電力系統(tǒng)光纖通信的發(fā)展和應(yīng)用
電力系統(tǒng)通信時(shí)隨著電網(wǎng)的發(fā)展而建設(shè)起來的，近年來，電力通信網(wǎng)已是電力通信系統(tǒng)的重要組成部分，以下是小編搜集整理的一篇探究電力系統(tǒng)光纖通信發(fā)展的論文范文，供大家閱讀查看。
摘要：上世紀(jì)80年代初諾貝爾獎(jiǎng)獲得者，華人高錕在英國發(fā)明了光導(dǎo)纖維通信技術(shù)，至現(xiàn)在已有30多年時(shí)間。光導(dǎo)纖維通信----簡稱光纖通信。光纖通信的發(fā)明在有限通信領(lǐng)域也算是革命性的技術(shù)變革。用光纖做成光纜通信取代用銅線做成的通信電纜，由于光纜通信比銅線通信電纜的通信質(zhì)量高、效果好被普遍應(yīng)用。遼寧省電力有限公司于1988年投資建設(shè)錦州電廠---錦州董家500千伏變電站第一條光纜通信至現(xiàn)在已有25年歷史。
關(guān)鍵詞：光纖通信 光纜 電力通信網(wǎng)
引言
由電廠、變電站、輸電線路、配電線路等各種電力設(shè)備組成的電網(wǎng)。需要優(yōu)質(zhì)可靠的通信手段，保證電網(wǎng)安全可靠供電。
電力系統(tǒng)通信時(shí)隨著電網(wǎng)的發(fā)展而建設(shè)起來的，歷經(jīng)更新?lián)Q代、設(shè)備升級(jí)，遼寧省電力有限公司專用信息通信網(wǎng)已初步完備，電力通信網(wǎng)已是電力通信系統(tǒng)的重要組成部分。
電力通信網(wǎng)承載的業(yè)務(wù)主要有生產(chǎn)運(yùn)行業(yè)務(wù)和事務(wù)管理業(yè)務(wù)兩大類。生產(chǎn)運(yùn)行業(yè)務(wù)主要包括遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集、光纖保護(hù)、變電所圖像監(jiān)控、油色譜監(jiān)測和調(diào)度電話等;事務(wù)管理業(yè)務(wù)主要包括行政電話、會(huì)議電視電話、調(diào)度MIS及辦公自動(dòng)化等。
生產(chǎn)運(yùn)行業(yè)務(wù)對(duì)通信的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性要求很高，事務(wù)管理業(yè)務(wù)種類多、變化快、通信流量大。用光纖光纜建成的寬帶、高質(zhì)量、高清晰度穩(wěn)定可靠的電力通信網(wǎng)絡(luò)可以提高整個(gè)電力系統(tǒng)的安全管理和經(jīng)營管理效率，因此，有必要使電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最優(yōu)配置。
1、非金屬自承式光纜的應(yīng)用
1.1 非金屬自承式光纜(ADSS)通信的應(yīng)用
錦州供電公司董家500千伏變電所至錦州電廠數(shù)字光纖通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)于1988年10月建成投入運(yùn)行。該系統(tǒng)通信設(shè)備全部為國產(chǎn)。
光端機(jī)設(shè)備是光纖通信系統(tǒng)的主要組成部分，根據(jù)傳輸距離本系統(tǒng)采用多模1.3μm光纖及長波長LED----PIN組合。
系統(tǒng)在傳輸碼型上采用1B2B線路編解碼技術(shù)，通過運(yùn)行數(shù)字和實(shí)現(xiàn)傳輸和實(shí)現(xiàn)傳輸線路自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測和故障自動(dòng)切換。特別適用于電力通信網(wǎng)的高可靠運(yùn)行。
