王 蓓

（寧夏先科電力設(shè)計(jì)咨詢有限公司，寧夏 銀川750001）

0 引言

近年來寧夏330kV、220kV 電網(wǎng)不斷擴(kuò)大， 隨高科技技術(shù)的應(yīng)用及寧夏光纖通信網(wǎng)的發(fā)展建設(shè)，繼電保護(hù)信息的傳輸與傳輸媒介發(fā)生了質(zhì)的改變。過去繼電保護(hù)信息主要由傳統(tǒng)的電力線載波模擬信號實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在則由光纖電路傳輸數(shù)字信號實(shí)現(xiàn)，極大地提高了保護(hù)信息的傳輸速率與實(shí)效，增強(qiáng)了保護(hù)信息傳輸?shù)陌踩煽啃?，保證了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

目前，利用光纖通信電路傳輸繼電保護(hù)信息已成為首選的設(shè)計(jì)方案，并且得到各方的認(rèn)可及很好的實(shí)施。 但光纖保護(hù)電路隨電網(wǎng)的逐步建設(shè)也在不斷的增長，光纖保護(hù)電路的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越來越大，如何對光纖保護(hù)電路進(jìn)行規(guī)范性的、標(biāo)準(zhǔn)化的、合理的組織，更好的確保光纖保護(hù)電路安全可靠的運(yùn)行，是保護(hù)通道設(shè)計(jì)人員的首要任務(wù)。 本文結(jié)合已形成的寧夏電網(wǎng)光纖通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對光纖保護(hù)電路的進(jìn)行綜合分析，提出有效的設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)目標(biāo)、設(shè)計(jì)方法，為寧夏電網(wǎng)光纖保護(hù)通道提供完整的、準(zhǔn)確的、可延續(xù)的基礎(chǔ)性設(shè)計(jì)資料，為今后光纖保護(hù)通道提供設(shè)計(jì)依據(jù)。

1 概述

1.1 寧夏電網(wǎng)現(xiàn)況與發(fā)展前景

目前寧夏主干電網(wǎng)最高電壓等級為750kV， 基礎(chǔ)電網(wǎng)電壓等級為330kV、220kV。 截止2011 年底，寧夏電網(wǎng)750kV 線路共10 條，總長662.438km， 寧夏境內(nèi)長556.976km；330kV 線路共60 條， 總長2483.648km， 寧 夏 境 內(nèi) 長2155.075km，220kV 線 路92 條， 總 長1931.733km，寧夏境內(nèi)長1909.436km。隨著中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速增長和國家電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃， 寧夏將成為國家電網(wǎng)750kV 超高壓主干網(wǎng)的重要組成部分，發(fā)展前景十分良好，但電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行是需要各類繼電保護(hù)、自動化信息的正確動作與快速反應(yīng)作保證的，而保證的基礎(chǔ)就是各類信息傳輸通道的實(shí)現(xiàn)方式與傳輸質(zhì)量。

1.2 寧夏電網(wǎng)系統(tǒng)通信現(xiàn)況與發(fā)展方向

繼電保護(hù)是電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的重要保障，而繼電保護(hù)信息傳輸可靠性的基礎(chǔ)是依賴于電力系統(tǒng)通信方式來實(shí)現(xiàn)，因此，這里就必須將電力系統(tǒng)通信現(xiàn)況簡述如下：

電力線載波通信系統(tǒng)，為寧夏電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮了應(yīng)有的作用， 但隨著電網(wǎng)的不斷擴(kuò)大及信息容量與傳輸速率的提高，電力線載波越來越多的暴露出其頻帶窄、容量小、速率低、資源利用率低等無法解決的問題。

目前， 寧夏330kV、220kV 電網(wǎng)電力系統(tǒng)通信電路中98%的電力線載波通信電路已退出運(yùn)行，僅有2%為遠(yuǎn)動信息傳輸專用通道服務(wù)。光纖通信完全替代了傳統(tǒng)的電力線載波通信。寧夏電網(wǎng)光纖通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由330kV 、220kV 電網(wǎng)OPGW、ADSS 光纜線路與各變電站光通信傳輸設(shè)備構(gòu)成，其間涵蓋了石嘴山、銀川、寧東、吳忠、中衛(wèi)、固原六大區(qū)域光纖通信網(wǎng)，并形成了與國家干線、西北網(wǎng)光纖通信電路連接的寧夏電力調(diào)度中心管轄使用的電力干線光纖通信專網(wǎng)電路和各供電局地調(diào)管轄使用的地區(qū)級光纖通信電路。

