研究光纖通信在華北油田電網(wǎng)的應(yīng)用
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陳莉1由 分享
摘要：介紹了光纖通信技術(shù)在華北油田電網(wǎng)的推廣應(yīng)用，講述了項目的系統(tǒng)組成和規(guī)模、傳輸設(shè)備的功能特點、項目成效和應(yīng)用價值等。
關(guān)鍵詞：電力通信；ADSS光纜；SDH傳輸系統(tǒng)
0 引言
電力通信是為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行應(yīng)運而生的，它同電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)被人們合稱為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的三大支柱。因此，要求電力通信應(yīng)具有很高的可靠性。目前，光纖通信在電力載波通信、微波通信、一點多址等諸多通信方式中日顯優(yōu)勢，已成為電力通信網(wǎng)的主要傳輸方式。它是以光波為載體，以光導(dǎo)纖維為傳輸媒質(zhì)，將信號從一處傳輸?shù)搅硪惶幍囊环N通信手段。它具有傳輸?shù)男畔⒘看蟆⒕嚯x遠、頻帶寬、質(zhì)量高、抗干擾及輻射性強等許多優(yōu)點，是集語音、圖像、數(shù)據(jù)通信為一體的綜合傳輸系統(tǒng)。
隨著華北油田變電站無人值守項目的實行，電網(wǎng)專業(yè)化管理的進一步深化，電力通信專網(wǎng)在整個油田電網(wǎng)運行管理中的地位越來越重要，積極采用新技術(shù)和新設(shè)備組建電力通信專網(wǎng)已是十分緊迫的任務(wù)。在此背景下，自2007年以來，華北油田進行了電力通信專網(wǎng)的統(tǒng)一規(guī)劃和建設(shè)，建成了以光纖通信為主，微波和電力載波為輔的通信系統(tǒng)。
1 系統(tǒng)組成、規(guī)模及維護
1.1 系統(tǒng)組成
（1）全介質(zhì)自承光纜——ADSS（All Dielectric Self Supporting）。ADSS光纜在輸電線路上廣泛使用，特別是在已建線路上使用較多。它能滿足輸電線跨度大、垂度大的要求。其特點是：①張力理論值為零；②為全絕緣結(jié)構(gòu)，安裝及線路維護時可帶電作業(yè)，這樣可大大減少停電損失；③其伸縮率在溫差很大的范圍內(nèi)可保持不變，而且其在極限溫度下，具有穩(wěn)定的光學(xué)特性；④耐電蝕ADSS光纜可減少高壓感應(yīng)電場對光纜的電腐蝕；⑤ADSS光纜直徑小、質(zhì)量輕，可以減少冰和風(fēng)對光纜的影響，其對桿塔強度的影響也很小。
（2）SDH傳輸系統(tǒng)。本項目SDH傳輸系統(tǒng)具有靈活的設(shè)備配置：STM-16／4兼容設(shè)備，支持網(wǎng)絡(luò)設(shè)備從622M到2.5G的在線升級，具備高低階20G全交叉能力。具有強大的組網(wǎng)能力支持Mesh組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點即插即用。支持SDH業(yè)務(wù)、PDH業(yè)務(wù)、以太網(wǎng)等多業(yè)務(wù)接口，單子架可實現(xiàn)1×STM-16四纖環(huán)或2×STM-16二纖環(huán)，可支持Mesh網(wǎng)絡(luò)中多達40個光方向的組網(wǎng)；具有完善的網(wǎng)絡(luò)生存機制和完備的設(shè)備保護機制。
（3）同步時鐘系統(tǒng)。同步時鐘源包括：線路時鐘源、支路信號時鐘源、2個外同步時鐘源。每個站點可以從兩個方向提取時鐘，對這兩個方向時鐘設(shè)置優(yōu)先級，當高優(yōu)先級的時鐘質(zhì)量低于要求時，自動跟隨另一個低優(yōu)先級的時鐘，以此對同步時鐘建立起時鐘保護自愈環(huán)。
