光纖通信在電力通信中的應用

閆治奇

摘 ?要：隨著當前我們國家制造業的不斷完善以及發展，以及我們國家工業化體制發展程度的不斷成熟，用電量的加大作為從側面證明我國生產制造業發展的一個標志正在成為一個不爭的事實。電力能源系統作為工業制造的基礎，必須要在技術上獲得更強大的發展，才會給我們國家的經濟發展提供更加強有力的支持。這也是我們國家經濟騰飛的必經之路。分析現階段我國電力工程施工建設基本情況，施工單位建設了大量的變電站，為確保電力系統的穩定性，電力企業采用光纖傳輸技術對于電網信號進行傳輸，極大地提升了電力系統運行、信息傳輸的穩定可靠性。

關鍵詞：智變電站 ?繼電保護 ?光纖

中圖分類號：TN929 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）12（b）-0005-02

1 ?光纖通信技術優勢

首先，光纖傳輸具備強抗干擾能力，光纖通信不同于傳統電纜通信方式，光纖通信會應用到較多的光纖材料，該材料的原材料為石英，有著非常強的絕緣性能，光纖在工作期間便可以在絕緣性能發揮之下有效規避磁場對于電能輸送線路與設備運行的不良影響，使得電能在發電、輸電、變電、配電過程中產生的繼電保護及運動等信號可以保質保量的傳輸到相應地方，減少電網發生風險。

其次，光纖通信具備很大的帶寬和高效的傳輸速率。光纖通信依靠光波在光導纖維中的反射來傳輸信號，光纖的損耗極低，特別是在光波長為1.55μm附近，石英光纖損耗可低于0.2dB/km，無中繼可傳輸100km以上。

最后，光纖傳輸技術成熟，穩定可靠。從1986第一條光纜在美國亞特蘭大年投入商用以來，隨著信息技術傳輸速度三十多年的發展日益更新，光纖技術已得到廣泛的重視和應用，已經形成了國際統一的傳輸標準和接口規范，不同品牌、不同廠家設備接口統一，可以輕松做到相互兼容和適配。變電站綜合自動化是電網調度自動化的基礎和信息來源之一，信息的正確采集、預處理、可靠的傳輸與合理的利用是綜合自動化的目標，通信設備、自動化設備等不同類型的上下游設備也可以通過FC、LC等光線接口自由連接。

2 ?光纖通信的應用方式

2.1 專用光纖通信

該種通信方式可以在變電站之間采用專用光纖通道的構建，此方式一般用于線路繼電保護裝置之間通過光纖直接連接，受到保護裝置實際發光功率、收光靈敏度、光纜線路衰耗等一系列因素影響，此方式連接傳輸距離基本不超過100km。具體應用專用光纖通信方式時兩端變電站繼電保護裝置通過尾纖和光纜的配線終端ODF相可靠連接，一般會使用兩芯（一收一發）。此方式是將信號發送和接收端的保護裝置直接以光纖連接，中間無任何傳輸裝置，信號以光速傳輸是專用通信方式的應用優勢，主要為繼電保護可靠性明顯增強，信息傳輸過程中的中間環節減少，缺陷在于帶路操作期間，要進行光纖帶路保護、本路保護的多次切換，并且接頭插拔次數較多，損壞風險大[1]。

2.2 復用光纖通信

該通信方式的組成部分主要為縱聯保護的各個光纖，以此在所有光纖作用共同發揮之下，便可以對變電站信號有效的傳輸，具體實現方式為兩端站點的業務裝置將信號傳出一般為標準的2.048Mbit/s的信息，通過光端機標準的2M接口復用交叉為光信號，經光纜傳送至對端站光端機解復用，逆向恢復信號。該方式不需要考慮業務裝置的發光功率、收光靈敏度影響，因此，復用光纖通道常應用于100km及以上的數據傳輸。總體來看，利用此種光纖通信方式開展的信號傳輸工作效果好，實際應用時有著連接非常簡單的接線，后續的維護工作由于可以對光端機遠程操作也較為簡單，但是該方式應用期間存在著的信號傳輸中間環節增多、切換設備所致的巡查難度大、光電轉換器至光端機采用同軸電纜可能會產生電磁干擾等問題需要引起工作人員的重視[2]。

