試論光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

楊樹興

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試論光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

楊樹興

（內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司烏海電業(yè)局 016000）

光纖通信技術(shù)作為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展出的新型技術(shù)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮出了越來越重要的作用。電力系統(tǒng)由功能型向智能型轉(zhuǎn)變是科技發(fā)展的必然趨勢，電力系統(tǒng)中調(diào)度、運(yùn)行維護(hù)及監(jiān)測等多元化管理將依賴通信技術(shù)的先進(jìn)性、可靠性。光纖通信環(huán)網(wǎng)的應(yīng)用為電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化、信息傳輸數(shù)字化提供了優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

光纖通信；電力系統(tǒng)；應(yīng)用

社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展促進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)的進(jìn)步，特別是廣大用戶對(duì)電能質(zhì)量提出更高的要求，因此電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行顯得愈發(fā)重要。電力通信網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)用光纖通信技術(shù)，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定性。

1 光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的必要性

1.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜的電力系統(tǒng)對(duì)通信技術(shù)要求更高

在進(jìn)行電力系統(tǒng)通信的過程中，需要使用的通信設(shè)備類型多種多樣，而不同設(shè)備之間的連接方式和信息傳輸轉(zhuǎn)換方式也各不相同，這種復(fù)雜的傳輸方式導(dǎo)致電力系統(tǒng)中通信結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成十分復(fù)雜，對(duì)于通信技術(shù)的要求也相應(yīng)較高。電力系統(tǒng)在進(jìn)行信息傳輸時(shí)常會(huì)用到例如中繼線傳輸和用戶線延伸等不同的傳輸線路，載波設(shè)備、微波設(shè)備這些設(shè)備都需要進(jìn)行設(shè)備轉(zhuǎn)接和信息交換，不同設(shè)備轉(zhuǎn)換信息的手段各不相同，這就導(dǎo)致整個(gè)電力通信系統(tǒng)中的信息傳輸手段多種多樣，基于這個(gè)情況，光纖通信技術(shù)以其大容量、高質(zhì)量和抗干擾強(qiáng)等特點(diǎn)，從各種通信技術(shù)手段中脫穎而出，成為了電力通信系統(tǒng)發(fā)展中不可缺少的一部分。

1.2 信息傳輸損耗低

現(xiàn)如今，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，為了縮小城鄉(xiāng)地區(qū)的差距，推動(dòng)數(shù)字電視的發(fā)展，電力企業(yè)就應(yīng)該建立完善的中繼站，形成封閉的電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)，從而使得各家各戶都能使用電力通信技術(shù)。比如，針對(duì)我國西部地區(qū)來說，為了形成電力通信網(wǎng)絡(luò)，就需要建設(shè)很多的傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，但是由于西部地區(qū)位置的特殊性，給電力通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)帶來了很大的難度，這也是一直以來我國電力企業(yè)面臨的難題。除此之外，我國很多偏遠(yuǎn)地方都在使用電纜或者銅線，這些傳輸網(wǎng)都比較傳統(tǒng)，無法滿足長距離的傳輸，同時(shí)，有的在短距離傳輸?shù)倪^程中也會(huì)出現(xiàn)信號(hào)中斷的現(xiàn)象，從而增大了中繼站建設(shè)成本，因此，我國相關(guān)政府應(yīng)該大力倡導(dǎo)光纖通信技術(shù)的應(yīng)用，從而減少通信使用成本，最終降低信息傳輸損耗。

2 電力通信中光纖通信技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 帶寬大、傳輸速度高

與傳統(tǒng)的銅線或者電纜相比，光纖通信技術(shù)具有帶寬大、傳輸速度高方面的應(yīng)用優(yōu)勢。目前，隨著信息時(shí)代的到來，人們對(duì)供電能力的要求越來越高，電力通信壓力越來越大，因此，電力企業(yè)就應(yīng)該適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需求，不斷提高電力信息的傳輸量，加大電網(wǎng)的全面數(shù)字化發(fā)展力度，并不斷提高其信息傳輸速度，從而滿足電網(wǎng)通信的穩(wěn)定發(fā)展。

2.2 超低損耗光纖

考慮到非色散位移單模光纖和波長段擴(kuò)展的非色散位移單模光纖的纖芯中含有Gel2等金屬氧化物，使光纖在傳輸?shù)倪^程中產(chǎn)生的損耗加大，所以在此基礎(chǔ)上研發(fā)了超低損耗春閨光纖，其在衰減性方面的優(yōu)勢使網(wǎng)絡(luò)冗余和光信噪比等都得到了提升，所以在跨段中應(yīng)用的可行性更加突出，在提升電網(wǎng)的安全性、經(jīng)濟(jì)性等方面具有積極的作用。

2.3 抗干擾、腐蝕性

一般情況下，一對(duì)光纖就能夠滿足幾百路甚至幾千路通過，抗干擾能力極強(qiáng)。

與此同時(shí)，光纖通信技術(shù)還具有很高的安全性，不僅具有屏蔽雷擊、保護(hù)其他電力線路的功能，又有抵抗外界物質(zhì)帶來的腐蝕性，從而降低信息與數(shù)據(jù)在傳輸過程中的破壞幾率。

3 光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 光纖保護(hù)

