一種創(chuàng)新的輸變電基建工程光通信設(shè)計(jì)方案應(yīng)用研究

蘆 靜，吳云杰，劉 源，李華生

（1.國家能源集團(tuán)九江發(fā)電有限公司，江西九江 332100；2.蘭州理工大學(xué)，甘肅蘭州 730000；3.國網(wǎng)江西省電力有限公司建設(shè)分公司，江西南昌 330043；4.國網(wǎng)江西省電力有限公司九江供電分公司，江西九江 332000）

0 引言

在10 kV及35 kV不接地系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生單相接地故通信系統(tǒng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，新型數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)[1，2]對通信網(wǎng)接入的帶寬、傳輸速度等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提出了新的要求。而在工程建設(shè)階段，通信網(wǎng)的接入往往滯后于主體工程的建設(shè)[3，4]，施工通信網(wǎng)絡(luò)多依賴于租賃公網(wǎng)等手段解決，在竣工階段才會(huì)著手正式通信網(wǎng)的施工。這樣的做法增加了公網(wǎng)租賃費(fèi)用，同時(shí)租賃的公網(wǎng)帶寬受臨時(shí)措施費(fèi)用的影響可能存在不滿足施工階段通信容量需求的問題，尤其是在 BIM 技術(shù)[5，6]、三維設(shè)計(jì)成果應(yīng)用[7]、智慧工地建設(shè)[8，9]等方面，若能在工程開工后同步接入永久通信網(wǎng)，將為信息化、智能化施工提供便利條件，同時(shí)節(jié)省大量的臨時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)租賃費(fèi)用。

以國家電網(wǎng)公司為例，各級管理部門為進(jìn)一步提高基建工程管理水平，以信息化手段支撐基建專業(yè)化管理，要求在110 kV及以上電壓等級的變電工程中實(shí)施施工現(xiàn)場視頻接入，并下達(dá)了相關(guān)工作規(guī)定和指南[10]。然后實(shí)際實(shí)施情況較為復(fù)雜，國網(wǎng)公司指南只對工程前期視頻接入方案進(jìn)行了典設(shè)，并未充分考慮工程建設(shè)進(jìn)度、建設(shè)方案對通信系統(tǒng)的影響[11，12]，同時(shí)對工程后期變電站各應(yīng)用系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的需求和通信投資利用等問題也沒有具體明確。

本文結(jié)合某新建220 kV變電站基建工程，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，綜合考慮設(shè)計(jì)條件，旨在對通信系統(tǒng)最終方案和過渡方案的可行性、成本、工程建設(shè)進(jìn)度等問題，提出一種創(chuàng)新的光通信工程建設(shè)方案，并進(jìn)行對比研究，為提升電網(wǎng)基建項(xiàng)目建設(shè)過程管控和后期自動(dòng)化調(diào)試提供有力支撐。

1 光通信建設(shè)目標(biāo)與問題

1.1 光通信建設(shè)目標(biāo)

保證某新建220 kV變電站安全、穩(wěn)定接入江西省電力光傳輸網(wǎng)和九江電力光傳輸網(wǎng)，保障變電站建設(shè)過程中視頻監(jiān)控傳輸、自動(dòng)化系統(tǒng)調(diào)試、保護(hù)通道調(diào)試和其他通信業(yè)務(wù)能夠安全、順利進(jìn)行，同時(shí)盡量減少對原有通信系統(tǒng)正常的影響。

1.2 目前光通信工程建設(shè)存在問題

1）重要破口線路通信過渡方案切換時(shí)間較長

在變電站建設(shè)項(xiàng)目中，新建線路光纜和破口線路光纜的通信方案存在著差異，破口線路光纜需要考慮通信過渡方案，尤其是在220 kV及以上電壓等級的線路上破口光纜，通常會(huì)涉及到網(wǎng)調(diào)、省調(diào)和地調(diào)的各種通信業(yè)務(wù)，根據(jù)《江西電力系統(tǒng)通信檢修管理規(guī)定》重要通信業(yè)務(wù)要求在8 h內(nèi)恢復(fù)，普通通信業(yè)務(wù)要求在48 h內(nèi)恢復(fù)，而光纜破口和兩端光傳輸設(shè)備的調(diào)試都需要較長的時(shí)間。

2）通信投資利用率低

通常在變電站建設(shè)過程中會(huì)采用租用電路或自建光纜的方案，租用電路的最小期限通常是1年，在項(xiàng)目建設(shè)完成后，租用電路就直接取消，而調(diào)試使用時(shí)間通常還不到2個(gè)月，自建光纜在項(xiàng)目建設(shè)完成后因無明確用途，通常也是廢棄，投入資金得不到有效利用。