寧夏所有的330kV 、220kV 變均建設(shè)為干線專網(wǎng)光纖通信站，均配有SDH 數(shù)字同步光傳輸系統(tǒng)設(shè)備， 傳輸設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)等級為STM-64和STM-16 ，傳輸容量為10Gbit/s 和2.5Gbit/s，大部分光傳輸設(shè)備按1＋0 配置，重要節(jié)點(diǎn)光傳輸設(shè)備按1+1 配置。

寧夏電力系統(tǒng)光纖通信專網(wǎng)將隨330kV、220kV 電網(wǎng)的不斷擴(kuò)大進(jìn)行建設(shè)與完善，光纖通信傳輸方式將是調(diào)度通信、保護(hù)、調(diào)度自動化等信息量的傳輸?shù)氖走x方案，并逐步開展視頻等通信業(yè)務(wù)，更好的、充分的利用光通信資源。

1.3 繼電保護(hù)通道現(xiàn)狀

1.3.1 繼電保護(hù)通道形式

寧夏330kV、220kV 電網(wǎng)繼電保護(hù)信息傳輸通道有三種形式，即電力線載波雙高頻保護(hù)通道、電力線載波高頻+光纖保護(hù)通道、雙光纖保護(hù)通道。

1.3.2 高頻保護(hù)通道現(xiàn)狀

寧夏電力線載波高頻保護(hù)電路，截止2011 年底，在330kV 電網(wǎng)中占10%，在220kV 電網(wǎng)中占25%。 隨著光纖通信電路的不斷建設(shè)，光纖保護(hù)電路將逐步替代電力線載波高頻保護(hù)電路。

1.3.3 光纖保護(hù)通道現(xiàn)狀

目前，光纖通信以其傳輸容量大、速率高、傳輸距離長、質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn)，成為電力網(wǎng)的通信與保護(hù)、調(diào)度自動化等信息的主要傳輸方式。 截止2011 年底，寧夏330kV 電網(wǎng)中光纖保護(hù)電路占90%、220kV電網(wǎng)中占75%。 由此可以看出330kV、220kV 電網(wǎng)中光纖保護(hù)電路使用的比率較高，今后在電網(wǎng)中占主導(dǎo)地位的將是光纖電路傳輸方式。

1.3.4 保護(hù)通道的可靠程度存在隱患

根據(jù)運(yùn)行方面的要求，相關(guān)部門在技改項(xiàng)目任意改變保護(hù)信息傳輸方式，使得有些光纖保護(hù)電路設(shè)置不合理，降低了光纖保護(hù)信息傳輸?shù)目煽啃?，給運(yùn)行維護(hù)帶來了安全方面的隱患。

1.3.5 光纖資源浪費(fèi)

由于光纖保護(hù)通道涉及到兩個(gè)專業(yè), 保護(hù)設(shè)備由繼電保護(hù)專業(yè)設(shè)計(jì)運(yùn)行維護(hù)管理，而保護(hù)信息傳輸通道則由通信專業(yè)設(shè)計(jì)運(yùn)行維護(hù)管理,且歸屬權(quán)限也不同。 因此,出現(xiàn)光纜纖芯任意使用,不能合理配用與管理,造成光纖資源的浪費(fèi)。 光纜纖芯雖屬于公共資源,但必須有具體的權(quán)屬管理機(jī)構(gòu)，各機(jī)構(gòu)之間相互配合協(xié)作是保證光纖資源合理使用的根本。

1.4 光纖保護(hù)通道設(shè)計(jì)遇到的問題

光纖保護(hù)通道在設(shè)計(jì)之初，完全用文字?jǐn)⑹鰜碚f明保護(hù)信息傳輸方式及光纖保護(hù)通道的數(shù)量與保護(hù)形式，那么電網(wǎng)中到底有多少光纖保護(hù)通道， 且保護(hù)通道專用電路與復(fù)用電路占電網(wǎng)中的比例是多少，保護(hù)通道占用光纜線路的纖芯是多少，占用的是哪一條光纜，針對工程及各電壓等級內(nèi)的保護(hù)總數(shù)量，設(shè)計(jì)方都不能做出準(zhǔn)確的回答。

