光纤通信技术在电力网中的应用分析

黎林

摘 要:随着我国智能电网建设的逐步开展,电力工业得到了深入的发展,通信与计算机领域的新技术在电力工业中不断得到应用,这就对电力通信网络的传输容量和可靠性都提出了更高的要求。光纤通信具有容量大、扩建方便、可靠性高的特点,因此适应当前电网发展的趋势,必将成为21世纪电网中主要的通信手段。本文总结了光纤通信技术的现状,提出了电力通信网络传输要求及解决方案,对光缆在电力通信系统中的应用进行了分析。

关键词:光纤通信电力网应用分析

中图分类号:TN915 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(a)-0012-01

光纤通信方式具有容量大、衰减度下,抗干扰能力强的特点,非常适合远距离传输大量的信息,因此在电力行业中得到了广泛的应用,在电力系统中建立现代光纤通信网络可以覆盖全国电力网络,并且具有较高的可靠性和易于维护的特性,同时利用原有的包括500kV、330kV、220kV和110kV线路及低压配电线路可方便地架设特种光缆,避免了大量的重复基础设施建设,同时也提高了通信的可靠性,优化配置了国家资源。因此,光纤通信技术在电力行业中具有广泛的应用前景,本文对光纤通信技术在电力网中的应用进行了分析。

1光纤通信技术的现状

光纤通信技术的进步促进了光纤通信的发展,当前,光纤通信的应用范围已非常广泛,光纤技术大致可分为以下几种。

1.1 波分复用技术

作为一种充分利用单模光纤原理降低宽带损耗的新型技术,波分复用技术的实质是根据每一道光波长度的不同而划分光纤的低损耗窗口,同时将光波作为输入信号的载波,通过波分复合器完成不同波长信号的合并及传输。由于可将不同波长的光载波信号近似看成是相互独立的,因此一根光纤中可出现用于复用传输的多路光信号,即一根光纤可完成多信号的复用传输的功能。自20世纪90年代开始出现光波分复用技术后,光纤能够传输的容量就大大提高了,此后为解决光纤远距离传输的问题,出现了密集波的分复用技术,采用该技术的光纤通信系统极大地增加了每对光纤的传输容量,同时也有效地解决了光纤通信网经济性的瓶颈问题。当前商用的密集波分复用技术光纤通信网的传输容量可达800Gbit/s,且以20Gbit/s为基础的光纤通信系统也已成为核心网的主流,相应的传输距离也从600km大幅扩展到3000km以上。

1.2 光纤接入技术

作为光纤通信网络的末端,光纤接入技术确保了用户接入的可靠性和数据传输的完整性,是满足千家万户接入光纤通信网络的关键技术。通常根据光纤所到达位置的不同,可将其分为FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的应用,统称FTTx。

FTTH是光纤宽带接入的最终方式,它提供了全光的接入,因此可以充分利用光纤的宽带特性实现用户的宽度接入的要求。自2003年以来我国已推动了多个“863”项目,在30多座城市建立的相应的试点网络,用户群包括企业、居民、网吧等多种类型,也开发出了运营商主导、大型企业主导及政府主导等多种运行方式,具有良好的发展势头,同时不少城市还对FTTH的技术标准和建设标准进行了修订,制定了相关的优惠政策,这些都为FTTH在我国的发展创造了良好的条件。

2力通信网络传输要求及解决方案

2.1 高可靠性

电力通信的主要特点是要求具有较高的可靠性,即使在大风、大雪等强力的外力破坏下也能保持良好的传输性能,光纤通信的传输质量高,传输信号在光芯内部进行传输,不会受到外部自然环境的影响,性能特别稳定,尤其是具有良好的抗电磁干扰性能,适用于电力系统中所有电压等级的电力网,且具有一定的自愈功能,在无人干预的条件下能够迅速恢复通信,保障了信息的安全性。

2.2 易于扩展性和投资效益性

随着电网企业的不断发展,企业对经营的经济性要求越来越高,电力通信系统的配置需要综合考虑网络的扩展性、系统的复杂性及设备可承受能力等因素,因此要求采用一种十分兼容的通信方式,减小电力通信的重复投资建设,利用简单易行的扩容方案即可降低网络传输的维护成本,且具有良好的互操作性,减小因设备互连而存在的问题,提高企业投资效率。

3光缆在电力通信系统中的应用

当前电力行业中特殊光缆的制造机工程设计技术已经非常成熟,特别应用了OPGW和ADSS技术后,国内电力特殊光缆已进入了大规模应用阶段。依托于电力系统固有的线路资源,特种光缆避免了路由协调和电磁兼容等多方面与外界的矛盾,具有很大的灵活性,掌握了通信系统建设的主动权。

3.1 应用光缆

通常光纤复合架空地线采用光纤的方式传输信息,即0PGW。由于电力传输线路采用了可通信的光纤单元,因此0PGW是输电线路和通信光缆在架空地线上的结合,融合了光纤通信技术及输电技术,具有地线和通信的双重功能。安装过程非常简单,能够同时完成通信线路和输电线路的建设,在35kV及以上的电网中得到了广泛的应用,但也具有受其他因素影响较大的影响,因此其多在新建的线路上进行应用。

3.2 工程设计和实现

一个完整的通信网络通常包括以下3个部分:即传输部分、交换部分和接入部分。传输部分作为一个综合的传输平台,是整个通信网络中最重要的部分,传输层的安全稳定性直接影响整个网络的正常运行及功能的扩展,所以应首先构建可靠的传输层网络,然后再完成各种设备和功能的接入。

光纤通信网络通常采用链形、环形及环带链型的拓扑结构,因线路间距不同而采用STM1、STM4及STM16的传输速度,设备具备了双纤单向的保护通道及与传输设备相配套的接入装置,能够完成话音及以2Mbit/S的通道连接任务。在光纤的建设上由于电力系统中具有广泛的输电线路,因此通常采用自承式的光缆进行安装,此种光缆具有价格便宜,无须停电优点,通常在220kV以下的线路中使用,光缆通常采用6芯、8芯、l2芯、l6芯、24芯、48芯的形式,在资源分配中通常采用中兴和华为的设备,少数为萨其姆的设备。

4电力通信系统光缆日常维护

4.1 电缆遭受雷击的主要原因

由于输电线路和光纤通信是同期建设的,因此在输电线路的顶部通常架设着光纤通信。输电线路周围的地貌十分复杂,且杆塔都是架设在一定高度上的,因此光纤通信将会遭受到雷击的影响,对其安全稳定运行带来了巨大的隐患,也严重威胁输电线路继电保护系统的可靠运行,因此应采用优化设计的防雷方法,提高高压输电线路的防雷避雷能力。

4.2 电腐蚀的主要原因

(1)悬挂点误差。光纤通信方式中的光纤悬挂点若高出其所要求的标准位置,则会导致光纤承受非常大的电场强度,远远高于设计标准,进而引发了光纤表明的电腐蚀。(2)“干带电弧”是造成光纤表面发生电腐蚀的另一个主要原因,由于电弧会产生较高的热量,因此会导致光纤外套表面的温度升高,从而产生了树枝化的电痕,最终造成电缆燃烧事故的发生。

5结语

作为电力系统中信息传输的重要组成部分,光纤通信为电力系统提供了大容量、远距离的可靠通信方式,对整个电力系统的安全稳定运行具有重要的意义,应进一步加强光纤通信技术在电力系统中的应用研究,确保电力系统信息的安全稳定传输。

参考文献

[1] 刘增基.光纤通信[M].西安:西安电子科技大学出版社,2008.

[2] 邢道清,王浩.电力通信[M].北京:机械工业出版社,2009.