2.3 智能變電站內光纖通信的應用

智能變電站一般分為3層：過程層、間隔層、站控層。過程層包含由一次設備和智能組件構成，涉及多間隔的保護（母線保護）。間隔層設備一般指繼電保護裝置、測控裝置、故障錄波等二次設備，實現使用一個間隔的數據并且作用于該間隔一次設備的功能，即與各種遠方輸入/輸出、智能傳感器和控制器通信。在站內由光纜及光纖通信設備組建一二次設備之間信息傳輸的通信網絡，采用數據通信網關機，提供面向主站的實時數據服務和遠程數據瀏覽，就能滿足主廠站信息交互的“告警直傳、遠程瀏覽、數據優化、認證安全”的新要求，支撐調控一體化的業務需求。

基于該方法具體應用時，一二次設備之間的數據傳輸由傳統的信號電纜更改為通信光纖，由于光纖體積小重量輕的特點，可以有效地減少工程施工難度，抗電磁干擾的特性減少了信號在傳輸過程中失真和保護勿動的風險，其絕緣的特性更是杜絕了傳統二次電纜短路或遭遇雷擊著火的風險。該連接方式在智能變電站電力系統母線、傳輸線路、變壓器的信號傳輸有著非常理想的應用效果，對于電力系統震蕩、電磁干擾等外界因素的干擾作用可以進行良好的規避。光纖使得傳輸穩定性有著較大幅度的提高。

2.4 注意事項

影響光纖通信技術有效監測的危險因素主要包括：首先，時鐘方式。現階段智能變電站繼電保護裝置進行光纖通信技術應用期間，若使用復用通信方式，主要為2Mbit/s復用方式，基于該方式的光纖通信工作進行期間需要連接復用設備（SDH、PDH等），以此可保證通信設備及通信通道的信號通信性能非常強，整體通信工作的可靠性較高。但是此種復用方式應用時，易出現復用設備連接不一致情況下的信號發出、接收信號數據時鐘基準不同的情況，如果連接完成的復用設備為PDH，就需要工作人員對于保護裝置兩端的時鐘方式進行合理的優化設置，分別為主時鐘、從時鐘;如果復用接口與復用設備SDH連接，就要對保護裝置兩端時鐘方式作以全部主時鐘的設置，便可以規避通信問題的發生，確保通信性能良好。其次，屏蔽要求。該因素也為影響通信性能的重要因素，具體分析該因素的影響情況，發現電纜連接時判斷屬于同軸電纜，就需要對2Mbit/s復用方式的復用接口作以復用設備的連接，SDH與PDH均可，待成功連接之后，便可以在良好的干預電磁干擾的情況下，對于各項信號數據進行穩定的傳輸，分析此種復用方式的實際應用效果，可知該方式的屏蔽干擾效果非常好，但是注意如果連接的電纜并非為同軸電纜，則還是會發生屏蔽效果不良的問題，使得通信性能受影響[3]。

光纖通信需要電力企業的工作人員具備較強的光纖校驗維護能力，以便對光纖保護管理界面出現的問題進行妥善處理，光纜的接續、測試需要比較昂貴的施工和測試設備，如光纜熔接機、光時域反射儀（OTDR）等專業設備;同時還存在施工工藝問題，由于基于光纖通信的工作施工時的工藝復雜，操作流程多，作業技術要求高，光纖全反射的原理造成光纖不能有過小的盤繞半徑，導致實際的光纖保護工作非常容易出現誤差，不利于光纖通信效果的發揮。需要人員做好施工工藝培訓和技能訓練，運維檢修人員也要具備良好的專業技能。

3 ?結語

光纖通信技術屬于一種新型的發展也較為成熟的通信技術，與常規的通信技術進行應用效果的對比，該技術具備通信傳輸速度快、大容量及損耗較少等特點，在通信領域內有著較高的應用價值，所以，該技術在智能變電站中也有著廣泛應用，而傳統變電站站內通信的光纖化改造也必然成為一種新的趨勢。

參考文獻

[1] 崔健，王惠娟.通信光纜施工在智能化變電站建設中存在的問題[J].寧夏電力，2012（5）：21-23.

[2] 何蕓.繼電保護中光纖通信技術應用分析[J].數字通信世界，2018（10）：155-156.

[3] 尹繼春，宋鑫峰.SDH和WDM光纖技術的應用與對比分析[J].電力系統通信，2011，32（3）：62-66.