摘 要：在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用是提高電網(wǎng)輸電線路安全可靠運(yùn)行、加強(qiáng)輸電線路事故預(yù)防能力的有效手段，文章針對750kV哈密變到750kV塔下中繼站超長距光纜在線監(jiān)測工程，對在線監(jiān)測系統(tǒng)的解決方案做了詳盡的論述，對新疆電網(wǎng)中同類超長距光纜在線監(jiān)測的解決方案具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：超長距；實(shí)時(shí)；在線監(jiān)測

1.引言

隨著電網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展，在新疆地區(qū)直流輸電、750kV及特高壓輸電系統(tǒng)的建設(shè)中，經(jīng)常出現(xiàn)200km以上甚至400km的超長站距，由于這些超長站距輸電線路經(jīng)過的地區(qū)交通不便，自然條件惡劣，甚至是無人區(qū)地帶，同時(shí)也對超長距光纜的維護(hù)管理工作帶來諸多不便，維護(hù)人員也缺少相應(yīng)維護(hù)的工具和技術(shù)手段，對光纜的運(yùn)行安全和維護(hù)工作提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

電力系統(tǒng)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性是關(guān)系電力安全生產(chǎn)、高效穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障，承載包括自動(dòng)化、營銷、繼保、輸配電等專業(yè)在內(nèi)的大量重要業(yè)務(wù)，光纜中斷將造成多套保護(hù)設(shè)備退出運(yùn)行，遙控命令無法下達(dá)等嚴(yán)重后果。

2.建設(shè)的必要性

新疆地區(qū)地域遼闊，資源豐富，全疆發(fā)展也很不均衡，國家正在加大對新疆的投資與開發(fā)力度，為新疆電網(wǎng)的建設(shè)也帶來難得的機(jī)遇，帶動(dòng)了新疆電力通訊網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，同時(shí)也促進(jìn)了超長站距的光纜建設(shè)的需求；雖然超長站距光通信技術(shù)已被國家電網(wǎng)成功應(yīng)用于包括新疆在內(nèi)的多個(gè)直流輸電、750kV及特高壓輸電系統(tǒng)的建設(shè)工程中，有很好的發(fā)展應(yīng)用前景，但是由于以上各種原因，給光纜的維護(hù)管理工作帶來了很多不便，維護(hù)人員也缺少相應(yīng)維護(hù)的工具和技術(shù)手段。因此，對超長站距光纜監(jiān)測系統(tǒng)的研究已顯得十分必要。

3.實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)

可對光纜進(jìn)行24小時(shí)全天候自動(dòng)監(jiān)測，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對功率變化點(diǎn)（或故障點(diǎn)）進(jìn)行定位，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行分析比對，形成報(bào)表及圖形。

實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心異地遠(yuǎn)程備援支持，使通信光纜發(fā)生故障時(shí)仍可以進(jìn)行故障定位及告警轉(zhuǎn)發(fā)。將被動(dòng)維護(hù)變主動(dòng)維護(hù)，協(xié)助管理人員維護(hù)和全面掌握該光纜網(wǎng)絡(luò)狀況，提高光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性，為電力安全生產(chǎn)、高效穩(wěn)定運(yùn)行的提供重要保障。

解決每年檢修測試時(shí)缺乏針對超長站距OPGW光纜的檢測工具和技術(shù)手段的問題。為超長站距的檢修測試提供光功率量測表、光特性量測比較表、光纖障礙告警統(tǒng)計(jì)報(bào)表等報(bào)表打印分析功能。

4.建設(shè)方案

4.1監(jiān)測原理

1）、高靈敏度光功率計(jì)

目前，適合于光纖通信系統(tǒng)應(yīng)用的光檢測器有PIN光電二極管（PD）和雪崩光電二極管（APD）。雪崩光電二極管由于有20～30的倍增因子，它的靈敏度更高，因此更適合用于微弱信號的探測。本方案由于是超長距離的監(jiān)測，在光纖的接收端光信號會(huì)非常微弱，為了能夠探測到微弱的光信號，我們將采用雪崩光電二極管，使光功率計(jì)的靈敏度達(dá)到-70dBm以上。