光纖保護(hù)通道是伴隨著新技術(shù)的應(yīng)用而開發(fā)的，隨著電網(wǎng)的不斷擴(kuò)大，光纖保護(hù)通道數(shù)量也在增加，沒有一個(gè)光纖保護(hù)通道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，將為通道管理、安全運(yùn)行帶來極大的隱患。 對設(shè)計(jì)部門來說，沒有相關(guān)資料來確定如何應(yīng)用圖示來清晰、明了的展示光纖保護(hù)通道的應(yīng)用方式、通道的路徑、通道的數(shù)量，與鄰近省間保護(hù)電路的連接等情況；對于運(yùn)行部門來說，沒有一份可循的、依據(jù)性的、可掌握全電網(wǎng)中光纖保護(hù)通道狀況的詳細(xì)資料，為后續(xù)工作帶來極大的不便。

1.2 光纖保護(hù)傳輸方式與通道設(shè)計(jì)

本文根據(jù)寧夏電網(wǎng)建設(shè)情況與光纖通信電路現(xiàn)狀，對今后寧夏電網(wǎng)330kV、220kV 繼電保護(hù)通道設(shè)計(jì)提出以下幾種常用保護(hù)信息傳輸方式。

1.2.1 光纖保護(hù)復(fù)用＋高頻專用保護(hù)傳輸方式

330kV/220kV 線路保護(hù)傳輸通道采用一路光纖復(fù)用（2M）傳輸電路+一路電力線載波高頻保護(hù)專用電路實(shí)現(xiàn)，330kV 線路遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)采用一路光纖復(fù)用（2M）傳輸電路+一路電力線載波高頻保護(hù)專用電路實(shí)現(xiàn)。

1.5.2 光纖專用＋光纖復(fù)用保護(hù)傳輸方式

330kV/220kV 線路保護(hù)傳輸通道采用一路光纖專用傳輸電路+光纖復(fù)用（2M）傳輸電路實(shí)現(xiàn)，330kV 線路遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)兩路均采用光纖復(fù)用（2M）傳輸電路實(shí)現(xiàn)。

1.5.3 雙光纖專用+雙光纖復(fù)用保護(hù)傳輸方式

330kV/220kV 線路保護(hù)傳輸通道兩路均采用光纖專用傳輸電路實(shí)現(xiàn)，330kV 線路遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)兩路均采用光纖復(fù)用（2M）傳輸電路實(shí)現(xiàn)。

1.5.4 雙光纖復(fù)用（2M）+雙光纖復(fù)用（2M）保護(hù)傳輸方式

330kV/220kV 線路保護(hù)傳輸通道兩路均采用光纖復(fù)用（2M）傳輸電路實(shí)現(xiàn)，330kV 線路遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)兩路均采用光纖復(fù)用（2M）傳輸電路實(shí)現(xiàn)。

1.5.5 雙光纖專用+直跳方式

330kV/220kV 線路保護(hù)傳輸通道兩路均采用光纖專用傳輸電路實(shí)現(xiàn)，330kV 線路遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)利用線路保護(hù)傳輸通道直跳回路實(shí)現(xiàn)。

1.5.6 雙光纖復(fù)用+直跳方式

330kV/220kV 線路保護(hù)傳輸通道兩路均采用光纖復(fù)用（2M）傳輸電路實(shí)現(xiàn)，330kV 線路遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)利用線路保護(hù)傳輸通道直跳回路實(shí)現(xiàn)。

1.5.7 光纖專用＋光纖復(fù)用+直跳方式

330kV/220kV 線路保護(hù)傳輸通道采用一路光纖專用傳輸電路+光纖復(fù)用（2M）傳輸電路實(shí)現(xiàn)，330kV 線路遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)利用線路保護(hù)傳輸通道直跳回路實(shí)現(xiàn)。

上述七種保護(hù)信息通道方式為寧夏電網(wǎng)330kV、220kV 線路保護(hù)傳輸通道提供了靈活的、實(shí)用的設(shè)計(jì)選擇。

2 結(jié)束語

本文歸納的光纖保護(hù)傳輸通道的幾種設(shè)計(jì)方法，在各項(xiàng)工程設(shè)計(jì)中很好的應(yīng)用， 并已完成對寧夏330kV、220kV 電網(wǎng)光纖保護(hù)通道的歸納統(tǒng)計(jì)，形成了完整的330kV、220kV 電網(wǎng)光纖保護(hù)通道設(shè)計(jì)資料，可為寧夏電力設(shè)計(jì)人員、運(yùn)行管理人員提供有效的、可靠的保護(hù)通道應(yīng)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，確保寧夏電網(wǎng)每一條光纖保護(hù)傳輸電路的安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。