330 kV输电线路改造工程OPGW通信过渡方案典型案例分析

罗 迪

（国网陕西省电力有限公司经济技术研究院，陕西 西安 710065）

0 引 言

作为电力通信网的主要传输载体，光纤复合架空地线（Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire，OPGW）已经在35 kV及以上电压等级的电力输电线路中得到了广泛应用，并发挥着重要作用[1-3]。但是，随着电网建设的开展，难免会出现OPGW光缆线路开断、更换原有普通地线线为OPGW光缆或者更换原有小截面的OPGW光缆为大截面OPGW光缆等情况，造成原有通信电路中断[4]。在电路中断前，需要提前设计切实可行的OPGW光缆过渡方案，避免发生过渡方案不完善造成通信电路长时间中断影响电网安全运行的情况[5]。文章从工程实际的角度出发，结合工程实例，分析并研究典型的330 kV电压等级工程的OPGW光缆的设计要点，以期为今后的工程提供一定参考。

1 工程概况

某330 kV变电站配套光纤通信工程涉及OPGW光缆线路开断、更换原有普通地线线为OPGW光缆或者更换原有小截面的OPGW光缆为大截面OPGW光缆3种常见的典型情况。

1.1 改造前输电线路现状

330 kV甲乙线Ⅰ、Ⅱ回线路为同塔双回路线路。

1.2 改造前光缆路由现状

目前，原某特高压直流光缆在直流2967#塔与甲乙Ⅱ回线6#塔进行T接，特高压直流本体线路光缆为1根24芯OPGW光缆，其中24芯光缆为超低损耗光纤，承载国网一级（特高压）通信业务。原甲乙Ⅰ回线建设有1根24芯OPGW光缆，承载国网一级、省级三级网、地市四级网通信业务。通信业务方面主要承载国网一级10G甲变—乙变主用/备用电路、国网一级（特高压）2.5G甲变—乙变主用/备用电路、省网三级10G甲变—乙变主用/备用电路、省网三级2.5G甲变—乙变主用/备用电路、地网四级2.5G甲变—乙变主用/备用电路以及地网四级622M甲变—乙变主用/备用电路。光缆路由现状如图1所示。

图1 光缆路由现状

1.3 工程概况

拟将甲330 kV变电站—乙330 kV变电站双回330 kV线路（以下简称甲乙双回线）π入新建丙330 kV变电站，更换甲、乙变电站出线段的地线。该工程线路改造方案实施分为2个阶段：第1阶段，330 kV甲乙线Ⅰ、Ⅱ线路回停电，更换甲、乙变电站出线段的地线，光缆开断时间约1个月；第2阶段，330 kV甲乙线Ⅰ、Ⅱ回线路停电开断，将丙330 kV变电站π入，光缆开断时间约1个月。

具体光缆建设方案如下。第一，随新建π接线路架设4根光缆（乙变电站方向2根，甲变电站方向2根），同时光缆芯数均按72芯考虑。第二，由于乙变出线侧短路电流不能满足要求，需要更换乙变出线侧Ⅰ、Ⅱ回双回路共塔线路地线，均采用24芯OPGW，更换段光缆路由长度为2×6 km。第三，由于甲变出线侧Ⅰ回短路电流不能满足要求，需要更换甲变—甲乙线6#塔双回路共塔线路的2根OPGW光缆。其中，Ⅰ回采用48芯光缆（24芯为普通纤芯，24芯为超低损耗光纤），Ⅱ回采用48芯OPGW光缆（48芯为普通纤芯）。将原特高压直流T接光缆与I回线上的48芯OPGW光缆在甲乙线6#塔进行熔接，将原甲乙Ⅰ回线6#塔—π接点1根地线更换为24芯OPGW光缆，在原甲乙线6#塔与Ⅱ回线上的48芯OPGW光缆中的24芯进行熔接，将原甲乙Ⅱ线6#塔—π接点24芯OPGW光缆在原甲乙线6#塔与Ⅱ回线上的48芯OPGW光缆进行熔接。