（4）網(wǎng)管系統(tǒng)。本項目網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)實現(xiàn)了對整個傳輸和接入設(shè)備的統(tǒng)一管理。網(wǎng)管放在電力調(diào)度中心，提供網(wǎng)絡(luò)拓撲、配置、安全、系統(tǒng)維護等管理功能，支持軟件在線升級。
（5）PCM接入系統(tǒng)。PCM接入系統(tǒng)具有集中網(wǎng)絡(luò)管理能力，與SDH傳輸系統(tǒng)統(tǒng)一網(wǎng)管，具有大容量的交叉連接矩陣，是一種SDH設(shè)備延伸的業(yè)務(wù)接入。其接口豐富，極大豐富了業(yè)務(wù)的靈活接入，擴充了傳輸業(yè)務(wù)的特殊要求。
1.2 系統(tǒng)規(guī)模
華北油田現(xiàn)擁有變電站43余座，依據(jù)油田電網(wǎng)各變電站分布情況，以電調(diào)中心和四個集控中心為支點建立主干光纖環(huán)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，再經(jīng)光纜向35kV變電站輻射，35kV變電站之間串聯(lián)運行，力爭實現(xiàn)雙光纖環(huán)路，為集控化的智能電網(wǎng)建設(shè)提供通信保障。
1.3 系統(tǒng)維護
SDH系統(tǒng)的維護主要是對光線路和設(shè)備的維護，具體如下：
（1）光纜線路情況：包括光纜的長度、芯數(shù)、接頭、跳纖及光纖的衰耗值、備纖等各方面情況。
（2）設(shè)備情況：主要包括設(shè)備的型號、配置情況、機盤功能、接口情況、面板上各種告警燈和指示燈的顯示情況及組網(wǎng)情況；光端機的各種測試指標；設(shè)備供電電源情況；ODF架、DDF架、VDF架及網(wǎng)管系統(tǒng)的應(yīng)用情況。
（3）儀表、工具情況：SDH光傳輸系統(tǒng)常用儀表有：光功率計、誤碼儀等。要熟練掌握這些儀表的功能及使用方法。
2 項目成效
華北油田電網(wǎng)光纖通信規(guī)劃建設(shè)為無人值守變電站的現(xiàn)代化自動化管理和運營提供了先進的通信手段，為油田電網(wǎng)的管理和運行提供了充足可靠的綜合業(yè)務(wù)接口及傳輸通道。具體來講：
（1） 滿足了各站點調(diào)度電話對電路的需求。中心調(diào)度、各集控站調(diào)度、無人值守變電站之間的電力調(diào)度專用電話傳輸有了穩(wěn)定可靠的通信電路來作為保障。
（2）滿足了電力自動化系統(tǒng)對電路的需求。電網(wǎng)生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)等電力自動化信息對通信系統(tǒng)的要求越來越高，本通信系統(tǒng)為其提供了標準和足夠的數(shù)據(jù)接入接口，并保證了自動化數(shù)據(jù)信號的實時和無誤傳輸。
（3）滿足了監(jiān)控系統(tǒng)對電路的需求。今后油田各個變電站將逐步向無人職守的方向發(fā)展，廣泛采用變電站遠程圖像監(jiān)控技術(shù)是變電站自動化建設(shè)的發(fā)展趨勢，本通信系統(tǒng)為其預(yù)留了高速視頻監(jiān)控通道。
（4）滿足了遠程抄表系統(tǒng)對電路的需求。油田的電量遠程抄表系統(tǒng)在不斷建設(shè)和發(fā)展，本通信系統(tǒng)為其提供了相應(yīng)的專用數(shù)據(jù)接口和通道。
3 結(jié)束語
光纖通信在華北油田電力系統(tǒng)的應(yīng)用實現(xiàn)了油田通信網(wǎng)建設(shè)的低成本、大容量、多業(yè)務(wù)和智能化，滿足了電力數(shù)據(jù)、語音、視頻、寬帶接入等多種業(yè)務(wù)的傳輸要求，并在網(wǎng)絡(luò)通信的實時性、準確性和可靠性等方面為各用戶提供了充分的保障，從而保證了油田電網(wǎng)生產(chǎn)的安全經(jīng)濟運行，并創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。
參考文獻：
[1]韋樂平.光纖通信技術(shù)的發(fā)展與展望[J].電信技術(shù)，2006（11）：13-17.
