电力系统通信技术及规划.ppt
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1、2019/4/11,1,电力系统通信技术及规划,2019/4/11,2,2019/4/11,3,前言,2019/4/11,4,电力通信网是电网的基础设施,依托电网进行建设,并为电网服务。随着二次系统技术的不断发展,大二次整合的不断推进,通信专业的重要性不断提升。同时,“通信与信息系统”、“电机”分属于不同的专业范畴,项目前期工作人员对通信专业的了解有限,亟须沟通交互。 本报告的目标人群:电网规划、项目前期工作人员 本报告主要内容: 电力通信技术的普及性介绍 电力通信规划的总体介绍 在可行性研究阶段,通信设计工程实例,2019/4/11,5,通信技术,2019/4/11,6,通信网按功能大体可划
2、分为传输网、业务网和支撑网三部分。,传输网是“信息”广域交互的基础平台。 业务网可以更灵活地适应小颗粒业务的接入、交换等。 支撑网用于满足系统同步运行,并实时监控设备状态、电路调度等。,2019/4/11,7,电力通信传输网主要有光纤通信、微波通信和电力线载波通信三种方式,远景还将增设卫星通信作为应急通信手段,其中光纤通信占据绝对优势。 微波电路的最主要优势在于抗自然灾害的能力强,在风、雨、雪和冰灾时,信道质量会受影响,但通常电路不会中断;它的主要缺点是受通道阻挡、站址选择、信道带宽、信道误码性能等条件限制。微波电路已逐步萎缩,目前省干微波电路仍维持使用,地区微波电路已基本退役。 电力线载波是
3、一种濒临淘汰的技术,信道质量差,带宽非常小,应尽量避免使用。目前,电力线载波基本均用于500kV、220kV无光缆线路的线路继电保护通道。 卫星通信仅用于应急通信,不作为正常通信方式。目前,卫星通信的资费已大幅度下降,地面站间的M专线通道约1200元每小时,可按需申请,而卫星手机的资费则要低得多,已在牧区广泛使用。M带宽可满足30个常规电话同时通信。 光纤通信的带宽、性能具有绝对优势,光缆价格低廉,因此成为绝对主流。光纤的带宽潜力巨大,实际带宽取决于设备制造水平。目前,江苏电力省干SDH电路带宽为10G,通过DWDM技术可实现32路信号同纤运行。,传输网,2019/4/11,8,电力企业应用的
4、光缆主要有OPGW、ADSS和普通光缆三类。OPGW、ADSS属于特种光缆范畴,可用于高压、大档距条件,即35kV及以上线路。普通光缆是相对于特种光缆而言的,泛指电信企业常用的无金属光缆,主要用于10kV架空线或管道敷设。,OPGW:Optical fiber composite overhead ground wire ADSS:All-dielectric self-supporting optical cable,2019/4/11,9,左图为ADSS,下图为OPGW。 ADSS光缆由内到外为FRP加强芯、容纳光纤的松套管/填充绳、内护套、芳纶纱、外护套。 OPGW由铝合金单丝、铝包钢单
5、丝、容纳光纤的中空不锈钢管组成。,2019/4/11,10,OPGW为金属结构,不存在电腐蚀的问题,可以应用于各类电压等级的送电线路。是否采用OPGW,主要取决于投资、工程需要的考虑。从运行情况来看,OPGW到主要问题是雷击断股。江苏已发生多起雷击断股事件。从OPGW到使用规模、运行的时间跨度来看,雷击断股的情况很少,而且多数情况可通过预绞丝修复。因此,OPGW成为近期电力光缆的首选方式。 这里需要特别说明的是,江苏多平原,落雷密度低,OPGW雷击损伤是比较罕见的。在重雷区,广泛使用OPGW是有争议的,特别是在110kV线路上架设OPGW,这时ADSS应是一个较好的选择。,OPGW综述,201
6、9/4/11,11,常规地线多采用钢绞线,钢的熔点高,耐雷水平较高,而且结构简单,易修复。,OPGW防雷,OPGW内置光纤,材质为铝合金、铝包钢,防雷性能远低于常规地线。OPGW的防雷性能主要取决于外层单丝的直径和熔点。因此,通常限定OPGW外层单丝的直径和材质,以确保耐雷能力。同时,为降低OPGW的落雷概率,匹配地线也要求逐塔接地。 110kV OPGW的横截面较小,外层单丝通常采用小直径的铝合金单丝,耐雷水平有限。因此,在重雷区,舍OPGW而采用ADSS也是有一定道理的。,2019/4/11,12,送电线路为双地线结构,需架设OPGW时,通常按一根OPGW、一根地线设计。 地线匹配是指OP
7、GW与地线的弧垂应接近,以保证铁塔两侧的防雷保护角基本一致,水平张力也尽量接近,即OPGW与地线的机械特性应尽量一致。 线路发生单相接地故障时,OPGW与地线会流经短路电流,产生焦耳热,危及OPGW安全。首先对该段线路进行短路电流计算,根据短路电流水平合理设计OPGW和地线的分流能力。,OPGW地线匹配及分流,2019/4/11,13,2019/4/11,14,1. 测试样本为充有油膏的不锈钢管内的光纤; 2O表示没变色;SC表示轻微变色但可识别;WY表示黄色白色无法区分;G表示变成绿色;X表示变色且无法区分。,2019/4/11,15,ADSS综述,ADSS为全介质结构,安装于相线以下,应用
8、中存在的主要问题是电腐蚀和外力破坏,其中电腐蚀均发生在220kV线路,110kV及以下线路尚未发现电腐蚀。在500kV及以上线路,因电场强度过高,以目前的工艺水平不具备架设ADSS的可能。 江苏ADSS应用较多,在2003年以后陆续发生多起220kV ADSS电腐蚀断缆事故,镇江、徐州、扬州、宿迁和淮安地区陆续发现电腐蚀案例。ADSS电腐蚀的主要成因是电晕放电、干带飞弧和早期材质不过关,几乎所有的电腐蚀均发生在杆塔连接处。电腐蚀现象无法避免,但可以有效抑制。目前,抑制电腐蚀的措施已比较成熟,多数情况可以比较妥善地解决。,2019/4/11,16,徐州,2019/4/11,17,淮安,2019/
9、4/11,18,镇江,2019/4/11,19, 500kV/220kV混压四回路,原则上应按双OPGW建设。 500kV/220kV新建架空线路,原则上均采用OPGW。 110kV电厂送出线、 220kV变间的110kV联络线、 220kV变与110kV 枢纽变间的联络线,原则上应架设光缆。 110kV馈供线仅在电源侧设单套距离零序保护,是否架设光缆视通信需求而定。 110kV全线新建线路,推荐采用OPGW。 110kV新老混合架空线路,可采用OPGW+ADSS方式,也可全线架设ADSS,具体视新线路的绝对长度和比重而定。 管道光缆可采用普通光缆或ADSS,优先采用普通光缆,以降低投资。 2
10、0kV/10kV架空线,不宜架设光缆,调度端出局光缆除外。 光缆纤芯配置: 220kV同塔双回线,一般按36芯配置; 110kV光缆,一般按24芯或16芯配置; 调度端出局光缆(调度端至第一个变电所)原则上不低于36芯;,光缆建设意见,2019/4/11,20,光传输设备,光传输设备的体制主要有PDH、ATM、SDH和IP/以太网几种。 PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy)是早期的技术体制,点对点系统,带宽小(通常为42M),因设备价格低廉,个别场合仍在使用。例如,小型电厂接入,与电信企业电话交换机互联。 ATM(Asynchronous Transfer
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