叢 贇 舒 琪 張舒潔

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司舟山供電公司，浙江 舟山316000）

0 引言

智能變電站內(nèi)光纜取代了大量的電纜［1］，導(dǎo)致電力屏柜內(nèi)光纖管理能力不足，智能變電站屏柜內(nèi)的光纖布置較亂、長(zhǎng)短不一，影響電力屏柜內(nèi)光纜布線工藝美觀，給二次施工帶來不便。國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司舟山供電公司建設(shè)管理的220kV云頂變電站利用“垂直走儲(chǔ)纖＋水平走纖”方案，有效地解決了智能變電站光纖管理問題，工藝美觀，效果良好，該工程現(xiàn)已建成投產(chǎn)。這一技術(shù)的應(yīng)用及推廣，是通信技術(shù)在電氣工程中的一次新的嘗試。

1 光纖管理現(xiàn)狀分析

智能變電站是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)中實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換和控制的核心平臺(tái)之一［2］，是智能電網(wǎng)的重要組成部分，隨著國(guó)內(nèi)智能變電站的推廣和應(yīng)用，核心技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備等均取得重大突破。智能變電站的優(yōu)越性之一為站內(nèi)光纜取代電纜，數(shù)字取代模擬，比常規(guī)站增加了過程層網(wǎng)絡(luò)，通過合并單元、智能終端實(shí)現(xiàn)就地采集與控制，光纜取代常規(guī)站的大量長(zhǎng)電纜，避免了電纜帶來的電磁兼容、傳輸過電壓和兩點(diǎn)接地等問題，從根本上解決了抗干擾問題，提高了傳輸可靠性［3］。

屏柜是作為變電站建設(shè)重要環(huán)節(jié)上廣泛應(yīng)用的一種裝置，主要用于承載和管理各種控制設(shè)備和接入線纜。由于早期采集和控制信號(hào)都是通過電纜傳輸，因此屏柜不涉及光纖管理的問題。隨著智能電站引發(fā)的大規(guī)模光纖的應(yīng)用，電力屏柜光纖管理能力不足的現(xiàn)象暴露無遺，光纖布置雜亂、長(zhǎng)短不一嚴(yán)重影響屏內(nèi)布線美觀，間接影響施工進(jìn)度，甚至?xí)?dǎo)致竣工驗(yàn)收難以通過。

電信是光纖應(yīng)用最早的行業(yè)，借助電信光纖管理工具成為電力首選。電力光纖應(yīng)用之初采用電信光纖管理裝置——光纖配線架（簡(jiǎn)稱ODF）來管理電力光纖，但建設(shè)過程中發(fā)現(xiàn)ODF無法管理電力光纖。這是因通信規(guī)模和應(yīng)用方式不同，ODF作為完整裝置用于電力不行，但將其內(nèi)部功能分解后移植到電力屏柜可行。ODF內(nèi)部功能有光纖配線、光纖存儲(chǔ)、光纖垂直與水平走纖通道、光纜開剝固定分歧、接入光纜高壓防護(hù)等，只有光纖配線功能比較適合移植，其他功能必須通過適應(yīng)性改造才能用于電力屏柜。配線功能需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)接入光纖數(shù)量和接頭類型配置，因此被設(shè)計(jì)成活動(dòng)安裝方式，這正好與電力屏柜內(nèi)部設(shè)備安裝方式一致。目前，許多電力企業(yè)屏柜出廠時(shí)都安裝有光纖配線箱。光纖配線箱又稱光纖配線單元，簡(jiǎn)稱ODU。由于ODF專為光纖管理設(shè)計(jì)，因此許多功能被設(shè)計(jì)在架體上，如走纖通道。國(guó)內(nèi)一些電力龍頭企業(yè)與專業(yè)公司配合在這方面做過成功嘗試，如：在屏柜中安裝活動(dòng)式光纜固定分歧器，實(shí)現(xiàn)接入光纜固定分歧和高壓防護(hù)功能；安裝機(jī)架式光纖儲(chǔ)纖盒，實(shí)現(xiàn)光纖水平走線存儲(chǔ)功能等。功能再造是提高電力屏柜光纖管理能力的一種有效途徑。

電力屏柜增加光纖管理功能的同時(shí)也擠占了屏柜空間。比較典型的例子：機(jī)架式儲(chǔ)纖盒提供了光纖水平方向走線儲(chǔ)纖功能，卻占用了設(shè)備管理空間，如圖1所示。

圖1 機(jī)架式儲(chǔ)纖盒

屏柜內(nèi)光纖垂直走線通道只能在電纜管理空間中尋找。電纜管理空間位于設(shè)備空間兩側(cè)，安裝有垂直U／G軌及接線端子。由于電纜管理空間能夠留給光纖線纜垂直走線的通道十分狹小，因此只能在屏柜兩側(cè)安裝一層網(wǎng)格供光纖爬行通過，儲(chǔ)纖功能只能交給水平方向?qū)崿F(xiàn)，這必然就會(huì)占用設(shè)備空間。

“垂直走纖＋水平走儲(chǔ)纖”也許是目前電力屏柜提高光纖管理能力的最好解決方案。但隨著光纖應(yīng)用規(guī)模擴(kuò)大，水平方向占用空間過多導(dǎo)致屏柜承載設(shè)備能力下降問題也愈發(fā)突出。