2 實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用主要做法

2.1 實(shí)際項(xiàng)目概況

某220 kV輸變電工程本期建設(shè)規(guī)模為：180 MVA主變壓器2臺(tái)；220kV出線4回（由兩回220kV線路破口接入），分別至某電廠2回、某220千伏變電站一1回、某220kV變電站二1回；110kV出線3回，分別至某220kV變電站一、某220kV變電站二、某110kV變電站三各1回，接入系統(tǒng)簡圖和線路路徑示意圖如圖1、圖2。

圖1 某220 kV變電站新建工程接入系統(tǒng)簡圖

圖2 某220 kV輸變電工程線路路徑圖

2.2 通信基本需求情況

某220 kV新建變電站施工視頻監(jiān)控需要接入省公司視頻監(jiān)控管理平臺(tái)。該新建站投運(yùn)后接受省調(diào)和地調(diào)的調(diào)度管理，需要配置相關(guān)的通信設(shè)備接入省電力光傳輸A、B網(wǎng)和地市電力光傳輸網(wǎng)。

為減小該變電站投運(yùn)時(shí)對電網(wǎng)運(yùn)行的影響，電網(wǎng)調(diào)度部門要求線路破口順序安排如表1所示。

表1 該新建變電站配套線路施工破口順序表

線路破口方案[13]帶來一個(gè)問題：某220 kV線路一破口接入該新建變電站后，有一個(gè)帶電試運(yùn)行的階段（約15天），而此時(shí)該新建變電站沒有任何可用的通信鏈路，如何保障試運(yùn)行階段調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和線路保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸安全、可靠，成為本次通信工程考慮的重點(diǎn)。

2.3 具體實(shí)施方案

在綜合考慮通信系統(tǒng)最終方案和過渡方案的可行性、成本、工程建設(shè)進(jìn)度等問題，確定在項(xiàng)目開始之前，新建1根從某汽車充放電站至該新建工程項(xiàng)目部的ADSS光纜[14]，作為整個(gè)通信方案的實(shí)施保障，光纜建設(shè)示意圖如圖3、圖4。

圖3 通信方案光纜建設(shè)示意圖

在該光纜建設(shè)后，利用某汽車充放電站原有的冗余纖芯與新光纜跳接，形成省網(wǎng)、地網(wǎng)現(xiàn)有通信節(jié)點(diǎn)至該新建變電站工程的通信鏈路，為該變電站投運(yùn)前調(diào)試、試運(yùn)行階段提供可靠的通信保障。

圖4 光纜建設(shè)后該新建變電站工程的通信鏈路

2.4 方案對比

無線公網(wǎng)租用方案可以用于施工視頻接入，但是不滿足試運(yùn)行階段二次安全防護(hù)要求和保護(hù)傳輸要求，因此本工程不考慮該方案[15]。

無線公網(wǎng)租用方案可以用于施工視頻接入，但是不滿足試運(yùn)行階段二次安全防護(hù)要求和保護(hù)傳輸要求，因此本工程不考慮該方案[16]。

表2 無線公網(wǎng)租用方案與本工程自建光纜方案對比

3 實(shí)際效果

通過精心設(shè)計(jì)、有效溝通、合理安排工程施工進(jìn)度等舉措后，本通信方案在實(shí)際項(xiàng)目中取得了良好的時(shí)間效益、安全效益和投資效益：

采用該方案在線路光纜破口時(shí)可以有效縮短光通信系統(tǒng)兩端通信節(jié)點(diǎn)光傳輸設(shè)備的調(diào)試時(shí)間，可將原來6～8 h的調(diào)試時(shí)間壓縮到1～2 h以內(nèi)。

OPGW光纜的快速切換、投入運(yùn)行，極大提高了通信鏈路的可靠性，通信網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性得到保障。

可節(jié)約6至8萬元的公網(wǎng)租用費(fèi)用，光纜建設(shè)后同時(shí)作為位于該新建站（西北）部地區(qū)已運(yùn)行的某變電站和汽車充放電站的第二通信鏈路一直保留運(yùn)行。

4 結(jié)語

每個(gè)工程都有其特殊性，例如變電站的地理位置、周邊的通信資源、方案的實(shí)施難度等都不盡相同，因此前期現(xiàn)場勘察一定要全面和細(xì)致、與通信運(yùn)行管理部門的溝通要及時(shí)，確保通信過渡方案、最終方案都能夠順利實(shí)施。

在項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度安排過程中，通信物資到貨的協(xié)調(diào)、設(shè)備安裝調(diào)試進(jìn)度把控也比較重要，可有效的縮短調(diào)試周期，提高工作效率。