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        淺析南俄230kV變電站光纖通信設(shè)計

        2017-06-29 12:00:51
        中國設(shè)備工程 2017年11期
        關(guān)鍵詞:變電站系統(tǒng)

        (中國重型機械有限公司,北京 100036)

        淺析南俄230kV變電站光纖通信設(shè)計

        廖興觀,鄭漢松

        (中國重型機械有限公司,北京 100036)

        文章依據(jù)老撾國家電力公司的通信系統(tǒng)的具體需求,在詳細分析各項要求的基礎(chǔ)上,完成了光纖通信系統(tǒng)的總體系統(tǒng)設(shè)計和具體業(yè)務(wù)傳輸實現(xiàn)設(shè)計。光纖通信系統(tǒng)適于高速寬帶、直接穩(wěn)定通信的需求,滿足老撾國家電力公司的調(diào)度、自動化信息、電能計量、故障濾波、行政以及為無人值班發(fā)展需要的工業(yè)監(jiān)控等通道要求,對現(xiàn)場的自動化信息、電能計量、調(diào)度業(yè)務(wù)等進行實時傳輸,實現(xiàn)遠程和現(xiàn)場的指揮調(diào)度、工業(yè)監(jiān)控等業(yè)務(wù)。

        調(diào)度自動化;SDH;光纖通信系統(tǒng);調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng);變電站;光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng);自動化信息

        1 通信工程建設(shè)的必要性

        本工程的系統(tǒng)通信方案按照系統(tǒng)通信發(fā)展規(guī)劃的要求,主要是完善和拓展通信網(wǎng)絡(luò),考慮到系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行對通道的要求,需要開通南俄230kV變電站至老撾國家電力公司的調(diào)度、自動化信息、電能計量、故障濾波、行政以及為無人值班發(fā)展需要的工業(yè)監(jiān)控等通道,同時滿足南俄230kV變電站、欣赫230kV變電站以及納幫230kV變電站調(diào)度自動化和通信的需要。

        2 通信現(xiàn)狀

        南俄230kV變電站位于老撾人民民主共和國萬象省,根據(jù)一次系統(tǒng)推薦方案,本期南俄230kV變電站有兩回230kV出線接到納幫230kV變電站,兩回230kV出線接到欣赫230kV變電站。目前老撾國家電網(wǎng)有自己獨立的光纖通信系統(tǒng),因此本工程將要建設(shè)南俄230kV變電站到納幫230kV變電站光纖通信和南俄230kV變電站到欣赫230kV變電站光纖通信,將南俄230kV變電站接入老撾國家電力光纖通信網(wǎng)。

        3 調(diào)度自動化及調(diào)度管理

        目前老撾國家電網(wǎng)有完善的調(diào)度自動化系統(tǒng),該系統(tǒng)具有多種通信規(guī)約,目前接入該系統(tǒng)主要采用CDT、101等規(guī)約與其通信。230kV南俄變電站為老撾國家電網(wǎng)的一個樞紐變電站,且老撾國家電力公司正在建設(shè)欣赫局調(diào),根據(jù)本變電站的建設(shè)規(guī)模和在系統(tǒng)中的地理和作用,按照電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度,分級管理的原則,本變電站調(diào)度管理關(guān)系按欣赫局調(diào)、老撾電網(wǎng)總調(diào)二級調(diào)度,老撾國家電網(wǎng)公司管理考慮。

        4 設(shè)計范圍及原則

        南俄230kV變電站光纖通信系統(tǒng)設(shè)計,包括傳輸系統(tǒng)配置、接入設(shè)備配置、話路分配等,以及通信配套設(shè)施設(shè)計,包括通信設(shè)備的安置、配線設(shè)備及通信電源的配置等。根據(jù)主合同約定遵循有關(guān)中國國家標準、規(guī)程和規(guī)范。光纖通信系統(tǒng)性能指標參照ITU—T/G建議。通信設(shè)備和光纜選型應(yīng)符合有關(guān)中國國家標準及通信系統(tǒng)的有關(guān)規(guī)定,注重質(zhì)量和可靠性。南俄230kV變電站本期新建一個通信站,擴建擴建納幫230kV變電站和欣赫230kV變變電站光纖通信站。建設(shè)的光纜路由為南俄230kV變電站接進入納幫230kV變電站,光纜長58km(含進站400米普通光纜),以及南俄230kV變電站接進入欣赫230kV變電站,光纜長58km(含進站400米普通光纜),光纜采用36芯OPGW光纜。

        5 通信傳輸系統(tǒng)設(shè)計部分

        (1)光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)。光纖電路南俄230kV變電站配置兩套(622M/155M 一體化)SDH設(shè)備,每套設(shè)備都以622M光路接入納幫230kV變電站和欣赫230kV變電站,主要板件按1+1配置,光口按1+1配置,2M電路板按1:1配置。相應(yīng)話路按照實際需要配置,實現(xiàn)南俄230kV變電站接入老撾國家電力通信網(wǎng)的要求,根據(jù)組網(wǎng)結(jié)構(gòu),本工程建設(shè)的光纖通信電路采用SDH傳輸體制,傳輸容量為622Mbit/s,光端設(shè)備要求具備帶6~8個光口(含群路和支路)的能力。

        (2)光纖數(shù)字電路性能指標。本項目光纖數(shù)字電路指標應(yīng)符合YD/T 5095-2005及ITU-T建議及相關(guān)中國國家標準、規(guī)程和規(guī)范,SDH網(wǎng)絡(luò)中任何STM-N接口上的漂移限值以最大時間間隔(MTIE)來規(guī)范,應(yīng)符合表1。