[2]許國良.現(xiàn)代光纖通信技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2005.
關(guān)鍵詞：電力通信；ADSS光纜；SDH傳輸系統(tǒng)
0 引言
電力通信是為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行應(yīng)運而生的，它同電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)被人們合稱為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的三大支柱。因此，要求電力通信應(yīng)具有很高的可靠性。目前，光纖通信在電力載波通信、微波通信、一點多址等諸多通信方式中日顯優(yōu)勢，已成為電力通信網(wǎng)的主要傳輸方式。它是以光波為載體，以光導(dǎo)纖維為傳輸媒質(zhì)，將信號從一處傳輸?shù)搅硪惶幍囊环N通信手段。它具有傳輸?shù)男畔⒘看蟆⒕嚯x遠、頻帶寬、質(zhì)量高、抗干擾及輻射性強等許多優(yōu)點，是集語音、圖像、數(shù)據(jù)通信為一體的綜合傳輸系統(tǒng)。
隨著華北油田變電站無人值守項目的實行，電網(wǎng)專業(yè)化管理的進一步深化，電力通信專網(wǎng)在整個油田電網(wǎng)運行管理中的地位越來越重要，積極采用新技術(shù)和新設(shè)備組建電力通信專網(wǎng)已是十分緊迫的任務(wù)。在此背景下，自2007年以來，華北油田進行了電力通信專網(wǎng)的統(tǒng)一規(guī)劃和建設(shè)，建成了以光纖通信為主，微波和電力載波為輔的通信系統(tǒng)。
1 系統(tǒng)組成、規(guī)模及維護
1.1 系統(tǒng)組成
（1）全介質(zhì)自承光纜——ADSS（All Dielectric Self Supporting）。ADSS光纜在輸電線路上廣泛使用，特別是在已建線路上使用較多。它能滿足輸電線跨度大、垂度大的要求。其特點是：①張力理論值為零；②為全絕緣結(jié)構(gòu)，安裝及線路維護時可帶電作業(yè)，這樣可大大減少停電損失；③其伸縮率在溫差很大的范圍內(nèi)可保持不變，而且其在極限溫度下，具有穩(wěn)定的光學(xué)特性；④耐電蝕ADSS光纜可減少高壓感應(yīng)電場對光纜的電腐蝕；⑤ADSS光纜直徑小、質(zhì)量輕，可以減少冰和風(fēng)對光纜的影響，其對桿塔強度的影響也很小。
（2）SDH傳輸系統(tǒng)。本項目SDH傳輸系統(tǒng)具有靈活的設(shè)備配置：STM-16／4兼容設(shè)備，支持網(wǎng)絡(luò)設(shè)備從622M到2.5G的在線升級，具備高低階20G全交叉能力。具有強大的組網(wǎng)能力支持Mesh組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點即插即用。支持SDH業(yè)務(wù)、PDH業(yè)務(wù)、以太網(wǎng)等多業(yè)務(wù)接口，單子架可實現(xiàn)1×STM-16四纖環(huán)或2×STM-16二纖環(huán)，可支持Mesh網(wǎng)絡(luò)中多達40個光方向的組網(wǎng)；具有完善的網(wǎng)絡(luò)生存機制和完備的設(shè)備保護機制。
（3）同步時鐘系統(tǒng)。同步時鐘源包括：線路時鐘源、支路信號時鐘源、2個外同步時鐘源。每個站點可以從兩個方向提取時鐘，對這兩個方向時鐘設(shè)置優(yōu)先級，當高優(yōu)先級的時鐘質(zhì)量低于要求時，自動跟隨另一個低優(yōu)先級的時鐘，以此對同步時鐘建立起時鐘保護自愈環(huán)。
（4）網(wǎng)管系統(tǒng)。本項目網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)實現(xiàn)了對整個傳輸和接入設(shè)備的統(tǒng)一管理。網(wǎng)管放在電力調(diào)度中心，提供網(wǎng)絡(luò)拓撲、配置、安全、系統(tǒng)維護等管理功能，支持軟件在線升級。