1.2 系統(tǒng)參數(shù)及關(guān)鍵光電器件
系統(tǒng)選擇1.3μm窗口，按照設(shè)計(jì)要求，光纜線路總長約7公里左右，今后隨電網(wǎng)發(fā)展，該通信系統(tǒng)可擴(kuò)容開通三、四次群(480ch、1920ch)的數(shù)字通信和圖像傳輸。
錦州供電公司董家500千伏變電所至錦州電廠的音頻通信電纜(銅芯)，在電力系統(tǒng)事故狀態(tài)下存在低點(diǎn)位升高燒損通信電纜以及終端保險(xiǎn)設(shè)施而造成通信中斷。為解決這個(gè)問題，在該條通信線路上采用非金屬自承式光纜ADSS。
比特率選擇為2048kbit/s，符合國際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)CCITT建議要求，光端機(jī)接口碼型均采用HDB3碼，基群選擇單路編譯碼設(shè)備，根據(jù)系統(tǒng)考慮，也可以直接光端機(jī)和數(shù)字程控交換機(jī)相聯(lián)成網(wǎng)，考慮今后擴(kuò)容方案，可以有以下幾種：
(1)線路要求在30ch話路以下，可直接采用一次群光端機(jī)。 (2)線路要求在30～60ch話路之間，可以直接采用二主一備制式一次群光端機(jī)。
(3)線路要求在30～120ch話路之間，可以直接改成二次群光端機(jī)并增加二次群復(fù)接設(shè)備。
本系統(tǒng)采用了1B2B光纜線路編解碼技術(shù)。由于光纖的傳輸帶寬較寬，將光纜線路上碼速率增加到4096Kbd，對(duì)本系統(tǒng)光路傳輸指標(biāo)以及接收機(jī)靈敏度影響很小。通過編碼1B輸入的“1”碼交替地用“11”表示，輸入信號(hào)的0碼分別用“10”和“01”表示。變換規(guī)則如圖3-3。
該光纜線路中傳輸?shù)拇a連“0”或連“1”數(shù)都不大于3個(gè)，定時(shí)分量豐富，基線漂移小，從長時(shí)間統(tǒng)計(jì)得知“1”碼出現(xiàn)的概率和“0”碼出現(xiàn)的概率完全相等，如果系統(tǒng)出現(xiàn)誤碼，即“1”誤判成“0”或“0”誤判成“1”，破壞了編碼規(guī)律可以通過運(yùn)行數(shù)字和RDS電路來檢測出誤碼，當(dāng)誤碼率劣化到一定值時(shí)，發(fā)出切換信號(hào)。
光電器件的選擇：光電器件在光纖通信系統(tǒng)中占有相當(dāng)重要地位，它主要有光源和光探測器兩大類。結(jié)合該系統(tǒng)工程實(shí)際情況，光路指標(biāo)分配、可靠性指標(biāo)、錦州供電公司董家變電所至錦州電廠光纜通信選擇了LED-PIN組合。
2、應(yīng)用結(jié)果
錦州供電公司董家500千伏變電所至錦州電廠光纜通信系統(tǒng)工程，屬于試驗(yàn)性質(zhì)工程，取得運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)后以便在東北電力系統(tǒng)推廣使用：
①1988年10月該工程竣工后投入運(yùn)行，運(yùn)行效果良好，很少故障。
②光纜通信消除了電力系統(tǒng)事故時(shí)，因地位升高引起的通信終端以及燒損通信電纜的問題。
③光纜通信被認(rèn)定最適合電力系統(tǒng)應(yīng)用，它比電力載波、有線、微波優(yōu)點(diǎn)多。
3、錦州供電公司電力通信網(wǎng)的現(xiàn)狀
