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電力系統光纖通訊的發展和應用

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電力系統通訊時隨著電網的發展而建設起來的,近年來,電力通訊網已是電力通訊系統的重要組成部分,以下是小編蒐集整理的一篇探究電力系統光纖通訊發展的論文範文,供大家閱讀檢視。

電力系統光纖通訊的發展和應用

 摘要:上世紀80年代初諾貝爾獎獲得者,華人高錕在英國發明瞭光導纖維通訊技術,至現在已有30多年時間。光導纖維通訊----簡稱光纖通訊。光纖通訊的發明在有限通訊領域也算是革命性的技術變革。用光纖做成光纜通訊取代用銅線做成的通訊電纜,由於光纜通訊比銅線通訊電纜的通訊質量高、效果好被普遍應用。遼寧省電力有限公司於1988年投資建設錦州電廠---錦州董家500千伏變電站第一條光纜通訊至現在已有25年曆史。

關鍵詞:光纖通訊 光纜 電力通訊網

引言

由電廠、變電站、輸電線路、配電線路等各種電力裝置組成的電網。需要優質可靠的通訊手段,保證電網安全可靠供電。

電力系統通訊時隨著電網的發展而建設起來的,歷經更新換代、裝置升級,遼寧省電力有限公司專用資訊通訊網已初步完備,電力通訊網已是電力通訊系統的重要組成部分。

電力通訊網承載的業務主要有生產執行業務和事務管理業務兩大類。生產執行業務主要包括遠動資料採集、光纖保護、變電所影象監控、油色譜監測和排程電話等;事務管理業務主要包括行政電話、會議電視電話、排程MIS及辦公自動化等。

生產執行業務對通訊的實時性、準確性要求很高,事務管理業務種類多、變化快、通訊流量大。用光纖光纜建成的寬頻、高質量、高清晰度穩定可靠的電力通訊網路可以提高整個電力系統的安全管理和經營管理效率,因此,有必要使電力光纖通訊網路達到最優配置。

1、非金屬自承式光纜的應用

1.1 非金屬自承式光纜(ADSS)通訊的應用

錦州供電公司董家500千伏變電所至錦州電廠數字光纖通訊系統。該系統於1988年10月建成投入執行。該系統通訊裝置全部為國產。

光端機裝置是光纖通訊系統的主要組成部分,根據傳輸距離本系統採用多模1.3μm光纖及長波長LED----PIN組合。

系統在傳輸碼型上採用1B2B線路編解碼技術,通過執行數字和實現傳輸和實現傳輸線路自動實時監測和故障自動切換。特別適用於電力通訊網的高可靠執行。

1.2 系統引數及關鍵光電器

系統選擇1.3μm視窗,按照設計要求,光纜線路總長約7公里左右,今後隨電網發展,該通訊系統可擴容開通三、四次群(480ch、1920ch)的數字通訊和影象傳輸。

錦州供電公司董家500千伏變電所至錦州電廠的音訊通訊電纜(銅芯),在電力系統事故狀態下存在低點位升高燒損通訊電纜以及終端保險設施而造成通訊中斷。為解決這個問題,在該條通訊線路上採用非金屬自承式光纜ADSS。

位元率選擇為2048kbit/s,符合國際電報電話諮詢委員會CCITT建議要求,光端機介面碼型均採用HDB3碼,基群選擇單路編譯碼裝置,根據系統考慮,也可以直接光端機和數字程控交換機相聯成網,考慮今後擴容方案,可以有以下幾種:

(1)線路要求在30ch話路以下,可直接採用一次群光端機。 (2)線路要求在30~60ch話路之間,可以直接採用二主一備制式一次群光端機。

(3)線路要求在30~120ch話路之間,可以直接改成二次群光端機並增加二次群復接裝置。

本系統採用了1B2B光纜線路編解碼技術。由於光纖的傳輸頻寬較寬,將光纜線路上碼速率增加到4096Kbd,對本系統光路傳輸指標以及接收機靈敏度影響很小。通過編碼1B輸入的“1”碼交替地用“11”表示,輸入訊號的0碼分別用“10”和“01”表示。變換規則如圖3-3。

該光纜線路中傳輸的碼連“0”或連“1”數都不大於3個,定時分量豐富,基線漂移小,從長時間統計得知“1”碼出現的概率和“0”碼出現的概率完全相等,如果系統出現誤碼,即“1”誤判成“0”或“0”誤判成“1”,破壞了編碼規律可以通過執行數字和RDS電路來檢測出誤碼,當誤位元速率劣化到一定值時,發出切換訊號。

