电力系统光纤通信的发展和应用
电力系统通信时随着电网的发展而建设起来的，近年来，电力通信网已是电力通信系统的重要组成部分，以下是小编搜集整理的一篇探究电力系统光纤通信发展的论文范文，供大家阅读查看。
摘要：上世纪80年代初诺贝尔奖获得者，华人高锟在英国发明了光导纤维通信技术，至现在已有30多年时间。光导纤维通信----简称光纤通信。光纤通信的发明在有限通信领域也算是革命性的技术变革。用光纤做成光缆通信取代用铜线做成的通信电缆，由于光缆通信比铜线通信电缆的通信质量高、效果好被普遍应用。辽宁省电力有限公司于1988年投资建设锦州电厂---锦州董家500千伏变电站第一条光缆通信至现在已有25年历史。
关键词：光纤通信 光缆 电力通信网
引言
由电厂、变电站、输电线路、配电线路等各种电力设备组成的电网。需要优质可靠的通信手段，保证电网安全可靠供电。
电力系统通信时随着电网的发展而建设起来的，历经更新换代、设备升级，辽宁省电力有限公司专用信息通信网已初步完备，电力通信网已是电力通信系统的重要组成部分。
电力通信网承载的业务主要有生产运行业务和事务管理业务两大类。生产运行业务主要包括远动数据采集、光纤保护、变电所图像监控、油色谱监测和调度电话等;事务管理业务主要包括行政电话、会议电视电话、调度MIS及办公自动化等。
生产运行业务对通信的实时性、准确性要求很高，事务管理业务种类多、变化快、通信流量大。用光纤光缆建成的宽带、高质量、高清晰度稳定可靠的电力通信网络可以提高整个电力系统的安全管理和经营管理效率，因此，有必要使电力光纤通信网络达到最优配置。
1、非金属自承式光缆的应用
1.1 非金属自承式光缆(ADSS)通信的应用
锦州供电公司董家500千伏变电所至锦州电厂数字光纤通信系统。该系统于1988年10月建成投入运行。该系统通信设备全部为国产。
光端机设备是光纤通信系统的主要组成部分，根据传输距离本系统采用多模1.3μm光纤及长波长LED----PIN组合。
系统在传输码型上采用1B2B线路编解码技术，通过运行数字和实现传输和实现传输线路自动实时监测和故障自动切换。特别适用于电力通信网的高可靠运行。
1.2 系统参数及关键光电器件
系统选择1.3μm窗口，按照设计要求，光缆线路总长约7公里左右，今后随电网发展，该通信系统可扩容开通三、四次群(480ch、1920ch)的数字通信和图像传输。
锦州供电公司董家500千伏变电所至锦州电厂的音频通信电缆(铜芯)，在电力系统事故状态下存在低点位升高烧损通信电缆以及终端保险设施而造成通信中断。为解决这个问题，在该条通信线路上采用非金属自承式光缆ADSS。
比特率选择为2048kbit/s，符合国际电报电话咨询委员会CCITT建议要求，光端机接口码型均采用HDB3码，基群选择单路编译码设备，根据系统考虑，也可以直接光端机和数字程控交换机相联成网，考虑今后扩容方案，可以有以下几种：
(1)线路要求在30ch话路以下，可直接采用一次群光端机。 (2)线路要求在30～60ch话路之间，可以直接采用二主一备制式一次群光端机。
(3)线路要求在30～120ch话路之间，可以直接改成二次群光端机并增加二次群复接设备。
本系统采用了1B2B光缆线路编解码技术。由于光纤的传输带宽较宽，将光缆线路上码速率增加到4096Kbd，对本系统光路传输指标以及接收机灵敏度影响很小。通过编码1B输入的“1”码交替地用“11”表示，输入信号的0码分别用“10”和“01”表示。变换规则如图3-3。
该光缆线路中传输的码连“0”或连“1”数都不大于3个，定时分量丰富，基线漂移小，从长时间统计得知“1”码出现的概率和“0”码出现的概率完全相等，如果系统出现误码，即“1”误判成“0”或“0”误判成“1”，破坏了编码规律可以通过运行数字和RDS电路来检测出误码，当误码率劣化到一定值时，发出切换信号。
