光纤通信在电力通信中的应用研究论文_王成,陈超

光纤通信在电力通信中的应用研究论文_王成,陈超

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摘要:随着电力系统不断扩大,调度综合自动化监测控制系统对通信系统的水平需求也不断提升。在微波通信、载波通信技术的抗干扰性及系统容量已经不能满足当前电力系统的发展的当下,使得电力系统中光纤通信得到了越来越广泛的应用,已经变成电力系统通信的主干技术。

关键词:光纤通信技术;电力通信;应用技术

引言

从当前信息行业的发展趋势来看,手机和电脑等主流电子数字产品更新换代的周期会进一步缩短,而我们国家的网络传输技术却一直以来为广大网络用户所诟病,其中最主要的原因就是因为网络传输速度跟不上硬件的更新脚步,而光纤通信技术的发展让网络传输企业看到了曙光。本文将从电力通信技术的现状出发,通过剖析光纤通信技术的原理,提出光纤通信技术在电力通信中的应用方向,为电力通信技术的发展做出应有的贡献。

1 调度综合自动化监测控制系统对通信的要求

调度综合自动化监测控制系统就是在主站与子站之间建立一个有效的通信网,由于信息量大,还要求通信系统应满足下述要求:

可靠性:随着综合自动化监控系统技术的发展,无人值守变电站的逐步推进,就要求在变电站发生故障时必须在集控站能及时收到信息反馈,采取相应的措施。

经济性:考虑到总体经济效益,通信系统的投资不应过大,力争充分利用现有的主网通信资源,进行主、配网整体规划,避免重复投资。

可持续性:通信系统不仅要考虑目前及未来的数据传输的需要,还要考虑系统升级的要求。

双向通信:调度综合自动化监测控制系统要实现遥测、遥信、遥控功能,就必须要求具有双向通信能力,容易操作和免维护。

2 光纤通信技术具备的优势

光纤通讯和传统的宽带技术相比具有很强大的优势。首先光纤通讯在硬件方面远远超过了宽带技术,尤其是OPGW光缆和ADSS光缆的结构模式堪称通讯行业的一个奇迹,依靠强大的光路传播结构对信息技术进行传输,不仅可以提高光纤的传播速度,还能够保障信息的质量,减少信息失真的概率。其次光纤传输的距离是传统通信行业的好几倍。不过相对于传统通讯材料,光纤材料的价格更加昂贵,用户在使用三到五年内才能够开始盈利。总的来说,目前有线网络整体都在向光纤方向发展,相对于其他有线通信技术,光纤通信的优点十分明显。

2.1 抗电磁干扰能力强。

光纤传递的信息是搭载在载波频带上进行传递的,载波的波长很短,而频率较高,在传播过程中需要将信息进行压缩,才能够传递足够多的信息,否则传输的成本就会过高。另外载波能够抗拒外界噪声和电磁的干扰,因为自然界噪声的频率大多数都是波长很长,频率很高,能够和其他光波或者物体形成振动,而载波由于频率较高的缘故,能够很好的避免自然界大量干扰源,传输信息非常稳定。

2.2 传输距离长。

对于传统的信号采集系统来说,携带信息的介质在运行一段时间后,功率和能量会极大衰弱,如果中途没有能量源对其进行充能,那么携带的信息会出现不同程度的失真现象。而对光纤技术来说,管道内部有防止信号透射的装置,载波能够在光纤中迅速反射不断前进,中途损失的能量却非常少,所以在光纤进行远距离传输的时候只需要将传输的管路维护完善即可。

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2.3 安全性能高,重量轻。

由于硅是世界上储存量最多的半导体材料,而二氧化硅材料是光纤管道中用的最多的材料,这种材料由于内部结构比较特殊,内部的疏松孔道较多,所以该类材料的质量十分轻,所以能够大大减少铺设管道的费用。另外二氧化硅材料的安全性能也非常高,不会产生爆炸也不容易燃烧,所以可以广泛用于各个场合。光纤中的内部容积一次性可以容纳几十条信号线路,能够大幅度提高信息传输的并行效果,从广度方面提高光纤传输速率。