光電器件的選擇:光電器件在光纖通訊系統中佔有相當重要地位,它主要有光源和光探測器兩大類。結合該系統工程實際情況,光路指標分配、可靠性指標、錦州供電公司董家變電所至錦州電廠光纜通訊選擇了LED-PIN組合。

2、應用結果

錦州供電公司董家500千伏變電所至錦州電廠光纜通訊系統工程,屬於試驗性質工程,取得執行經驗後以便在東北電力系統推廣使用:

①1988年10月該工程竣工後投入執行,執行效果良好,很少故障。

②光纜通訊消除了電力系統事故時,因地位升高引起的通訊終端以及燒損通訊電纜的問題。

③光纜通訊被認定最適合電力系統應用,它比電力載波、有線、微波優點多。

3、錦州供電公司電力通訊網的現狀

隨著電網的發展和建設,錦州供電公司加大了對光纖通訊網的建設投入,目前錦州地區光纜通訊網較幾年前已經得到了極大的發展,錦州地區電力通訊網已經實現了由光纖、微波相互備用到光纖為主、微波備用的轉變,SDH、2.5G光纖通訊網覆蓋錦州供電公司下屬的'黑山、北鎮(溝幫子)、凌海、義縣、古塔、淩河、太和、開發區8個供電分公司。錦州供電公司所屬220KV變電站光纖覆蓋率達到了100%,66KV變電站光纖覆蓋率達到95%。

錦州地區電力通訊網是遼寧電力公司通訊網的一部分,由於遼寧電力公司下屬各市供電公司電力光纖通訊網發展與完善,使得遼寧電力公司對電網業務的通訊資訊化水平得到很大提高。

目前現執行的2.5G光纖通訊網已經逐漸步能滿足電網日益增長的頻寬需要,正在逐步向10G通訊環網升級進行改造工作,以滿足電網對通訊資訊傳輸的需要。

3.1 光纖通訊系統傳輸衰耗的計算方法

①衰耗限制:

衰耗限制的中繼距離計算式(L=(Pt-Pr-2Ac-ME-PP)/(a+as+mc))式中:Pt----光傳送機平均發光功率dBm;Pr----光接收機靈敏度dBm;Ac----活動聯結器衰耗(光傳送機與光接收機上各有一個活接頭,所以計算式中是2Ac,取Ac=0.5dB);ME----裝置富餘度(光終端裝置長期使用會出現老化,取ME=3dB);PP----光通道功率代價(它包括反射和色散代價,PP取=1dB);a----光纖的衰耗係數(取值決定於所供應光纜);as----平均每千米接續衰耗(每個熔接點的衰耗可以保證在0.05dB以下,光纜每盤長度2km,可取as=0.05/2dB);mc----光纜富餘度(光纜在長期使用中會發生老化,尤其是隨溫度環境的變化(主要是低溫),其衰耗係數會增加,所以必須留出一定餘量,取mc=0.1~0.2dB/km)

②色散限制

光源器件為多縱模鐳射器(MLM)式發光二極體是,中繼距離(L=ε/δλD(λ)fb)式中:δλ----光源的根均方譜寬(nm);D(λ)----所用光纖色散係數(Ps/km・nm);fb----系統的位元速率(bit/s)

當光源器件為單縱模鐳射器(SLM)時,中繼距離(L=71400/[dD(λ) λ2 fb2])式中:d----啁啾聲係數。對分佈反饋型(DBF)單縱模鐳射器而言,d=4~6Ps/nm;對量子阱鐳射器而言,d=2~4Ps/nm。D(λ)----所用光纖色散係數(Ps/km・nm);Λ----系統的工作波長上限(nm);fb----系統的位元速率(bit/s)

4、後記

光纖通訊與電纜通訊方式相比較:光纖通訊的優點很多,光纖通訊抗電磁干擾性很好、傳輸頻頻寬、通訊容量大、保密性好、光纖通訊的傳輸衰耗小、串擾小、訊號傳輸質量高、中繼距離長。

光纖的尺寸小、重量輕、便於敷設,而且耐化學腐蝕性強。其缺點是:光纖的彎曲半徑不能小,光纖通訊的分路,耦合比較麻煩,而且需要光電和電光轉換。

參考文獻:

[1]李中年 電力通訊 國防工業出版社 2009

[2]電力系統通訊雜誌1988~2011年各期