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電力系統光纖通信的發(fā)展和應用
電力系統通信時(shí)隨著(zhù)電網(wǎng)的發(fā)展而建設起來(lái)的，近年來(lái)，電力通信網(wǎng)已是電力通信系統的重要組成部分，以下是小編搜集整理的一篇探究電力系統光纖通信發(fā)展的論文范文，供大家閱讀查看。
摘要：上世紀80年代初諾貝爾獎獲得者，華人高錕在英國發(fā)明了光導纖維通信技術(shù)，至現在已有30多年時(shí)間。光導纖維通信----簡(jiǎn)稱(chēng)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(xiàn)做成的通信電纜，由于光纜通信比銅線(xiàn)通信電纜的通信質(zhì)量高、效果好被普遍應用。遼寧省電力有限公司于1988年投資建設錦州電廠(chǎng)---錦州董家500千伏變電站第一條光纜通信至現在已有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(chǎng)、變電站、輸電線(xiàn)路、配電線(xiàn)路等各種電力設備組成的電網(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。
電力系統通信時(shí)隨著(zhù)電網(wǎng)的發(fā)展而建設起來(lái)的，歷經(jīng)更新?lián)Q代、設備升級，遼寧省電力有限公司專(zhuān)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)運行業(yè)務(wù)和事務(wù)管理業(yè)務(wù)兩大類(lèi)。生產(chǎn)運行業(yè)務(wù)主要包括遠動(dòng)數據采集、光纖保護、變電所圖像監控、油色譜監測和調度電話(huà)等;事務(wù)管理業(yè)務(wù)主要包括行政電話(huà)、會(huì )議電視電話(huà)、調度MIS及辦公自動(dòng)化等。
生產(chǎn)運行業(yè)務(wù)對通信的實(shí)時(shí)性、準確性要求很高，事務(wù)管理業(yè)務(wù)種類(lèi)多、變化快、通信流量大。用光纖光纜建成的寬帶、高質(zhì)量、高清晰度穩定可靠的電力通信網(wǎng)絡(luò )可以提高整個(gè)電力系統的安全管理和經(jīng)營(yíng)管理效率，因此，有必要使電力光纖通信網(wǎng)絡(luò )達到最優(yōu)配置。
1、非金屬自承式光纜的應用
1.1 非金屬自承式光纜(ADSS)通信的應用
錦州供電公司董家500千伏變電所至錦州電廠(chǎng)數字光纖通信系統。該系統于1988年10月建成投入運行。該系統通信設備全部為國產(chǎn)。
光端機設備是光纖通信系統的主要組成部分，根據傳輸距離本系統采用多模1.3μm光纖及長(cháng)波長(cháng)LED----PIN組合。
系統在傳輸碼型上采用1B2B線(xiàn)路編解碼技術(shù)，通過(guò)運行數字和實(shí)現傳輸和實(shí)現傳輸線(xiàn)路自動(dòng)實(shí)時(shí)監測和故障自動(dòng)切換。特別適用于電力通信網(wǎng)的高可靠運行。
1.2 系統參數及關(guān)鍵光電器件
系統選擇1.3μm窗口，按照設計要求，光纜線(xiàn)路總長(cháng)約7公里左右，今后隨電網(wǎng)發(fā)展，該通信系統可擴容開(kāi)通三、四次群(480ch、1920ch)的數字通信和圖像傳輸。
錦州供電公司董家500千伏變電所至錦州電廠(chǎng)的音頻通信電纜(銅芯)，在電力系統事故狀態(tài)下存在低點(diǎn)位升高燒損通信電纜以及終端保險設施而造成通信中斷。為解決這個(gè)問(wèn)題，在該條通信線(xiàn)路上采用非金屬自承式光纜ADSS。
比特率選擇為2048kbit/s，符合國際電報電話(huà)咨詢(xún)委員會(huì )CCITT建議要求，光端機接口碼型均采用HDB3碼，基群選擇單路編譯碼設備，根據系統考慮，也可以直接光端機和數字程控交換機相聯(lián)成網(wǎng)，考慮今后擴容方案，可以有以下幾種：
(1)線(xiàn)路要求在30ch話(huà)路以下，可直接采用一次群光端機。 (2)線(xiàn)路要求在30～60ch話(huà)路之間，可以直接采用二主一備制式一次群光端機。
(3)線(xiàn)路要求在30～120ch話(huà)路之間，可以直接改成二次群光端機并增加二次群復接設備。
本系統采用了1B2B光纜線(xiàn)路編解碼技術(shù)。由于光纖的傳輸帶寬較寬，將光纜線(xiàn)路上碼速率增加到4096Kbd，對本系統光路傳輸指標以及接收機靈敏度影響很小。通過(guò)編碼1B輸入的“1”碼交替地用“11”表示，輸入信號的0碼分別用“10”和“01”表示。變換規則如圖3-3。