3 光缆在电力通信中的应用分析

相对于公网运营商,电力系统在通信技术方面有着自己的要求,所以在电力通信系统建设过程中,会根据其特有的要求采用不同类型的光纤。电力特种光缆就是为电力通信网服务的,主要包括全介质自承式光缆ADSS、架空地线复合光缆OPGW、缠绕式光缆GWWOP、捆绑式光缆AL-Lash、相线复合光缆OPPC。

目前,国内主要采用ADSS、OPGW两种光缆,其特殊性体现在自身结构和安装方面。虽然这两种光缆成本略高于普通光缆,但是其寿命长、耗损少、安全性能好,以及与地线、相线相复合等特点又从另一角度上减少了电力通信系统的建设成本,同时提高了电力通信的质量。

3.1 ADSS光缆

ADSS光缆称为全介质自承光缆。主要应用在110千伏及以下电压等级输电线路上。ADSS光缆是一种全绝缘介质的自承式架空光缆,结构中不含任何电导体材料,使用的纺纶等材料承受较大张力,可以在已建输电线路上架设且无需停电,不影响电力线路运行 ;热膨胀系数较小、受温度变化影响小。由于ADSS光缆的耐腐蚀性还有待提升,它的外保护套受到电场腐蚀的影响,通常 ADSS 光缆使用年限不低于12年。

在ADSS光缆运用时,要对整个输电线路的电场情况进行详细的测定,并且要根据杆塔上的电场分布情况进行精确的计算。运用过程中务必要使用AT外护套,对于整个通讯系统的结构、光缆都有着保护作用。

另外,要确定光缆的悬挂点,对于ADSS电缆的悬挂要注意防止由于风的作用产生摆动而引发的鞭击。一般要特别注意光缆不要与居民楼、公路、铁路或者其他通信线路保持一定的距离,避免发生撞击或摩擦 ;此外还要注意电缆悬挂时确保悬挂的塔材能接受预定的侧拉力。

总之,考虑到ADSS光缆的物理特性,设计时应选择合适悬挂点和配盘 ;架设施工也应考虑损伤、弯曲度、对导线和地面距离等的因素。

3.2 OPGW光缆

OPGW光缆的特点是对于传统输电线路与现代光纤通信的有效结合,采用的是复合架空的地线电缆,在电力系统中、尤其是电压等级较高的电力通信系统中广泛运用,它的特点是传输速度更快、机械性能更佳、导电性更好、通信量更大,具有更好的保密性,对于雷击也有很好的规避作用。

OPGW光纤的主要优点是架设档距较大(一般都在200米以上)、易于维护、对高压电蚀及降解影响不大,但是OPGW光纤对线路杆塔强度要求较高,同时光缆在施工过程中必须保持线路不带电且OPGW光缆的外径、重量、抗拉强度、直流电阻及短路电流容量等技术参数相互影响、相互制约,因此在配选时,应该根据线路工程的气象条件、杆塔结构、挡距、导地线弧垂及重量、线路走廊接地电阻以及系统最大短路电流等条件,确定最优方案。

4 结束语

随着电力系统的建设和发展,自动化水平的要求不断提高,大量涉及电力生产、运行、管理的各种信息需要稳定、可靠、迅速地进行传输,光纤通信技术在电力通信中得到愈来愈广泛的应用,取代微波通信、载波通信已经成为电力系统发展建设的必然选择。总而言之,电力通信对于电力企业以及电网的整体运行质量和效果都起着非常重要的作用,因此,在电力系统以及电力市场的管理和维护过程中,都应该充分的重视电力通信的地位。同时考虑到线路铺设地的环境特点,以此来确保电力设备的正常运行。

参考文献

[1]王轶. 浅析光纤通信技术在电力通信中的应用 [J]. 电子制作, 2013(24):227-227.

[2]许继敏,蔡蕾. 数字光纤通信技术及其在电力通信中的应用 [J]. 工程技术:全文版, 2016(11):00274-00274.

[3]王国云. 光纤通信技术在电力通信中的应用 [J]. 经营管理者, 2009(18):365-365.

论文作者:王成,陈超

论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期

论文发表时间:2018/12/29

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