一种创新的输变电基建工程光通信设计方案应用研究

芦 静，吴云杰，刘 源，李华生

（1.国家能源集团九江发电有限公司，江西九江 332100；2.兰州理工大学，甘肃兰州 730000；3.国网江西省电力有限公司建设分公司，江西南昌 330043；4.国网江西省电力有限公司九江供电分公司，江西九江 332000）

0 引言

在10 kV及35 kV不接地系统中，当发生单相接地故通信系统是能源互联网的基础，新型数字基础设施建设[1，2]对通信网接入的带宽、传输速度等技术经济指标提出了新的要求。而在工程建设阶段，通信网的接入往往滞后于主体工程的建设[3，4]，施工通信网络多依赖于租赁公网等手段解决，在竣工阶段才会着手正式通信网的施工。这样的做法增加了公网租赁费用，同时租赁的公网带宽受临时措施费用的影响可能存在不满足施工阶段通信容量需求的问题，尤其是在 BIM 技术[5，6]、三维设计成果应用[7]、智慧工地建设[8，9]等方面，若能在工程开工后同步接入永久通信网，将为信息化、智能化施工提供便利条件，同时节省大量的临时通信网络租赁费用。

以国家电网公司为例，各级管理部门为进一步提高基建工程管理水平，以信息化手段支撑基建专业化管理，要求在110 kV及以上电压等级的变电工程中实施施工现场视频接入，并下达了相关工作规定和指南[10]。然后实际实施情况较为复杂，国网公司指南只对工程前期视频接入方案进行了典设，并未充分考虑工程建设进度、建设方案对通信系统的影响[11，12]，同时对工程后期变电站各应用系统联调的需求和通信投资利用等问题也没有具体明确。

本文结合某新建220 kV变电站基建工程，根据现场实际情况，综合考虑设计条件，旨在对通信系统最终方案和过渡方案的可行性、成本、工程建设进度等问题，提出一种创新的光通信工程建设方案，并进行对比研究，为提升电网基建项目建设过程管控和后期自动化调试提供有力支撑。

1 光通信建设目标与问题

1.1 光通信建设目标

保证某新建220 kV变电站安全、稳定接入江西省电力光传输网和九江电力光传输网，保障变电站建设过程中视频监控传输、自动化系统调试、保护通道调试和其他通信业务能够安全、顺利进行，同时尽量减少对原有通信系统正常的影响。

1.2 目前光通信工程建设存在问题

1）重要破口线路通信过渡方案切换时间较长

在变电站建设项目中，新建线路光缆和破口线路光缆的通信方案存在着差异，破口线路光缆需要考虑通信过渡方案，尤其是在220 kV及以上电压等级的线路上破口光缆，通常会涉及到网调、省调和地调的各种通信业务，根据《江西电力系统通信检修管理规定》重要通信业务要求在8 h内恢复，普通通信业务要求在48 h内恢复，而光缆破口和两端光传输设备的调试都需要较长的时间。

2）通信投资利用率低

通常在变电站建设过程中会采用租用电路或自建光缆的方案，租用电路的最小期限通常是1年，在项目建设完成后，租用电路就直接取消，而调试使用时间通常还不到2个月，自建光缆在项目建设完成后因无明确用途，通常也是废弃，投入资金得不到有效利用。

2 实际项目应用主要做法

2.1 实际项目概况

某220 kV输变电工程本期建设规模为：180 MVA主变压器2台；220kV出线4回（由两回220kV线路破口接入），分别至某电厂2回、某220千伏变电站一1回、某220kV变电站二1回；110kV出线3回，分别至某220kV变电站一、某220kV变电站二、某110kV变电站三各1回，接入系统简图和线路路径示意图如图1、图2。

图1 某220 kV变电站新建工程接入系统简图

图2 某220 kV输变电工程线路路径图

2.2 通信基本需求情况

某220 kV新建变电站施工视频监控需要接入省公司视频监控管理平台。该新建站投运后接受省调和地调的调度管理，需要配置相关的通信设备接入省电力光传输A、B网和地市电力光传输网。

为减小该变电站投运时对电网运行的影响，电网调度部门要求线路破口顺序安排如表1所示。

表1 该新建变电站配套线路施工破口顺序表

线路破口方案[13]带来一个问题：某220 kV线路一破口接入该新建变电站后，有一个带电试运行的阶段（约15天），而此时该新建变电站没有任何可用的通信链路，如何保障试运行阶段调度自动化系统和线路保护数据传输安全、可靠，成为本次通信工程考虑的重点。

2.3 具体实施方案

在综合考虑通信系统最终方案和过渡方案的可行性、成本、工程建设进度等问题，确定在项目开始之前，新建1根从某汽车充放电站至该新建工程项目部的ADSS光缆[14]，作为整个通信方案的实施保障，光缆建设示意图如图3、图4。

图3 通信方案光缆建设示意图

在该光缆建设后，利用某汽车充放电站原有的冗余纤芯与新光缆跳接，形成省网、地网现有通信节点至该新建变电站工程的通信链路，为该变电站投运前调试、试运行阶段提供可靠的通信保障。

图4 光缆建设后该新建变电站工程的通信链路

2.4 方案对比

无线公网租用方案可以用于施工视频接入，但是不满足试运行阶段二次安全防护要求和保护传输要求，因此本工程不考虑该方案[15]。

无线公网租用方案可以用于施工视频接入，但是不满足试运行阶段二次安全防护要求和保护传输要求，因此本工程不考虑该方案[16]。

表2 无线公网租用方案与本工程自建光缆方案对比

3 实际效果

通过精心设计、有效沟通、合理安排工程施工进度等举措后，本通信方案在实际项目中取得了良好的时间效益、安全效益和投资效益：

采用该方案在线路光缆破口时可以有效缩短光通信系统两端通信节点光传输设备的调试时间，可将原来6～8 h的调试时间压缩到1～2 h以内。

OPGW光缆的快速切换、投入运行，极大提高了通信链路的可靠性，通信网的安全性和稳定性得到保障。

可节约6至8万元的公网租用费用，光缆建设后同时作为位于该新建站（西北）部地区已运行的某变电站和汽车充放电站的第二通信链路一直保留运行。

4 结语

每个工程都有其特殊性，例如变电站的地理位置、周边的通信资源、方案的实施难度等都不尽相同，因此前期现场勘察一定要全面和细致、与通信运行管理部门的沟通要及时，确保通信过渡方案、最终方案都能够顺利实施。

在项目建设进度安排过程中，通信物资到货的协调、设备安装调试进度把控也比较重要，可有效的缩短调试周期，提高工作效率。