關于二次光纜優化與戶外智能匯控柜的選型

胡昌生

江西省電力設計院，江西南昌 330096

0 引言

光纜是實現光信號傳遞的一種通信路線，它是信息傳遞的重要通道。在光纜的鋪設過程中，兩個變電站之間或者室內與室外之間的光纜應該如何進行連接，才能夠降低成本，實現二次光纜優化，這具有重要的研究意義。本文提出了變電站光纜連接的兩種方案，并通過比較得出更為經濟可行的方案，在此方案的基礎上進行整合，實現二次光纜的優化。本文還探討了戶外智能匯控柜的選型方法。

1 光纜連接的兩種方案及比較

根據變電站的布置方式，可以得到三種光纜連接方式：第一，智能匯控柜和集中式保護柜、測控柜等戶內設備的連接；第二，在二次設備室中不同屏柜之間的連接；第三，在同一屏柜中二次設備之間的連接。在這三種光纜連接方式的基礎上，本文提出了下面兩種變電站之間的光纜連接方案：

方案1：每間隔戶外配電裝置分別拉光纜至戶內集中式保護柜、線路測控柜、母線保護柜、GPS 柜等各個相關設備；在二次設備室內屏柜之間選用尾纜通過光纖配線架進行連接；屏內設備則可以選用光纖跳線進行連接；因為220kV 線路間隔采用常規計量表，所以選用電纜進行連接，不用尾纜連接。

方案2：每個戶外配電裝置分別拉兩根光纜至集中式保護柜設備中；在二次設備室內屏柜之間采用尾纜通過光纖配線架連接，進行中轉連接；屏內設備采用光纖跳線進行連接。220kV 線路間隔采用常規計量表，同樣不使用尾纜，直接用電纜連接。

上述兩種方案的主要不同點在于智能匯控柜與戶內屏柜的連接方式，一種是在每間隔戶外GIS 智能匯控柜中分別拉2條24 光纜到集中式保護柜，再從集中式保護柜轉接至測控柜、母線保護柜和GPS 柜等。另一種是直接從戶外GIS 智能匯控柜中連接戶內的各個屏柜，連線比較簡單和方便。將兩種方案進行比較，可知第二種方案易于維護，便于施工，節省光纜，優勢比較明顯。下面就方案二進行光纜優化整合方面的探討。

2 光纜優化整合

2.1 光纜的多芯整合

對光纜的多芯進行整合時，可以將每面就地柜熔出或跳出的光纖聚合在一起，僅遵循雙套保護相關設備分開的原則，選擇2 根多芯光纜連接至戶內集中式保護柜，至母差等公用設備的光纖通過尾纜連接。戶內屏柜之間也可以將起止點一致的多芯光纖聚合至同1 根分支光纜。

按照這樣的原則，每個雙重化配置的間隔，就地戶外GIS智能匯控柜至戶內集中式保護柜采用2 根光纜；戶內集中式保護柜采用尾纜轉接至到母線保護I、II 柜。每個單重化配置的間隔，就地到戶內集中式保護柜采用1 根光纜；戶內集中式保護柜再轉接至母線保護柜。

2.2 光纜的設備配置整合方案

一般有220KV、110KV 和10KV 三種設備配置方案，下面主要討論220KV 設備的配置方案。

針對220kV 線路、母聯以及主變進線間隔，每個戶外GIS智能匯控柜布置雙套智能組件，主變本體智能終端采用智能控制柜，布置單套智能組件。針對220kV 母線間隔，每個戶外GIS 智能匯控柜布置雙套智能組件。220kV 采用集中式保護裝置。220kV 線路、母聯間隔雙重化配置。220kV 線路間隔配置一面線路測控柜。母聯間隔配置一面測控柜。220kV 母線配置2 面母線保護柜。

經過光纜整合優化，室外部分的每個間隔可以敷設2 根24 芯光纖，留有足夠的光纖備用芯。至本柜內設備采用ST-ST光纖跳線，運行和維護比較簡單，更換比較方便。

2.3 光纜的敷設

光纜的敷設可以采用專用槽盒，以便與控制電纜、電力電纜進行隔離。戶外光纜敷設采用光纜纜溝敷設方案，光纜采用槽盒敷設于光纜溝內。在保證敷設斷面光纜、光纜數量的前提下盡可能減小光纜通道截面積，以減少工程量。GIS 室內電纜溝通道，在滿足光纜敷設容量要求的前提下，建議采用光纜槽盒，光纜槽盒需根據工程環境條件滿足防火和耐腐蝕等要求。

3 戶外智能匯控柜的選型

智能控制柜柜體按控溫方式不同，可以分為風扇散熱型、戶外熱交換器散熱型及戶外空調制冷型。風扇散熱型的噪音比較低，可以進行散熱備份，而且結構簡單，能減低重量和成本，但是內外循環沒有隔離，不好控制濕度，油煙容易堵塞，空氣中的硫化物等污染無法隔離。戶外熱交換器散熱型的散熱效果好，防護等級高，但是成本比風扇散熱型的高，噪音也相對較高。戶外空調制冷型的散熱效果良好，防護等級高，但是同熱交換器型比成本較高，噪音相對風扇型偏高。

從技術功能角度出發，應當選取戶外熱交換器散熱型和戶外空調制冷型，再從經濟角度出發，應當選取成本更低的熱交換器散熱型。

4 戶外智能控制柜柜體實現方案

智能控制柜柜體按控溫方式不同，分為風扇散熱型、戶外熱交換器散熱型及戶外空調制冷型。上述三種類型分別具有各自的特點，三者比較詳見表5.3.1-1。

優點 缺點風扇散熱型1.噪音相對低2.可進行散熱備份3.結構簡單，可降低重量，成本1.三年需要一更換 2.內外循環無隔離，濕度不好控制3.油煙容易堵塞，空氣中的硫化物等污染無法隔離

戶外熱交換器散熱型1.散熱效果好 2.防護等級高（內外循環隔離） 1.成本比風扇方案貴2.噪音相對風扇偏高戶外空調制冷型散熱效果良好（制冷）防護等級高（內外循環隔離）1.成本相對熱交換器稍貴2.噪音相對風扇偏高

綜上所述，戶外GIS 智能匯控柜建議采用戶外熱交換器散熱型柜體。

5 結論

針對方案2 的連接方案，進行了大量的光纜整合優化。整合以后的方案縮短了安裝和調試周期，提高了工作效率，提升了整個二次光纜系統的集成度及經濟合理性。根據不同地區環境條件及智能組件對運行環境的要求，得出戶外智能匯控柜選型的方法。

[1]韓本帥.智能變電站光纜聯接方式優化研究[J].電工技術，2013.

[2]宋璇坤.新一代智能變電站整體設計方案[J].電力建設.2012(11).