新疆750kV哈密變到750kV塔下中繼站超長距光纜實時在線監(jiān)測系統(tǒng)的解決方案

摘 要：在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用是提高電網輸電線路安全可靠運行、加強輸電線路事故預防能力的有效手段，文章針對750kV哈密變到750kV塔下中繼站超長距光纜在線監(jiān)測工程，對在線監(jiān)測系統(tǒng)的解決方案做了詳盡的論述，對新疆電網中同類超長距光纜在線監(jiān)測的解決方案具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：超長距；實時；在線監(jiān)測

1.引言

隨著電網的建設發(fā)展，在新疆地區(qū)直流輸電、750kV及特高壓輸電系統(tǒng)的建設中，經常出現(xiàn)200km以上甚至400km的超長站距，由于這些超長站距輸電線路經過的地區(qū)交通不便，自然條件惡劣，甚至是無人區(qū)地帶，同時也對超長距光纜的維護管理工作帶來諸多不便，維護人員也缺少相應維護的工具和技術手段，對光纜的運行安全和維護工作提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。

電力系統(tǒng)光纖傳輸網絡運行的可靠性是關系電力安全生產、高效穩(wěn)定運行的重要保障，承載包括自動化、營銷、繼保、輸配電等專業(yè)在內的大量重要業(yè)務，光纜中斷將造成多套保護設備退出運行，遙控命令無法下達等嚴重后果。

2.建設的必要性

新疆地區(qū)地域遼闊，資源豐富，全疆發(fā)展也很不均衡，國家正在加大對新疆的投資與開發(fā)力度，為新疆電網的建設也帶來難得的機遇，帶動了新疆電力通訊網絡的發(fā)展，同時也促進了超長站距的光纜建設的需求；雖然超長站距光通信技術已被國家電網成功應用于包括新疆在內的多個直流輸電、750kV及特高壓輸電系統(tǒng)的建設工程中，有很好的發(fā)展應用前景，但是由于以上各種原因，給光纜的維護管理工作帶來了很多不便，維護人員也缺少相應維護的工具和技術手段。因此，對超長站距光纜監(jiān)測系統(tǒng)的研究已顯得十分必要。

3.實現(xiàn)的目標

可對光纜進行24小時全天候自動監(jiān)測，同時實現(xiàn)對功率變化點（或故障點）進行定位，根據(jù)監(jiān)測結果進行分析比對，形成報表及圖形。

實現(xiàn)監(jiān)控中心異地遠程備援支持，使通信光纜發(fā)生故障時仍可以進行故障定位及告警轉發(fā)。將被動維護變主動維護，協(xié)助管理人員維護和全面掌握該光纜網絡狀況，提高光纖傳輸網絡運行的可靠性，為電力安全生產、高效穩(wěn)定運行的提供重要保障。

解決每年檢修測試時缺乏針對超長站距OPGW光纜的檢測工具和技術手段的問題。為超長站距的檢修測試提供光功率量測表、光特性量測比較表、光纖障礙告警統(tǒng)計報表等報表打印分析功能。

4.建設方案

4.1監(jiān)測原理

1）、高靈敏度光功率計

目前，適合于光纖通信系統(tǒng)應用的光檢測器有PIN光電二極管（PD）和雪崩光電二極管（APD）。雪崩光電二極管由于有20～30的倍增因子，它的靈敏度更高，因此更適合用于微弱信號的探測。本方案由于是超長距離的監(jiān)測，在光纖的接收端光信號會非常微弱，為了能夠探測到微弱的光信號，我們將采用雪崩光電二極管，使光功率計的靈敏度達到-70dBm以上。

2）、高功率穩(wěn)定光源

與通信信號不同，光功率監(jiān)測不能在線路中進行光信號的增益與放大。因此，為了配合超長距離的監(jiān)測，除了需要高靈敏度的光功率計，還需要高功率的穩(wěn)定光源，以增加監(jiān)測距離。

3）、高動態(tài)光時域反射儀（OTDR）

光時域反射儀是根據(jù)光在光纖中傳播時發(fā)生的瑞利散射和菲涅爾反射現(xiàn)象研究出的劃時代技術。光時域反射儀可以測量出光纖的特性曲線，從而分析光纖的各種事件點，如：熔接點、光接頭、彎曲等等，也可以準確地判斷出光纖斷裂的距離。因此，光時域反射儀被大量地應用于光纜線路的維護工作中。

在超長線路的兩端分別用OTDR對光纖進行量測的方式，測量的結果是兩條看似無關的光纖特性曲線，但實際上是一條光纖的二個部分。為了便于光纜維護管理人員查看，了解光纜線路的平均衰減、接頭損耗和熔接點損耗等物理性能參數(shù)，需要將這兩條特性曲線采用先進的數(shù)學技術“拼接”起來，像通常一樣用一條特性曲線表示光纖的特性。

4.2線路狀況

750kV哈密變到750kV塔下中繼站之間為超長OPGW通信光纜，長度為320km。

4.3監(jiān)測方案

在新疆750kV哈密變和塔下中繼站間320公里無中繼的超長光纜上，不改變現(xiàn)有網絡架構的情況下，利用備纖部署超長站距的光纜實時在線監(jiān)測系統(tǒng)。

1）在哈密變和塔下中繼站設置遠程監(jiān)測單元RTU各 1套；

2）主備網管系統(tǒng)，在光纜出現(xiàn)故障或通信阻斷的緊急情況下仍可迅速告警定位；

3）支持OTDR的雙向啟動測試及測試曲線合并分析；

4）實時在線監(jiān)測系統(tǒng)應最少占用備用光纖資源，節(jié)約寶貴光纜資源占用；

5）超長光纜長期全程損耗統(tǒng)計和維護檢修測試報表打印分析；

6）超長站距GIS/GPS/RFTS整合，解決檢修缺乏工具和技術手段的問題。

7）充分擴大系統(tǒng)的監(jiān)測覆蓋范圍，在監(jiān)測管理超長距光纜的同時，可通過升級擴容系統(tǒng)功能模塊，即可利用原有的兩側RTU站點監(jiān)測周邊的其它光纜通信線路。

4.4網管通道方案

RTU提供10/100M Base-T Ethernet接口，采用最通用的TCP/IP協(xié)議做通信組網，使用2M通道，通過協(xié)議轉換器轉換為Ethernet進行通信。

5.結語

新疆750kV哈密變到750kV塔下中繼站超長距光纜實時在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用解決現(xiàn)有通信網絡存在可靠性不高的問題，提高應急搶修處置能力，利于在新疆電網在輸電系統(tǒng)建設中推廣應用超長站距技術。

為新疆電力公司骨干通信網絡提供更加完善、可靠、穩(wěn)定的通信傳輸網絡，保證電力生產業(yè)務的安全、穩(wěn)定、可靠運行，為建設堅強、統(tǒng)一、和諧智能電網提供強有力的通信網絡保障。

本工程的解決方案對同類工程的實施應用具有一定的借鑒意義。

參考文獻：

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[3]Dostert K. Powerline communications[M].Prentice Hall PTR，2001.

作者簡介：

何寶影（1985-），女，吉林四平人，中級工程師，從事電力通信設計工作。