置联调的要求,应按照运行中SDH光传输系统的要求,实现OPGW光纤链路与微波接力的混合,在200kV变电站之间采用高频距离保护与光纤电流差动保护链条通道。而对于220kV线路光纤电流差动保护,可使用光纤通道传输,在联调过程中,将保护装置通道转变为“复用2M通道”方式,采用高频距离保护装置2M通道实现联调。
2.4塔上的微波设备供电
在微波接力通信上,采用的是临时的二次装置链条电路,按照微波通信设备所在的铁搭,具有交通方便和电流小的要求,并结合通道联调的实际情况,踏上的设备均采用不受天气影响的大光伏系统供电,对于直流电源,可采用两组4节12V/36AH蓄电池串接,用于塔上设备的供电之用。经过系统实践,试验单组连续工作超过50h,并加装手机短信远程遥控电源开关设置,按照二次专业的联调要求,累计管理开关机实践,确保单组相蓄电池连续工作及轮换充电周期超过1周,这是一种供电方便、安全可靠的供电方式[4]。
2.5应用效果分析
在电力系统中,采用OPGW光纤,微波接力通信技术作为一种辅助通信方式,在一些电力抢险救灾应急通信等特殊的环境下,能够充分发挥无线通信的优势,尤其是首次在输变电站工程中综合应用OPGW,组成一种结构简单的光/电混合通信链路,将由于施工节点安排,确保投产前二次装置联调工作,并提前30d投入试运行。福建电网200kV梧店变电站以及100kV磨石变电站,多个输变电站均采用了这种方式,微波接力与OPGW光纤通信链路与实际OPGW光纤通道技术相一致,能够有效满足二次继电保护、调度自动化的要求,受到了显著的应用效果。同时,为了扩大应用范围,可根据实际情况,因地制宜选择不同形式的微波接力与光纤混合通信链路。
3结语
OPGW光纤与微波接力混合通信链路结构简单、投资少,在输变电工程中能收到事半功倍的效果,能够很好地解决输变电工程中PGW光纤进站“最后一千米”的问题。成果固化后,在海上风电场、工作台等特殊环境中,具有很好的应用前景。
作者:姜利 单位:国网四川省电力公司成都供电公司
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