隨著電網(wǎng)的發(fā)展和建設(shè)，錦州供電公司加大了對(duì)光纖通信網(wǎng)的建設(shè)投入，目前錦州地區(qū)光纜通信網(wǎng)較幾年前已經(jīng)得到了極大的發(fā)展，錦州地區(qū)電力通信網(wǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了由光纖、微波相互備用到光纖為主、微波備用的轉(zhuǎn)變，SDH、2.5G光纖通信網(wǎng)覆蓋錦州供電公司下屬的黑山、北鎮(zhèn)(溝幫子)、凌海、義縣、古塔、凌河、太和、開發(fā)區(qū)8個(gè)供電分公司。錦州供電公司所屬220KV變電站光纖覆蓋率達(dá)到了100%，66KV變電站光纖覆蓋率達(dá)到95%。
錦州地區(qū)電力通信網(wǎng)是遼寧電力公司通信網(wǎng)的一部分，由于遼寧電力公司下屬各市供電公司電力光纖通信網(wǎng)發(fā)展與完善，使得遼寧電力公司對(duì)電網(wǎng)業(yè)務(wù)的通信信息化水平得到很大提高。
目前現(xiàn)運(yùn)行的2.5G光纖通信網(wǎng)已經(jīng)逐漸步能滿足電網(wǎng)日益增長的帶寬需要，正在逐步向10G通信環(huán)網(wǎng)升級(jí)進(jìn)行改造工作，以滿足電網(wǎng)對(duì)通信信息傳輸?shù)男枰?/p>
3.1 光纖通信系統(tǒng)傳輸衰耗的計(jì)算方法
①衰耗限制：
衰耗限制的中繼距離計(jì)算式(L=(Pt-Pr-2Ac-ME-PP)/(a+as+mc))式中：Pt----光發(fā)送機(jī)平均發(fā)光功率dBm;Pr----光接收機(jī)靈敏度dBm;Ac----活動(dòng)連接器衰耗(光發(fā)送機(jī)與光接收機(jī)上各有一個(gè)活接頭，所以計(jì)算式中是2Ac，取Ac=0.5dB);ME----設(shè)備富余度(光終端設(shè)備長期使用會(huì)出現(xiàn)老化，取ME=3dB);PP----光通道功率代價(jià)(它包括反射和色散代價(jià)，PP取=1dB);a----光纖的衰耗系數(shù)(取值決定于所供應(yīng)光纜);as----平均每千米接續(xù)衰耗(每個(gè)熔接點(diǎn)的衰耗可以保證在0.05dB以下，光纜每盤長度2km，可取as=0.05/2dB);mc----光纜富余度(光纜在長期使用中會(huì)發(fā)生老化，尤其是隨溫度環(huán)境的變化(主要是低溫)，其衰耗系數(shù)會(huì)增加，所以必須留出一定余量，取mc=0.1～0.2dB/km)
②色散限制
光源器件為多縱模激光器(MLM)式發(fā)光二極管是，中繼距離(L=ε/δλD(λ)fb)式中：δλ----光源的根均方譜寬(nm);D(λ)----所用光纖色散系數(shù)(Ps/km・nm);fb----系統(tǒng)的碼率(bit/s)
當(dāng)光源器件為單縱模激光器(SLM)時(shí)，中繼距離(L=71400/[dD(λ) λ2 fb2])式中：d----啁啾聲系數(shù)。對(duì)分布反饋型(DBF)單縱模激光器而言，d=4～6Ps/nm;對(duì)量子阱激光器而言，d=2～4Ps/nm。D(λ)----所用光纖色散系數(shù)(Ps/km・nm);Λ----系統(tǒng)的工作波長上限(nm);fb----系統(tǒng)的碼率(bit/s)
4、后記
光纖通信與電纜通信方式相比較：光纖通信的優(yōu)點(diǎn)很多，光纖通信抗電磁干擾性很好、傳輸頻帶寬、通信容量大、保密性好、光纖通信的傳輸衰耗小、串?dāng)_小、信號(hào)傳輸質(zhì)量高、中繼距離長。
光纖的尺寸小、重量輕、便于敷設(shè)，而且耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)。其缺點(diǎn)是：光纖的彎曲半徑不能小，光纖通信的分路，耦合比較麻煩，而且需要光電和電光轉(zhuǎn)換。
參考文獻(xiàn)：
[1]李中年 電力通信 國防工業(yè)出版社 2009
[2]電力系統(tǒng)通信雜志1988～2011年各期