2 方案设计难点

第一，特高压T接光缆承载的是国网一级通信电路业务，甲乙线上的其他光缆作为省级三级网主干通信电路，光缆的中断时间不能超过8 h。第二，甲乙Ⅰ、Ⅱ回线改造时需要拆除原有线路的OPGW光缆，然后在原有线路重新架设OPGW光缆，同时保证在施工过程中业务不中断。第三，光缆承载的是国网一级通信电路和省级三级网主干通信电路业务，通过省网迂回时需要大量的纤芯和电路容量，需要确保现有省网的光纤资源和电路容量能够满足要求。第四，在临近的110 kV线路或其他线路架设临时光缆时需要重新设计，并进行现场调查。该过程可能存在可行性不确定、工期不能配合以及建设费用过高等问题。第五，在可行性研究阶段和初步设计阶段，通信过渡方案设计深度不足，导致过渡方案投资可能不能满足实际需要。基于这些设计难点，需要采用特殊的设计方案，并结合施工技巧解决存在的问题。

3 通信过渡方案设计

对于新建的丙330 kV变电站双π接甲乙变的Ⅰ、Ⅱ双回线路，甲乙Ⅰ线承载业务包括国网一级同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）骨干通信网、国网特高压直流输电光传输系统、省网三级网以及地区四级网业务。根据国家电网公司规定，对于引起一二级骨干传输系统中断的检修工作，应将重要业务通道提前组织迂回。因此，将除国网特高压直流外的其他主用业务通过已有的110 kV光缆线路进行迂回，即通过乙变—丁变—戊变2×24芯光缆开通运行。经核实，剩余纤芯能够满足需求。临时过渡光缆距离为38 km左右，无须新增光路子系统。原特高压T接光缆与甲乙线Ⅱ回OPGW接续，设计的过渡方案将原特高压T接光缆在原T接点改为与甲乙线Ⅰ回接续，需要将甲乙线Ⅰ回24芯OPGW光缆更换为48芯OPGW光缆，其中24芯为普通光纤，另外24芯为超低损耗光纤。

原甲变—乙变方向国网一级10G电路需要在丙变完成跳纤，光缆路由长度由原来的33.8 km变为36.8 km（甲变—丙变330 kV线路长约14.2 km，乙变—丙变330 kV线路长约22.0 km，加上2×0.3 km站内引入光缆），原甲变—乙变国网一级10G电路采用“1+1”保护方式。通过计算可知，该光纤通信电路配置有9.7 dB富裕度，将丙变π入甲变—乙变后终期累计全程衰耗比原衰耗增加2.11 dB，富余度仍然充足，能够满足业务运行。临时过渡方案采用110 kV线路恢复业务（乙变—丁变—戊变—甲变2×24芯，过渡光缆长度为38 km），临时累计全程衰耗较原衰耗增加3.69 dB，富余度为6.01 dB，因此临时过渡方案可满足业务运行恢复。

该过程分为2个阶段。

（1）第1阶段，在330 kV甲乙Ⅰ、Ⅱ回线光缆开断前，需要将重要业务通过已有110 kV光缆进行迂回，更换330 kV甲乙Ⅰ、Ⅱ回线光缆，最后将国网特高压光缆T接点从甲乙Ⅱ回线改接到甲乙Ⅰ回线。具体过渡步骤如下。

步骤1：在330 kV甲乙Ⅰ、Ⅱ回线光缆开断前，将重要业务通过电路迂回，其中一级网10G电路、三级网10G/2.5G/622M电路、四级网2.5G/622M电路均割接至110 kV迂回光缆。

步骤2：开断330 kV甲乙Ⅰ回线的光缆，更换330 kV甲乙Ⅰ回线上需要更换的光缆，最后恢复新旧光缆的熔接工作。

步骤3：在8 h内完成330 kV甲乙Ⅱ回线上的国网特高压T接光缆的开断与330 kV甲乙Ⅰ回线上的更换后，恢复光缆的熔接工作，更换330 kV甲乙Ⅱ回线上需要更换的光并将新旧光缆熔接恢复工作。

（2）第2阶段，首先，在330 kV甲乙Ⅰ、Ⅱ回线π接开断点新建线路光缆架设，并在新建丙变电站内安装传输设备。其次，在完成第一阶段工作后，开断330 kV甲乙Ⅰ、Ⅱ回线。再次，将新建丙变电站内的传输设备接入相应的传输网络。最后，将迂回的重要业务倒回至原电路。光缆路由方案如图2所示。

图2 光缆路由方案

4 结 论

文章主要分析330 kV输电线路改造工程中OPGW光缆中断情况下的通信光缆的典型实例，研究存在的难点，如在初步设计阶段没有核实线路光缆承载的业务量和种类，不够重视光缆中断引起重要业务中断的问题，导致通信光缆过渡方案设计深度步不足等问题。在今后的工程设计时，需要结合工程实际情况提出切实可行的通信光缆过渡方案，保障工程顺利实施和电网安全稳定运行。