楊俊

摘要：電力通信配網(wǎng)自動(dòng)化就是利用現(xiàn)代通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和高性能配電設(shè)備等技術(shù)手段，對(duì)在運(yùn)的配電網(wǎng)進(jìn)行在線的智能化監(jiān)控管理，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運(yùn)行及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制和配電管理，使配電網(wǎng)設(shè)備始終處于安全、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī);光纖鏈路;光開關(guān);自動(dòng)倒換裝置

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，城市現(xiàn)代化進(jìn)程不斷加快，電力負(fù)荷日益增加，用戶對(duì)電能供應(yīng)的穩(wěn)定性、靈活性和可靠性等的要求越來越高。打造智能電網(wǎng)的的主要環(huán)節(jié)智能配電網(wǎng)的征途已經(jīng)在路上，配網(wǎng)自動(dòng)化就是利用通信和智能監(jiān)控技術(shù)手段，對(duì)配網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。提高客戶供電質(zhì)量，可以根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，配網(wǎng)主要監(jiān)控點(diǎn)有FTU、TTU、DTU、集中器等。

在配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)中：光纖通信、電力載波通信、無線通信、有線通信等都是可選用的，但它們的通信質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和投資并不一樣，根據(jù)實(shí)際情況和需要進(jìn)行選擇。其中光纖通信是當(dāng)前性價(jià)比最為理想的通信方式之一。其優(yōu)點(diǎn)：傳輸頻帶寬、通信容量大;傳輸損耗低，不受電磁干擾;線徑細(xì)、重量輕，資源豐富;撓性好，不怕潮濕，耐高壓;抗腐蝕，安全保密等優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)用環(huán)境較為廣泛。缺點(diǎn)：光纖性質(zhì)脆，需要適當(dāng)涂敷加以保護(hù);對(duì)切斷和連接光纖時(shí)，需要高精度技術(shù)，這在連接電纜時(shí)是沒有的;分路耦合不方便;光纖不能傳輸中繼器所需要的電能;彎曲半徑不宜太小。

電力通信配網(wǎng)自動(dòng)化交換機(jī)作為支撐智能配網(wǎng)的重要設(shè)備，已覆蓋各大城市的10kV主干線路和及以上變電站、供電所和各調(diào)度機(jī)構(gòu)，長(zhǎng)距離、大芯數(shù)的特種通信光纜，在電力通信工程建設(shè)中普遍應(yīng)用，對(duì)與之相關(guān)的通信光纜線路運(yùn)行維護(hù)專業(yè)提出了更高的要求。根據(jù)配電自動(dòng)化系統(tǒng)要求，預(yù)計(jì)未來配網(wǎng)自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)最有競(jìng)爭(zhēng)力的模式是工業(yè)以太網(wǎng)的模式，即以保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和可靠性為前提，采用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)完成FTU、DTU、TTU等關(guān)鍵點(diǎn)的數(shù)據(jù)監(jiān)控和接入。工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)在電力電力通信網(wǎng)絡(luò)中有著較為良好的應(yīng)用基礎(chǔ)，具備高帶寬、環(huán)網(wǎng)保護(hù)、工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、IP化趨勢(shì)等電力配電網(wǎng)通信所要求的優(yōu)點(diǎn)。

昆明供電局配電網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)的通信通道采用專網(wǎng)通道和公網(wǎng)通道相結(jié)合的方式，通信方式采用光纖通信和無線公網(wǎng)通信相結(jié)合的方式。專網(wǎng)通道通信方式采用光纖通信，通信技術(shù)以光纖工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)技術(shù)為主、EPON技術(shù)為輔;公網(wǎng)通道通信方式采用無線公網(wǎng)通信，通信技術(shù)采用無線通信技術(shù)，公網(wǎng)通道由現(xiàn)有無線運(yùn)營(yíng)商建設(shè)，接口點(diǎn)為配電主站公網(wǎng)前置采集側(cè)防火墻設(shè)備。配網(wǎng)自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過多年的不斷建設(shè)，發(fā)展迅速，然而，從運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，90%以上的故障來至于接入層工業(yè)交換機(jī)的故障，配網(wǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)故障排查通常為交換機(jī)掉電而引發(fā)的故障，恢復(fù)供電后故障消除，如遇到配網(wǎng)一次設(shè)備故障和無備件時(shí)，只有采取搶修人員現(xiàn)場(chǎng)跳纖的方式甩掉故障站點(diǎn)來保障接入層相鄰站點(diǎn)的正常數(shù)據(jù)通信，增加運(yùn)維人員的人力成本和危險(xiǎn)系數(shù)。接入層站點(diǎn)的交換機(jī)掉電故障，嚴(yán)重影響配網(wǎng)自動(dòng)化光纖DTU的在線率，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行。