電力系統(tǒng)中的線路保護(hù)和繼電保護(hù)由過去的電傳導(dǎo)復(fù)用轉(zhuǎn)為光傳導(dǎo)復(fù)用。例如1條220kV的線路，高頻通道需要專用的收發(fā)信機(jī)，采用載波機(jī)復(fù)用保護(hù)、相-相、相-地方式；光纖通道直接點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，采用PCM復(fù)用方式，經(jīng)過OPGW傳輸更經(jīng)濟(jì)，更可靠、維護(hù)費(fèi)用低。在繼電保護(hù)功能上，傳統(tǒng)的電時(shí)分復(fù)用擴(kuò)容能力差，難以滿足通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需求，而光纖通信網(wǎng)絡(luò)擁有200mm可用寬帶資源，數(shù)據(jù)傳輸迅速、可靠。馬鋼能源管控中心電力系統(tǒng)光纖通信環(huán)網(wǎng)，運(yùn)行速率達(dá)到了2.5GB/s，構(gòu)成企業(yè)內(nèi)部各個(gè)變電站子系統(tǒng)能夠緊密聯(lián)系的局域網(wǎng)絡(luò)，此外，光纖通信網(wǎng)絡(luò)是與供電局調(diào)度中心聯(lián)絡(luò)的主要通道，進(jìn)一步提高了整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

3.2 自承式光纜

在電力通信中，光纖通信技術(shù)的應(yīng)用最常見的就是自承式光纜。自承式光纜主要是利用高壓輸電線的桿塔來架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，它主要是被用在山谷、江河、雷電集中區(qū)域的光纖中。自承式光纜的應(yīng)用優(yōu)勢有很多：①自承式光纜的技術(shù)具有很高的技術(shù)性保障，不容易受到其他因素的影響；②機(jī)械性與環(huán)境性是自承式光纜的另一個(gè)優(yōu)良性能，即使受到?jīng)_擊也不會(huì)出現(xiàn)異常問題。

3.3 光纖復(fù)合相線

根據(jù)我國目前的電力系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)在，架空地線可能還不是必須的，但是相線一定是必不可少的，只要在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)相線結(jié)構(gòu)中加入光纖，就構(gòu)成了光纖復(fù)合相線結(jié)構(gòu)，將光纖通信技術(shù)應(yīng)用到了電力系統(tǒng)中，從這個(gè)角度看光纖復(fù)合地線與光纖復(fù)合相線結(jié)構(gòu)上有相同之處，但是這兩種結(jié)構(gòu)在工作原理上卻完全不同。光纖復(fù)合相線利用的是電力系統(tǒng)本身的資源，對(duì)系統(tǒng)中的資源、線路和性能進(jìn)行整合，以這種工作方式保證電力系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)調(diào)。在目前我國電力系統(tǒng)中，通常用光纖復(fù)合相線代替?zhèn)鹘y(tǒng)的三相電力系統(tǒng)中的一相，然后組成新的三相結(jié)構(gòu)，這種方法既保證了原來系統(tǒng)額完整性，又大大提升了電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量和數(shù)量。

3.4 光纖復(fù)合地線

光纖復(fù)合地線（OPGW）作為目前我國電力通信系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的一種光纖，具有的最明顯優(yōu)勢就是在使用過程中的高可靠性，基本不需要進(jìn)行維護(hù)。通常光纖復(fù)合地線也被稱作為地線復(fù)合光纜或光纖架空地線等，但是這種光纖通信技術(shù)最大的缺點(diǎn)就是投入成本非常高，不適合大面積使用，常見用于新建線路或舊線路的更換地線時(shí)，所起到的主要功能有作為整個(gè)線路的防雷線和在地線中進(jìn)行所有的信息傳輸兩方面。光纖復(fù)合地線技術(shù)既能夠滿足架空地線的需求，同時(shí)也對(duì)光纖進(jìn)行了很好的保護(hù)，進(jìn)而提升了整個(gè)電力通信系統(tǒng)的可靠性和安全性。光纖復(fù)合地線的發(fā)展對(duì)我國電力通信系統(tǒng)的發(fā)展具有十分重要的意義，這種通信技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)志著我國電力傳輸系統(tǒng)的傳輸容量在進(jìn)一步提升，架空線路的高壓化和高自動(dòng)化進(jìn)程加深。針對(duì)于我國地域遼闊，電力傳輸線路廣泛的現(xiàn)狀，光纖復(fù)合地線技術(shù)將會(huì)越來越多的被應(yīng)用于電力系統(tǒng)的發(fā)展中。

4 結(jié)語

總而言之，光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，也日趨成熟，在確保電力信息傳輸安全的同時(shí)，提高了電力系統(tǒng)通信的質(zhì)量和能力，為企業(yè)的發(fā)展提供了技術(shù)支撐。當(dāng)然，隨著科技的不斷進(jìn)步，通信設(shè)備的更新?lián)Q代，將會(huì)使電力系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)更加完善，更加穩(wěn)定安全，同時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也會(huì)更有寬廣的應(yīng)用前景。

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optical fiber communication technology, as a new technology developed by modern science and technology, has played a more and more important role in power system. The transformation of power system from functional to intelligent is the inevitable trend of the development of science and technology.The diversified management of dispatching, operation, maintenance and monitoring in electric power system will depend on the advanced nature and reliability of communication technology. The application of optical fiber communication ring network is power system networking, information sharing standardization and information transmission.Digitalization provides an excellent network platform.

optical fiber communication; power system; application

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.10.052

TN929.11

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1672-9129(2017)10-0046-02