光电器件的选择：光电器件在光纤通信系统中占有相当重要地位，它主要有光源和光探测器两大类。结合该系统工程实际情况，光路指标分配、可靠性指标、锦州供电公司董家变电所至锦州电厂光缆通信选择了LED-PIN组合。
2、应用结果
锦州供电公司董家500千伏变电所至锦州电厂光缆通信系统工程，属于试验性质工程，取得运行经验后以便在东北电力系统推广使用：
①1988年10月该工程竣工后投入运行，运行效果良好，很少故障。
②光缆通信消除了电力系统事故时，因地位升高引起的通信终端以及烧损通信电缆的问题。
③光缆通信被认定最适合电力系统应用，它比电力载波、有线、微波优点多。
3、锦州供电公司电力通信网的现状
随着电网的发展和建设，锦州供电公司加大了对光纤通信网的建设投入，目前锦州地区光缆通信网较几年前已经得到了极大的发展，锦州地区电力通信网已经实现了由光纤、微波相互备用到光纤为主、微波备用的转变，SDH、2.5G光纤通信网覆盖锦州供电公司下属的'黑山、北镇(沟帮子)、凌海、义县、古塔、凌河、太和、开发区8个供电分公司。锦州供电公司所属220KV变电站光纤覆盖率达到了100%，66KV变电站光纤覆盖率达到95%。
锦州地区电力通信网是辽宁电力公司通信网的一部分，由于辽宁电力公司下属各市供电公司电力光纤通信网发展与完善，使得辽宁电力公司对电网业务的通信信息化水平得到很大提高。
目前现运行的2.5G光纤通信网已经逐渐步能满足电网日益增长的带宽需要，正在逐步向10G通信环网升级进行改造工作，以满足电网对通信信息传输的需要。
3.1 光纤通信系统传输衰耗的计算方法
①衰耗限制：
衰耗限制的中继距离计算式(L=(Pt-Pr-2Ac-ME-PP)/(a+as+mc))式中：Pt----光发送机平均发光功率dBm;Pr----光接收机灵敏度dBm;Ac----活动连接器衰耗(光发送机与光接收机上各有一个活接头，所以计算式中是2Ac，取Ac=0.5dB);ME----设备富余度(光终端设备长期使用会出现老化，取ME=3dB);PP----光通道功率代价(它包括反射和色散代价，PP取=1dB);a----光纤的衰耗系数(取值决定于所供应光缆);as----平均每千米接续衰耗(每个熔接点的衰耗可以保证在0.05dB以下，光缆每盘长度2km，可取as=0.05/2dB);mc----光缆富余度(光缆在长期使用中会发生老化，尤其是随温度环境的变化(主要是低温)，其衰耗系数会增加，所以必须留出一定余量，取mc=0.1～0.2dB/km)
②色散限制
光源器件为多纵模激光器(MLM)式发光二极管是，中继距离(L=ε/δλD(λ)fb)式中：δλ----光源的根均方谱宽(nm);D(λ)----所用光纤色散系数(Ps/km・nm);fb----系统的码率(bit/s)
当光源器件为单纵模激光器(SLM)时，中继距离(L=71400/[dD(λ) λ2 fb2])式中：d----啁啾声系数。对分布反馈型(DBF)单纵模激光器而言，d=4～6Ps/nm;对量子阱激光器而言，d=2～4Ps/nm。D(λ)----所用光纤色散系数(Ps/km・nm);Λ----系统的工作波长上限(nm);fb----系统的码率(bit/s)
4、后记
光纤通信与电缆通信方式相比较：光纤通信的优点很多，光纤通信抗电磁干扰性很好、传输频带宽、通信容量大、保密性好、光纤通信的传输衰耗小、串扰小、信号传输质量高、中继距离长。
光纤的尺寸小、重量轻、便于敷设，而且耐化学腐蚀性强。其缺点是：光纤的弯曲半径不能小，光纤通信的分路，耦合比较麻烦，而且需要光电和电光转换。
参考文献：
[1]李中年 电力通信 国防工业出版社 2009
[2]电力系统通信杂志1988～2011年各期
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