2）、高功率穩(wěn)定光源

與通信信號不同，光功率監(jiān)測不能在線路中進(jìn)行光信號的增益與放大。因此，為了配合超長距離的監(jiān)測，除了需要高靈敏度的光功率計(jì)，還需要高功率的穩(wěn)定光源，以增加監(jiān)測距離。

3）、高動(dòng)態(tài)光時(shí)域反射儀（OTDR）

光時(shí)域反射儀是根據(jù)光在光纖中傳播時(shí)發(fā)生的瑞利散射和菲涅爾反射現(xiàn)象研究出的劃時(shí)代技術(shù)。光時(shí)域反射儀可以測量出光纖的特性曲線，從而分析光纖的各種事件點(diǎn)，如：熔接點(diǎn)、光接頭、彎曲等等，也可以準(zhǔn)確地判斷出光纖斷裂的距離。因此，光時(shí)域反射儀被大量地應(yīng)用于光纜線路的維護(hù)工作中。

在超長線路的兩端分別用OTDR對光纖進(jìn)行量測的方式，測量的結(jié)果是兩條看似無關(guān)的光纖特性曲線，但實(shí)際上是一條光纖的二個(gè)部分。為了便于光纜維護(hù)管理人員查看，了解光纜線路的平均衰減、接頭損耗和熔接點(diǎn)損耗等物理性能參數(shù)，需要將這兩條特性曲線采用先進(jìn)的數(shù)學(xué)技術(shù)“拼接”起來，像通常一樣用一條特性曲線表示光纖的特性。

4.2線路狀況

750kV哈密變到750kV塔下中繼站之間為超長OPGW通信光纜，長度為320km。

4.3監(jiān)測方案

在新疆750kV哈密變和塔下中繼站間320公里無中繼的超長光纜上，不改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的情況下，利用備纖部署超長站距的光纜實(shí)時(shí)在線監(jiān)測系統(tǒng)。

1）在哈密變和塔下中繼站設(shè)置遠(yuǎn)程監(jiān)測單元RTU各 1套；

2）主備網(wǎng)管系統(tǒng)，在光纜出現(xiàn)故障或通信阻斷的緊急情況下仍可迅速告警定位；

3）支持OTDR的雙向啟動(dòng)測試及測試曲線合并分析；

4）實(shí)時(shí)在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)最少占用備用光纖資源，節(jié)約寶貴光纜資源占用；

5）超長光纜長期全程損耗統(tǒng)計(jì)和維護(hù)檢修測試報(bào)表打印分析；

6）超長站距GIS/GPS/RFTS整合，解決檢修缺乏工具和技術(shù)手段的問題。

7）充分?jǐn)U大系統(tǒng)的監(jiān)測覆蓋范圍，在監(jiān)測管理超長距光纜的同時(shí)，可通過升級擴(kuò)容系統(tǒng)功能模塊，即可利用原有的兩側(cè)RTU站點(diǎn)監(jiān)測周邊的其它光纜通信線路。

4.4網(wǎng)管通道方案

RTU提供10/100M Base-T Ethernet接口，采用最通用的TCP/IP協(xié)議做通信組網(wǎng)，使用2M通道，通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為Ethernet進(jìn)行通信。

5.結(jié)語

新疆750kV哈密變到750kV塔下中繼站超長距光纜實(shí)時(shí)在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用解決現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)存在可靠性不高的問題，提高應(yīng)急搶修處置能力，利于在新疆電網(wǎng)在輸電系統(tǒng)建設(shè)中推廣應(yīng)用超長站距技術(shù)。

為新疆電力公司骨干通信網(wǎng)絡(luò)提供更加完善、可靠、穩(wěn)定的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)，保證電力生產(chǎn)業(yè)務(wù)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，為建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)、統(tǒng)一、和諧智能電網(wǎng)提供強(qiáng)有力的通信網(wǎng)絡(luò)保障。

本工程的解決方案對同類工程的實(shí)施應(yīng)用具有一定的借鑒意義。

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作者簡介：

何寶影（1985-），女，吉林四平人，中級工程師，從事電力通信設(shè)計(jì)工作。