廈門連宋水利電力勘察設計有限公司 李慧芳
現代智能變電站中通過安裝不同品牌的光傳輸通信設備,經過信息采集、轉換、傳輸等過程,將變電站中的數據、語音、寬帶、IP 等常規(guī)業(yè)務進行低損耗傳輸,實現變電站和調度中心的有效通信。
所謂光傳輸技術就是經過SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步數字體系)為不同速率的數字信號的傳輸提供相應等級的信息結構,包括復用方法和映射方法,以及相關的同步方法組成的一個技術體制。SDH 傳輸業(yè)務信號時,各種業(yè)務信號要進入SDH 的幀都要經過映射、定位和復用三個步驟。SDH 網是由一些SDH 的網絡單元(NE)組成的,在光纖上進行同步信息傳輸、復用、分插和交叉連接的網絡[1]。
光傳輸系統(tǒng)中的SDH 采用的信息結構等級被稱為同步傳送模塊STM-N(SynchronousTransport Mode,N=1,4,16,64),最基本的模塊為STM-1,四個STM-1同步復用構成STM-4,以此類同步復用構成STM-16、STM-64……SDH 不同等級比特率(M bit/s)及最大通道容量(等效話路)分別為:STM-1/155.52/1890、STM-4/622.08/7560、STM-16/2488.32/30240、STM-64/9953.28/120960、STM-256/3981.312/483840。
下面就以福建南平浦城榮華110kV 新建智能變電站為例詳細介紹SDH 技術在電力系統(tǒng)智能變電站中的應用。
主變規(guī)模:遠景3×50MVA,本期1×50MVA;110kV 出線:110kV。遠景4回,采用單母分段接線,接入220kV 丹桂變2回,光伏發(fā)電1回,備用1回。本期2回,單母分段接線,接入220kV 丹桂變2回(新建丹桂-榮華雙回線路JL/G1A-300/6.5km);35kV:遠景6回,采用單母分段接線,接入110kV工業(yè)園變1回,35kV 上同變1回,35kV 管厝變1回,備用3回。本期3回,接入110kV 工業(yè)園變1回,35kV 上 同 變1回,35kV 管厝變1回,備用3回;10kV:遠景24回,采用單母分段接線。本期8回,單母線接線[2]。
浦城縣現有通信網絡為華為網絡,現有華為通信設備16臺,其中浦城縣調現有華為OSN 2500通信設備一臺,管厝變現有華為OSN1500通信設備一臺,35kV 上同變現有華為OSN 1500通信設備一臺,110kV 工業(yè)園變現有OSN 2500通信設備一臺,220kV 丹桂變現有烽火780B 通信設備一臺(圖1)[3]。
圖1 現狀華為SDH 設備組網圖
圖2 現狀烽火SDH設備組網圖
2.3.1 SDH 設備選型設備選型。為便于光纜通信設備的網絡管理和運行維護,榮華變電站SDH 設備均優(yōu)先選用與互聯站點的SDH 設備同一廠家的系列產品,即華為SDH 設備和泰科SDH 設備。
設備性能指標。光傳輸設備應符合YD/T 5095-2005,YD/T 5095-2005中未提及的指標參見ITU-T建議G.782,G.783,G.784,G.707,G.957,G.958,G.703,G.825,G.826,G.813。傳輸容量2.5G/622M;動態(tài)范圍(BER ≤10-12)為全動態(tài)范圍;光接口V L16.2/L16.1/S4.1/S1.1;交叉連接矩陣及端口支持能力。該設備應提供配置成終端復用設備的能力,當線路側僅有一個方向的光接口工作時,支路側應能將STM-16信號內的全部支路以STM-4信號或STM-1信號終結,以及不少于252×2Mb/s 信號的終端能力;該設備具有MSTP 功能:以太網業(yè)務接入及處理能力,應具有10M/100M 自適應以太網處理功能;電接口:2Mb/s;碼型:HDB3(ITU-T G.703);阻抗:75Ω,不平衡或120Ω,平衡可選;網絡管理接口:可提供Q3接口和F 接口(ITU-T G.773和G.784)[4]。2.3.2 中繼段距離計算
系統(tǒng)參考結構:光傳送系統(tǒng)參考結構滿足ITU-T G956建議,其典型結構見圖3,圖中S 為在光纖上位于光發(fā)射機后的一點、R 為在光纖上位于光發(fā)射機前的一點、PS 為在S 點輸出功率、PR 為在R 點接收靈敏度、ODF 為光配線架、E/O 為光發(fā)射機、O/E 為光接收機。
圖3 光傳輸系統(tǒng)參考結構圖
中繼段距離計算:衰減受限中繼段距離計算采用ITU-T 建議G.957的最壞值計算法:L1=(Ps-Pr-pp-∑Ac)/(Af+As),式中,L1為衰減受限中繼段長度(km),Ps 為S 點壽命終了時的光發(fā)送功率(dBm),Pr 為R 點壽命終了時的光接收靈敏度(dBm),Pp 為光通道功率代價(dB),Mc 為光纜線路光功率余量(dB),ΣAc 為S、R 點間其它連接器衰減之和(dB),Af 為光纖衰減系數(dB/km),As 為光纜固定接頭平均衰減(dB/km),取0.01(dB/km);散受限中繼段距離L2=Dmax/D,L2為色散受限中繼段長度(km),Dmax 為S、R 間通道允許的最大色散值(ps/nm),D為光纖色散系數(ps/nm·km),中繼段實際長度選擇取L1與L2最小值。
依據以上原則,本工程中繼段距離計算參數如下:波長1310Nm、光纖衰減常數(k)0.36dB/km、每km 光纖接頭衰減常數(B1)0.02dB/km、活動接頭平均衰減(B2)0.5dB/個、活動接頭個數(N1)2個、最大光通道代價(Pp)1dB、光纜線路儲備量(Mc)3dB、光端機S 點最小平均發(fā)送功率(Ps)-5dB、光放大器(P)0dB、光端機R 點最差靈敏度(Pr)-28dB、衰減受限允許中繼段長度(L1)47.37km、電平富余量(Me)12.83dB、要求光端機SR 間發(fā)送功率不小于(Pmin)10.17dB、光纖色散系數3.5ps/nm.km、線路最大色散(DDmax)165.7894737ps/nm、要求光端機允許色散不小于(Dg)>1600ps/nm、光纜實際線路長度(L)13.6km。通過光中繼段距離計算,本工程選用的光口類型是合理的。
根據南平地區(qū)通信規(guī)劃,結合現有光傳輸網絡及設備配置情況,本工程在新建榮華變配置兩套622M/2.5G SDH 設備,在工業(yè)園變原有華為OSN 2500設備上配置一塊S4.1光板光接口板,在管厝變原有華為OSN 1500設備上配置一塊S4.1光接口板,在35kV 上同變原有OSN 1500設備上配置一塊S4.1光接口板,在220kV 丹桂變原有烽火780B 設備上配置一塊S4.1光板(圖4)
圖4 項目完成后華為SDH 設備組網圖
圖5 項目完成后烽火SDH 設備組網圖
榮華110kV 變電站-南平地調系統(tǒng)通信隨南平浦城丹桂- 榮華110kV 線路工程建設,組織榮華變- 丹桂變-南平地調的新的通信通道。榮華110kV 變電站-浦城縣調系統(tǒng)通信結合南平浦城榮華-管厝35kV 線路工程及35kV 工上線開端進新建榮華變線路工程建設,組織榮華-管厝-富嶺-九秋-浦城縣調的新的通信通道。
圖6 系統(tǒng)通信通道組織