淺析南俄230kV變電站光纖通信設(shè)計

（中國重型機(jī)械有限公司，北京 100036）

淺析南俄230kV變電站光纖通信設(shè)計

廖興觀，鄭漢松

（中國重型機(jī)械有限公司，北京 100036）

文章依據(jù)老撾國家電力公司的通信系統(tǒng)的具體需求，在詳細(xì)分析各項要求的基礎(chǔ)上，完成了光纖通信系統(tǒng)的總體系統(tǒng)設(shè)計和具體業(yè)務(wù)傳輸實現(xiàn)設(shè)計。光纖通信系統(tǒng)適于高速寬帶、直接穩(wěn)定通信的需求，滿足老撾國家電力公司的調(diào)度、自動化信息、電能計量、故障濾波、行政以及為無人值班發(fā)展需要的工業(yè)監(jiān)控等通道要求，對現(xiàn)場的自動化信息、電能計量、調(diào)度業(yè)務(wù)等進(jìn)行實時傳輸，實現(xiàn)遠(yuǎn)程和現(xiàn)場的指揮調(diào)度、工業(yè)監(jiān)控等業(yè)務(wù)。

調(diào)度自動化；SDH；光纖通信系統(tǒng)；調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)；變電站；光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)；自動化信息

1 通信工程建設(shè)的必要性

本工程的系統(tǒng)通信方案按照系統(tǒng)通信發(fā)展規(guī)劃的要求，主要是完善和拓展通信網(wǎng)絡(luò)，考慮到系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行對通道的要求，需要開通南俄230kV變電站至老撾國家電力公司的調(diào)度、自動化信息、電能計量、故障濾波、行政以及為無人值班發(fā)展需要的工業(yè)監(jiān)控等通道，同時滿足南俄230kV變電站、欣赫230kV變電站以及納幫230kV變電站調(diào)度自動化和通信的需要。

2 通信現(xiàn)狀

南俄230kV變電站位于老撾人民民主共和國萬象省，根據(jù)一次系統(tǒng)推薦方案，本期南俄230kV變電站有兩回230kV出線接到納幫230kV變電站，兩回230kV出線接到欣赫230kV變電站。目前老撾國家電網(wǎng)有自己獨立的光纖通信系統(tǒng)，因此本工程將要建設(shè)南俄230kV變電站到納幫230kV變電站光纖通信和南俄230kV變電站到欣赫230kV變電站光纖通信，將南俄230kV變電站接入老撾國家電力光纖通信網(wǎng)。

3 調(diào)度自動化及調(diào)度管理

目前老撾國家電網(wǎng)有完善的調(diào)度自動化系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有多種通信規(guī)約，目前接入該系統(tǒng)主要采用CDT、101等規(guī)約與其通信。230kV南俄變電站為老撾國家電網(wǎng)的一個樞紐變電站，且老撾國家電力公司正在建設(shè)欣赫局調(diào)，根據(jù)本變電站的建設(shè)規(guī)模和在系統(tǒng)中的地理和作用，按照電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度，分級管理的原則，本變電站調(diào)度管理關(guān)系按欣赫局調(diào)、老撾電網(wǎng)總調(diào)二級調(diào)度，老撾國家電網(wǎng)公司管理考慮。

4 設(shè)計范圍及原則

南俄230kV變電站光纖通信系統(tǒng)設(shè)計，包括傳輸系統(tǒng)配置、接入設(shè)備配置、話路分配等，以及通信配套設(shè)施設(shè)計，包括通信設(shè)備的安置、配線設(shè)備及通信電源的配置等。根據(jù)主合同約定遵循有關(guān)中國國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程和規(guī)范。光纖通信系統(tǒng)性能指標(biāo)參照ITU—T/G建議。通信設(shè)備和光纜選型應(yīng)符合有關(guān)中國國家標(biāo)準(zhǔn)及通信系統(tǒng)的有關(guān)規(guī)定，注重質(zhì)量和可靠性。南俄230kV變電站本期新建一個通信站，擴(kuò)建擴(kuò)建納幫230kV變電站和欣赫230kV變變電站光纖通信站。建設(shè)的光纜路由為南俄230kV變電站接進(jìn)入納幫230kV變電站，光纜長58km（含進(jìn)站400米普通光纜），以及南俄230kV變電站接進(jìn)入欣赫230kV變電站，光纜長58km（含進(jìn)站400米普通光纜），光纜采用36芯OPGW光纜。

5 通信傳輸系統(tǒng)設(shè)計部分

（1）光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)。光纖電路南俄230kV變電站配置兩套（622M/155M 一體化）SDH設(shè)備，每套設(shè)備都以622M光路接入納幫230kV變電站和欣赫230kV變電站，主要板件按1+1配置，光口按1+1配置，2M電路板按1：1配置。相應(yīng)話路按照實際需要配置，實現(xiàn)南俄230kV變電站接入老撾國家電力通信網(wǎng)的要求，根據(jù)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，本工程建設(shè)的光纖通信電路采用SDH傳輸體制，傳輸容量為622Mbit/s，光端設(shè)備要求具備帶6～8個光口（含群路和支路）的能力。

（2）光纖數(shù)字電路性能指標(biāo)。本項目光纖數(shù)字電路指標(biāo)應(yīng)符合YD/T 5095-2005及ITU-T建議及相關(guān)中國國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程和規(guī)范，SDH網(wǎng)絡(luò)中任何STM-N接口上的漂移限值以最大時間間隔（MTIE）來規(guī)范，應(yīng)符合表1。