（5）PCM接入系統(tǒng)。PCM接入系統(tǒng)具有集中網(wǎng)絡(luò)管理能力，與SDH傳輸系統(tǒng)統(tǒng)一網(wǎng)管，具有大容量的交叉連接矩陣，是一種SDH設(shè)備延伸的業(yè)務(wù)接入。其接口豐富，極大豐富了業(yè)務(wù)的靈活接入，擴充了傳輸業(yè)務(wù)的特殊要求。
1.2 系統(tǒng)規(guī)模
華北油田現(xiàn)擁有變電站43余座，依據(jù)油田電網(wǎng)各變電站分布情況，以電調(diào)中心和四個集控中心為支點建立主干光纖環(huán)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，再經(jīng)光纜向35kV變電站輻射，35kV變電站之間串聯(lián)運行，力爭實現(xiàn)雙光纖環(huán)路，為集控化的智能電網(wǎng)建設(shè)提供通信保障。
1.3 系統(tǒng)維護
SDH系統(tǒng)的維護主要是對光線路和設(shè)備的維護，具體如下：
（1）光纜線路情況：包括光纜的長度、芯數(shù)、接頭、跳纖及光纖的衰耗值、備纖等各方面情況。
（2）設(shè)備情況：主要包括設(shè)備的型號、配置情況、機盤功能、接口情況、面板上各種告警燈和指示燈的顯示情況及組網(wǎng)情況；光端機的各種測試指標；設(shè)備供電電源情況；ODF架、DDF架、VDF架及網(wǎng)管系統(tǒng)的應(yīng)用情況。
（3）儀表、工具情況：SDH光傳輸系統(tǒng)常用儀表有：光功率計、誤碼儀等。要熟練掌握這些儀表的功能及使用方法。
2 項目成效
華北油田電網(wǎng)光纖通信規(guī)劃建設(shè)為無人值守變電站的現(xiàn)代化自動化管理和運營提供了先進的通信手段，為油田電網(wǎng)的管理和運行提供了充足可靠的綜合業(yè)務(wù)接口及傳輸通道。具體來講：
（1） 滿足了各站點調(diào)度電話對電路的需求。中心調(diào)度、各集控站調(diào)度、無人值守變電站之間的電力調(diào)度專用電話傳輸有了穩(wěn)定可靠的通信電路來作為保障。
（2）滿足了電力自動化系統(tǒng)對電路的需求。電網(wǎng)生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)等電力自動化信息對通信系統(tǒng)的要求越來越高，本通信系統(tǒng)為其提供了標準和足夠的數(shù)據(jù)接入接口，并保證了自動化數(shù)據(jù)信號的實時和無誤傳輸。
（3）滿足了監(jiān)控系統(tǒng)對電路的需求。今后油田各個變電站將逐步向無人職守的方向發(fā)展，廣泛采用變電站遠程圖像監(jiān)控技術(shù)是變電站自動化建設(shè)的發(fā)展趨勢，本通信系統(tǒng)為其預(yù)留了高速視頻監(jiān)控通道。
（4）滿足了遠程抄表系統(tǒng)對電路的需求。油田的電量遠程抄表系統(tǒng)在不斷建設(shè)和發(fā)展，本通信系統(tǒng)為其提供了相應(yīng)的專用數(shù)據(jù)接口和通道。
3 結(jié)束語
光纖通信在華北油田電力系統(tǒng)的應(yīng)用實現(xiàn)了油田通信網(wǎng)建設(shè)的低成本、大容量、多業(yè)務(wù)和智能化，滿足了電力數(shù)據(jù)、語音、視頻、寬帶接入等多種業(yè)務(wù)的傳輸要求，并在網(wǎng)絡(luò)通信的實時性、準確性和可靠性等方面為各用戶提供了充分的保障，從而保證了油田電網(wǎng)生產(chǎn)的安全經(jīng)濟運行，并創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。
參考文獻：
[1]韋樂平.光纖通信技術(shù)的發(fā)展與展望[J].電信技術(shù)，2006（11）：13-17.
[2]許國良.現(xiàn)代光纖通信技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2005.