該光纜線(xiàn)路中傳輸的碼連“0”或連“1”數都不大于3個(gè)，定時(shí)分量豐富，基線(xiàn)漂移小，從長(cháng)時(shí)間統計得知“1”碼出現的概率和“0”碼出現的概率完全相等，如果系統出現誤碼，即“1”誤判成“0”或“0”誤判成“1”，破壞了編碼規律可以通過(guò)運行數字和RDS電路來(lái)檢測出誤碼，當誤碼率劣化到一定值時(shí)，發(fā)出切換信號。
光電器件的選擇：光電器件在光纖通信系統中占有相當重要地位，它主要有光源和光探測器兩大類(lèi)。結合該系統工程實(shí)際情況，光路指標分配、可靠性指標、錦州供電公司董家變電所至錦州電廠(chǎng)光纜通信選擇了LED-PIN組合。
2、應用結果
錦州供電公司董家500千伏變電所至錦州電廠(chǎng)光纜通信系統工程，屬于試驗性質(zhì)工程，取得運行經(jīng)驗后以便在東北電力系統推廣使用：
�、�1988年10月該工程竣工后投入運行，運行效果良好，很少故障。
�、诠饫|通信消除了電力系統事故時(shí)，因地位升高引起的通信終端以及燒損通信電纜的問(wèn)題。
�、酃饫|通信被認定最適合電力系統應用，它比電力載波、有線(xiàn)、微波優(yōu)點(diǎn)多。
3、錦州供電公司電力通信網(wǎng)的現狀
隨著(zhù)電網(wǎng)的發(fā)展和建設，錦州供電公司加大了對光纖通信網(wǎng)的建設投入，目前錦州地區光纜通信網(wǎng)較幾年前已經(jīng)得到了極大的發(fā)展，錦州地區電力通信網(wǎng)已經(jīng)實(shí)現了由光纖、微波相互備用到光纖為主、微波備用的轉變，SDH、2.5G光纖通信網(wǎng)覆蓋錦州供電公司下屬的黑山、北鎮(溝幫子)、凌海、義縣、古塔、凌河、太和、開(kāi)發(fā)區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到了100%，66KV變電站光纖覆蓋率達到95%。
錦州地區電力通信網(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電網(wǎng)業(yè)務(wù)的通信信息化水平得到很大提高。
目前現運行的2.5G光纖通信網(wǎng)已經(jīng)逐漸步能滿(mǎn)足電網(wǎng)日益增長(cháng)的帶寬需要，正在逐步向10G通信環(huán)網(wǎng)升級進(jìn)行改造工作，以滿(mǎn)足電網(wǎng)對通信信息傳輸的需要。
3.1 光纖通信系統傳輸衰耗的計算方法
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衰耗限制的中繼距離計算式(L=(Pt-Pr-2Ac-ME-PP)/(a+as+mc))式中：Pt----光發(fā)送機平均發(fā)光功率dBm;Pr----光接收機靈敏度dBm;Ac----活動(dòng)連接器衰耗(光發(fā)送機與光接收機上各有一個(gè)活接頭，所以計算式中是2Ac，取Ac=0.5dB);ME----設備富余度(光終端設備長(cháng)期使用會(huì )出現老化，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(取值決定于所供應光纜);as----平均每千米接續衰耗(每個(gè)熔接點(diǎn)的衰耗可以保證在0.05dB以下，光纜每盤(pán)長(cháng)度2km，可取as=0.05/2dB);mc----光纜富余度(光纜在長(cháng)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)，其衰耗系數會(huì )增加，所以必須留出一定余量，取mc=0.1～0.2dB/km)
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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(Ps/km・nm);fb----系統的碼率(bit/s)
當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。對分布反饋型(DBF)單縱模激光器而言，d=4～6Ps/nm;對量子阱激光器而言，d=2～4Ps/nm。D(λ)----所用光纖色散系數(Ps/km・nm);Λ----系統的工作波長(cháng)上限(nm);fb----系統的碼率(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、串擾小、信號傳輸質(zhì)量高、中繼距離長(cháng)。
光纖的尺寸小、重量輕、便于敷設，而且耐化學(xué)腐蝕性強。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換。
參考文獻：
[1]李中年 電力通信 國防工業(yè)出版社 2009
[2]電力系統通信雜志1988～2011年各期