表1 STM-N接口的漂移限值表

（3）網(wǎng)管系統(tǒng)。本項目SDH網(wǎng)管系統(tǒng)的管理功能、網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、ECC功能以及協(xié)議棧等均符合ITU-T建議G.784、Q.811、Q.812。管理信息模型應(yīng)符合ITU-T建議G.784系列。

（4）通道組織原則及通道配置。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，調(diào)度電話、遠(yuǎn)動信息傳送應(yīng)設(shè)立兩個及以上不同路由的獨立通道，以滿足通信的可靠性要求。本站作為調(diào)度端數(shù)據(jù)網(wǎng)的接入層節(jié)點，以2個2Mb/s通道接入老撾國家調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)。本站至調(diào)度端的遠(yuǎn)動等的主要通道均利用調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的2Mb/s通道傳輸。

根據(jù)本站調(diào)度管理關(guān)系以及系統(tǒng)保護(hù)和調(diào)度自動化對通道的要求，有關(guān)通道配置如下：

南俄-國調(diào)中心的調(diào)度和管理層電話PCM1 2M×1

南俄-國調(diào)中心的調(diào)度和管理層電話PCM2 2M×1

南俄-欣赫230kV一回線路保護(hù)通道PCM1 2M

南俄-欣赫230kV二回線路保護(hù)通道PCM1 2M（專用光纖）

南俄-納幫230kV一回線路保護(hù)通道PCM1 2M

南俄-納幫230kV二回線路保護(hù)通道PCM1 2M（專用光纖）

南俄230kV變電站設(shè)置PABX電話交換機(jī)，至國調(diào)中心調(diào)度電話采用專用通信網(wǎng)絡(luò)接入老撾國家電網(wǎng)電話交換網(wǎng)的用戶線。

（5）光纖通信電路參數(shù)計算。按照光纖通信電路的路由方案，本工程622Mbit/s傳輸系統(tǒng)為南俄230kV變電站—欣赫230kV變電站和南俄230kV變電站—納幫230kV變電站兩個區(qū)段，光傳輸距離為32km和58km。根據(jù)YD/T5095-2005規(guī)定和傳輸系統(tǒng)的中繼距離，本工程選用單模G.652光纖，工作波長為1550nm，分別按STM-4光接口參數(shù)進(jìn)行計算。

衰耗受限距離采用下面公式計算：

L1=（發(fā)送光功率-接收靈敏度-工程富余度）/每公里損耗

色散受限距離采用下面公式計算：

L2= Md/D；Md表示最大色散；D表示光纖最大色散系數(shù)。

衰耗受限中繼段長度預(yù)算：

L= (Ps-Pr-Ac-Pp-Mc)/(Af+As)

式中：Ps：最小平均發(fā)射功率

Pr：接收靈敏度

Ac：光纖連接器衰減，取0.5dB/個。

Af：光纖衰減，取0.4dB/km(1310nm), 取0.25dB/km(1550nm)。

As：光纖固定接頭衰耗，取0.03dB/km。

Pp：光通道功率代價，取1dB或2dB。

Mc：線路富余度，取3dB。

經(jīng)過計算：L1=79.3km；L2=95.3km; L=71.4 km。計算結(jié)果滿足南俄230kV變電站光纖通信傳輸要求。

6 通信電源及其他

南俄230kV變電站設(shè)專用的通信機(jī)房及通信蓄電池室，所有通信設(shè)備安置在主控室通信機(jī)房內(nèi)，配置一排專用的通信屏位，通信屏的位置按照通信規(guī)程設(shè)計接地裝置。230kV南俄1變電站，本期新上2套高頻開關(guān)電源及蓄電池組，需供電設(shè)備包括：2套SDH設(shè)備，2套PCM設(shè)備，1套PABX設(shè)備。通信設(shè)備本期負(fù)荷約1128W，遠(yuǎn)景負(fù)荷約2016W，遠(yuǎn)景負(fù)荷電流值為42A。根據(jù)DL/T50447-2014標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行蓄電池容量計算，其中蓄電池后備時間為4h，蓄電池單體電壓值為2V，放電終止電壓為1.8V。下述公式中Ccho代表蓄電池容量，Kk為可靠系數(shù)(根據(jù)規(guī)定取值=裕度系數(shù)×老化系統(tǒng)×溫度修正系數(shù)=1.15×1.10×1.10≈1.4)，Icho為負(fù)荷電流（按照遠(yuǎn)景負(fù)荷42A計算），Kcho容量換算系數(shù)（根據(jù)規(guī)定取值0.224）。蓄電池容量計算如下：Ccho=Kk(Icho/Kcho)=1.4(42/0.224)262.5 Ah。

由以上計算可知，本工程蓄電池組容量取300Ah。遠(yuǎn)景通信負(fù)荷電流小于42A，蓄電池充電負(fù)荷電流約30A，總負(fù)荷電流約72A。在滿足N-1要求下，本工程電源容量采用120A（4×30A，其中90A作為通信設(shè)備和蓄電池負(fù)荷使用，30A備用）。即本期配置兩套高頻開關(guān)電源（4×30A）及兩組300Ah蓄電池組，可滿足單套電源和蓄電池組故障時全站通信使用要求。

從整個南俄230kV變電站通信系統(tǒng)設(shè)計來看，在滿足主合同約定的符合中國規(guī)范遵循ITU—T/G建議的前提下，完全滿足老撾國家電網(wǎng)的通信、調(diào)度及線路保護(hù)等業(yè)務(wù)要求，同時南俄230kV變電站通信站的完成，在滿足南俄230kV變電站自身調(diào)度通信的前提下，將使老撾國家電網(wǎng)調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)更加完善，進(jìn)一步保障老撾國家電網(wǎng)的運行安全。

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