2 光纖管理方案及措施

電力屏柜光纖管理是否存在更好的解決方案成為一些電力企業(yè)的探索目標(biāo)。在工程實(shí)際建設(shè)過程中，應(yīng)具體問題具體分析，根據(jù)不同的情況確定不同的施工方案。方案與屏柜結(jié)構(gòu)息息相關(guān)，電力屏柜結(jié)構(gòu)上的差異，導(dǎo)致方案的約束條件繁多，主要包括以下幾個(gè)方面：（1）各屏柜可提供的垂直空間大小不同，要保證方案在各種屏柜內(nèi)的可實(shí)施性；（2）垂直通道中水平層面空間狹小，要防止光纖走線與儲(chǔ)纖管理在同一水平層面發(fā)生沖突；（3）各廠家屏柜側(cè)面安裝位置不同；（4）走儲(chǔ)纖管理需要手工操作，要求保證現(xiàn)場(chǎng)工程師在產(chǎn)品內(nèi)部狹小空間中操作；（5）滿足低成本要求等。

綜合上述各種情況，目前電力屏柜內(nèi)光纖管理方案主要有“垂直走纖＋水平走儲(chǔ)纖”、“垂直走儲(chǔ)纖＋水平走纖”、“垂直走儲(chǔ)纖＋水平走儲(chǔ)纖”3種方案。

2.1 垂直走纖＋水平走儲(chǔ)纖

目前大多屏柜廠家采用“垂直走纖＋水平走儲(chǔ)纖”，“垂直走纖”指屏柜側(cè)面安裝網(wǎng)格板或壁掛板，“水平走儲(chǔ)纖”指安裝機(jī)架式儲(chǔ)纖盒。此方案的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、成本最低。同時(shí)，在屏柜無法開放側(cè)面空間時(shí)，僅能采取該種方案。

該方案在電力屏柜內(nèi)垂直空間上能保證光纖管理能力，但在水平空間上占用了設(shè)備管理空間，而且在水平空間上儲(chǔ)纖能力不強(qiáng)，隨著智能變電站的日益推進(jìn)和發(fā)展，光纖應(yīng)用規(guī)模增大，僅僅在狹小的水平空間上進(jìn)行光纖管理愈發(fā)不足。

2.2 垂直走儲(chǔ)纖＋水平走纖

電力屏柜原本沒有可供光纖管理使用的垂直空間。但光纖應(yīng)用擴(kuò)大導(dǎo)致電纜應(yīng)用減少，電纜減少導(dǎo)致管理電纜接線端子減少，端子減少安裝端子的U／G軌就可以減少，一旦減少U／G軌就可以在屏柜一側(cè)釋放出較為寬敞的垂直空間，這就為光纖在垂直方向管理提供了空間基礎(chǔ)。當(dāng)電纜接線端子減少到可以集中安裝在屏柜一側(cè)時(shí)，多余的那根U／G軌就可以撤除，實(shí)現(xiàn)電力屏柜內(nèi)“光電兩側(cè)分開走”。

“垂直走儲(chǔ)纖＋水平走纖”指在屏柜側(cè)面垂直方向安裝的網(wǎng)格板或壁掛板上加裝儲(chǔ)纖倉(cāng)和儲(chǔ)纖盤等附件，使其具備儲(chǔ)纖功能?！八阶呃w”指安裝水平導(dǎo)纖架或線槽。

該方案的優(yōu)點(diǎn)是利用垂直空間進(jìn)行光纖儲(chǔ)纖管理，光纖在水平方向需求長(zhǎng)度可在垂直儲(chǔ)纖時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，致使屏柜內(nèi)光纖布線工藝美觀，不會(huì)有屏柜內(nèi)光纖布線凌亂、長(zhǎng)短不一的現(xiàn)象，且水平方向上不會(huì)占用設(shè)備空間，舟山供電公司建設(shè)管理的220kV云頂變電站即采用該方案。

其缺點(diǎn)就是成本略高，需在屏柜一側(cè)增加儲(chǔ)纖盒及儲(chǔ)纖盤等。

2.3 垂直走儲(chǔ)纖＋水平走儲(chǔ)纖

當(dāng)屏柜可開放側(cè)面空間并且不能滿足垂直方向儲(chǔ)纖量（光纜量大）時(shí)，宜采用“垂直走儲(chǔ)纖＋水平走儲(chǔ)纖”方案。

該方案集合上述2種方案的儲(chǔ)纖能力，既提高了方案成本，又占用了設(shè)備水平空間，但在光纖量不大的情況下不宜使用。

3 結(jié)語(yǔ)

智能變電站少量光纜代替大量電纜，連接介質(zhì)的減少不代表施工工藝要求的降低，上述3種光纖管理方案在目前電力施工過程中最具可實(shí)施性［4］。只要對(duì)工程有利就是好的管理辦法，項(xiàng)目單位、施工單位、設(shè)計(jì)單位、設(shè)備廠家在工程實(shí)際建設(shè)過程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，互相交流，以電力屏柜光纖管理達(dá)到ODF的水平為目標(biāo)不斷改進(jìn)、提高。

［1］劉振亞.智能電網(wǎng)知識(shí)讀本［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2010

［2］劉振亞.智能電網(wǎng)知識(shí)問答［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2010

［3］Q／GDW383—2009 智能變電站技術(shù)導(dǎo)則［S］

［4］張文亮，劉壯志，王明俊，等.智能電網(wǎng)的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2009（13）