解決生產(chǎn)中的技術(shù)難題，運(yùn)維人員自己設(shè)計(jì)、組裝、反復(fù)調(diào)試，終于完成了電力通信配網(wǎng)自動(dòng)化交換機(jī)光纖鏈路自動(dòng)旁路裝置 ：本裝置是一種光鏈路自動(dòng)倒換裝置，尤其是一種電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化交換機(jī)光纖鏈路自動(dòng)倒換裝置，還涉及自動(dòng)倒換方法具有較強(qiáng)的實(shí)用性和創(chuàng)新性，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著， 就成果應(yīng)用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低設(shè)備故障。

一、一種電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化交換機(jī)光纖鏈路自動(dòng)倒換裝置，該裝置包括FTU、TTU、DTU站點(diǎn)交換機(jī)收、發(fā)尾纖上的第一個(gè)光開關(guān)和第二個(gè)光開關(guān)，第一個(gè)光開關(guān)與第一臺(tái)交換機(jī)連接，第二個(gè)光開關(guān)與第三臺(tái)交換機(jī)連接，第二臺(tái)交換機(jī)設(shè)于第一個(gè)光開關(guān)和第二個(gè)光開關(guān)之間，當(dāng)?shù)诙_(tái)交換機(jī)電源正常時(shí)，兩側(cè)光鏈路光路接至第二臺(tái)交換機(jī)，當(dāng)電源中斷時(shí)，光開關(guān)發(fā)生動(dòng)作，光路自動(dòng)倒換把兩側(cè)光路接通;當(dāng)?shù)诙_(tái)交換機(jī)電源恢復(fù)供電時(shí)，光開關(guān)動(dòng)作斷開兩側(cè)光纖鏈路，將第二臺(tái)交換機(jī)上下站點(diǎn)的兩個(gè)交換機(jī)光路接通。本發(fā)明不需要人工去現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)跳纖，連通上下站點(diǎn)光纖鏈路的問題，運(yùn)維人員也不用去現(xiàn)場(chǎng)斷開臨時(shí)跳纖的工作，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化交換機(jī)的光纖鏈路自動(dòng)倒換功能，有效防止危及多個(gè)FTU、TTU、DTU三遙信號(hào)中斷的問題。

二、交換機(jī)光纖鏈路正常運(yùn)行時(shí)為實(shí)線，當(dāng)DTU通信柜發(fā)生電源失電時(shí)，第一個(gè)、第二個(gè)光開關(guān)光纖鏈路同時(shí)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)一一對(duì)應(yīng)倒換，甩掉故障第二臺(tái)交換機(jī)，連通第一臺(tái)、第三臺(tái)交換機(jī)的光纖鏈路，故障時(shí)交換機(jī)光纖鏈路運(yùn)行為虛線，確保接入層交換機(jī)不發(fā)生開環(huán)運(yùn)行。

三、交換機(jī)電源故障時(shí)，光纖鏈路運(yùn)行時(shí)為虛線，當(dāng)FTU、TTU、DTU通信電源恢復(fù)供電時(shí)，第一個(gè)、第二個(gè)光開關(guān)光纖鏈路同時(shí)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)一一對(duì)應(yīng)倒換，自動(dòng)接入第二臺(tái)交換機(jī)，連通第一臺(tái)、第三臺(tái)交換機(jī)的光纖鏈路，光纖鏈路運(yùn)行為實(shí)線，從而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化交換機(jī)光纖鏈路的自動(dòng)倒換功能，確保電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行。

應(yīng)用情況：10kV配網(wǎng)自動(dòng)化交換機(jī)在運(yùn)設(shè)備，在運(yùn)設(shè)備因停電、鼠類活動(dòng)頻繁咬斷在運(yùn)設(shè)備造成設(shè)備停運(yùn)、故障、燒區(qū)域，直接效益：昆明供電局配網(wǎng)自動(dòng)化交換機(jī)光纖鏈路自動(dòng)旁路裝置應(yīng)用：使用前配網(wǎng)通信設(shè)備在運(yùn)接入層配網(wǎng)交換機(jī)發(fā)生掉電時(shí)，搶修時(shí)間2-5小時(shí)，搶修費(fèi)用2000元/次，人工：搶修人員2人、300元/人，合計(jì)：600元;車輛臺(tái)班：1輛、600元/臺(tái)，合計(jì)：600元;工作許可：開搶修工作票辦理許可手材料費(fèi)：800元;搶修時(shí)間6小時(shí)，2人12小時(shí)。使用配網(wǎng)自動(dòng)化交換機(jī)光纖鏈路自動(dòng)倒換裝置后節(jié)省費(fèi)用：2019年昆明配網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)生200次，合計(jì)：40萬元;應(yīng)用產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益40萬元。

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期、艱巨及復(fù)雜的任務(wù)，同時(shí)也是一條城市配電網(wǎng)發(fā)展的必由之路。配網(wǎng)通信系統(tǒng)在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的作用就像路一樣，昆明供電局采用工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)通信技術(shù)，為配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)提供可靠、高帶寬、投資經(jīng)濟(jì)的通信通道，從而實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化，達(dá)到為廣大電力用戶不間斷提供優(yōu)質(zhì)電力供應(yīng)服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)人民電力為人民的企業(yè)宗旨。