        表1 STM-N接口的漂移限值表

        (3)網(wǎng)管系統(tǒng)。本項目SDH網(wǎng)管系統(tǒng)的管理功能、網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、ECC功能以及協(xié)議棧等均符合ITU-T建議G.784、Q.811、Q.812。管理信息模型應(yīng)符合ITU-T建議G.784系列。

        (4)通道組織原則及通道配置。根據(jù)相關(guān)規(guī)定,調(diào)度電話、遠動信息傳送應(yīng)設(shè)立兩個及以上不同路由的獨立通道,以滿足通信的可靠性要求。本站作為調(diào)度端數(shù)據(jù)網(wǎng)的接入層節(jié)點,以2個2Mb/s通道接入老撾國家調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)。本站至調(diào)度端的遠動等的主要通道均利用調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的2Mb/s通道傳輸。

        根據(jù)本站調(diào)度管理關(guān)系以及系統(tǒng)保護和調(diào)度自動化對通道的要求,有關(guān)通道配置如下:

        南俄-國調(diào)中心的調(diào)度和管理層電話PCM1 2M×1

        南俄-國調(diào)中心的調(diào)度和管理層電話PCM2 2M×1

        南俄-欣赫230kV一回線路保護通道PCM1 2M

        南俄-欣赫230kV二回線路保護通道PCM1 2M(專用光纖)

        南俄-納幫230kV一回線路保護通道PCM1 2M

        南俄-納幫230kV二回線路保護通道PCM1 2M(專用光纖)

        南俄230kV變電站設(shè)置PABX電話交換機,至國調(diào)中心調(diào)度電話采用專用通信網(wǎng)絡(luò)接入老撾國家電網(wǎng)電話交換網(wǎng)的用戶線。

        (5)光纖通信電路參數(shù)計算。按照光纖通信電路的路由方案,本工程622Mbit/s傳輸系統(tǒng)為南俄230kV變電站—欣赫230kV變電站和南俄230kV變電站—納幫230kV變電站兩個區(qū)段,光傳輸距離為32km和58km。根據(jù)YD/T5095-2005規(guī)定和傳輸系統(tǒng)的中繼距離,本工程選用單模G.652光纖,工作波長為1550nm,分別按STM-4光接口參數(shù)進行計算。

        衰耗受限距離采用下面公式計算:

        L1=(發(fā)送光功率-接收靈敏度-工程富余度)/每公里損耗

        色散受限距離采用下面公式計算:

        L2= Md/D;Md表示最大色散;D表示光纖最大色散系數(shù)。

        衰耗受限中繼段長度預(yù)算:

        L= (Ps-Pr-Ac-Pp-Mc)/(Af+As)

        式中:Ps:最小平均發(fā)射功率

        Pr:接收靈敏度

        Ac:光纖連接器衰減,取0.5dB/個。

        Af:光纖衰減,取0.4dB/km(1310nm), 取0.25dB/km(1550nm)。

        As:光纖固定接頭衰耗,取0.03dB/km。

        Pp:光通道功率代價,取1dB或2dB。

        Mc:線路富余度,取3dB。

        經(jīng)過計算:L1=79.3km;L2=95.3km; L=71.4 km。計算結(jié)果滿足南俄230kV變電站光纖通信傳輸要求。

        6 通信電源及其他

        南俄230kV變電站設(shè)專用的通信機房及通信蓄電池室,所有通信設(shè)備安置在主控室通信機房內(nèi),配置一排專用的通信屏位,通信屏的位置按照通信規(guī)程設(shè)計接地裝置。230kV南俄1變電站,本期新上2套高頻開關(guān)電源及蓄電池組,需供電設(shè)備包括:2套SDH設(shè)備,2套PCM設(shè)備,1套PABX設(shè)備。通信設(shè)備本期負荷約1128W,遠景負荷約2016W,遠景負荷電流值為42A。根據(jù)DL/T50447-2014標準規(guī)定進行蓄電池容量計算,其中蓄電池后備時間為4h,蓄電池單體電壓值為2V,放電終止電壓為1.8V。下述公式中Ccho代表蓄電池容量,Kk為可靠系數(shù)(根據(jù)規(guī)定取值=裕度系數(shù)×老化系統(tǒng)×溫度修正系數(shù)=1.15×1.10×1.10≈1.4),Icho為負荷電流(按照遠景負荷42A計算),Kcho容量換算系數(shù)(根據(jù)規(guī)定取值0.224)。蓄電池容量計算如下:Ccho=Kk(Icho/Kcho)=1.4(42/0.224)262.5 Ah。

        由以上計算可知,本工程蓄電池組容量取300Ah。遠景通信負荷電流小于42A,蓄電池充電負荷電流約30A,總負荷電流約72A。在滿足N-1要求下,本工程電源容量采用120A(4×30A,其中90A作為通信設(shè)備和蓄電池負荷使用,30A備用)。即本期配置兩套高頻開關(guān)電源(4×30A)及兩組300Ah蓄電池組,可滿足單套電源和蓄電池組故障時全站通信使用要求。

        從整個南俄230kV變電站通信系統(tǒng)設(shè)計來看,在滿足主合同約定的符合中國規(guī)范遵循ITU—T/G建議的前提下,完全滿足老撾國家電網(wǎng)的通信、調(diào)度及線路保護等業(yè)務(wù)要求,同時南俄230kV變電站通信站的完成,在滿足南俄230kV變電站自身調(diào)度通信的前提下,將使老撾國家電網(wǎng)調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)更加完善,進一步保障老撾國家電網(wǎng)的運行安全。

        TM73

        :A

        :1671-0711(2017)06(上)-0090-02

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