赤峰红星66kv变电站2号主变增容扩建改造工程通信部分施工图设计说明书

1、B18047S-U0101-01赤峰红星 66kV 变电站 2 号主变增容扩建改造工程通信部分施工招标图设计说明书能拓能源工程设计乙级（新能源发电、送电工程、变电工程）A2320309992019 年 3 月赤峰红星 66kV 变电站 2 号主变增容扩建改造工程通信部分施工招标图设计说明书批准 审核 校核 编写 目录1 总的部分.- 3 -1.11.21.31.4设计依据.- 3 -设计范围.- 3 -工程规模.- 3 -设计原则.- 4 -2 通信部分.- 4 -2.12.22.32.4电力系统概况及调度关系.- 4 -通信网络现状.- 4 -业务需求分析.- 8 -系统通信方案.- 8 -

2、2.4.1 光缆建设方案 .- 8 -2.4.2 传输网建设方案 .- 8 -2.4.3 通道组织.- 9 -站内通信.- 9 -2.53 光通信系统设计.- 10 -3.1传输系统.- 10 -3.1.1 传输模型.- 10 -3.1.2 传输系统与配置.- 10 -3.1.3 光缆数字传输系统性能指标计算. - 11 -3.1.4 规模容量的确定 .- 14 -3.1.53.1.63.1.7光接口配置.- 14 -电接口配置.- 14 -光纤类型与工作波长选用.- 15 -3.2辅助系统.- 15 -3.2.1 网络管理系统 .- 15 -3.2.2 同步系统.- 15 -3.2.3 公务

3、联络系统 .- 15 -网络保护.- 15 -3.33.4系统传输性能指标.- 15 -3.4.1 误码性能指标 .- 15 -3.4.2 抖动性能指标 .- 17 -3.4.3 漂移性能指标 .- 22 -通信电源及机房.- 23 -3.5.1 通信电源.- 23 -3.5.2 通信机房.- 23 -配套光缆.- 25 -3.6.1 站外光缆.- 25 -3.6.2 进站引入光缆 .- 25 -设备选型.- 25 -3.7.1 SDH 光传输设备选型要求.- 25 -3.53.63.74 主要设备材料表.- 26 -1 总的部分1.1 设计依据赤峰红星 66kV 变电站 2 号主变扩建工程初

4、步设计；赤峰红星 66kV 变电站 2 号主变扩建工程初设评审意见；国家电网科国家电网公司输变电工程施工图设计内容深度规定；国家颁发的变电站相关的规范、规程和规定；本工程签订的设计合同。1.2 设计范围光通信电路建设方案；本工程恢复 66kV 红星变设备的配置选型方案；河变、66kV 红星变物资楼 622M（1+0）2 条电路。本工程在红星变配置 1 套 OSN3500 传输设备(含 2 块 622Mb/s 光接口板）,在河变及物资楼各新增 1 块 622Mb/s 光接口板，开通 622M（1+0）电路。3）通道组织方案；本工程组织 66kV 红星变至赤峰地调的、赤峰灾备中心（青山变）的调度4

5、）拆除及新增设备通道。metro2050 型光传输设备，该设备 2009 年投产运行，设备老旧且红星变现有散热异常，故拆除原设备并新增 1 套 622M 光传输设备（3500），将现有业务迁移。红星变电站配置 1 套通信通动力环境监测单元，信息送至主站系统。本期红星变新增 3 部IP备至本变电站的通信。，采用 IP 方式接入现有的调度交换机，实现地调及灾1.3 工程规模本工程为扩建工程，不涉及站外光缆工程量。通信设备工程规模为：拆除原metro2050 型光传输设备更换为3500 光传输设备，新增光纤配线架（24 芯 ODF）2套，新增 3 部 IP，新增 1 套通信通动力环境监测单元，红星站

6、内原配置 1 套综合数据网接入设备和PCM 传输设备，能够满足本期改造的运行要求，设备均利旧。1.4 设计原则遵循的规程规范(1)(2)(3)执行同步数字系列(SDH)长途光缆传输系统工程设计规范(YD/T 5095-2005)。执行电力系统光缆通信工程施工图设计内容深度规定。执行电力系统同步数字系列(SDH) 光缆通信工程设计技术规定(DL/T5404-2007)。(4)(5)(6)执行电力系统通信设计技术规定(DL/T 5391-2007)。执行电力系统调度通信交换网设计技术规程(DL/T 5157-2002)。国家电网公司十八项电网反事故措施。2 通信部分2.1 电力系统概况及调度关系本

7、期红星 66kV 变电站扩建后维持原有调度关系，仍由赤峰调度指挥；同时旗县调进行操作。调度通信和自动化信息应同时上传到赤峰地调及旗县调。变电站现有调度通信通道、远动通道和继电保护通道维持原有通道不变。2.2 通信网络现状（1）光缆网络现状赤峰地区光缆多采用 OPGW、ADSS 光缆沿送电线路架设，与本工程相关的红星变-河变之间架设有 1 根 8 芯 ADSS 光缆，长度约 2.7km；河变-计量所之间架设有 1 根 12 芯 ADSS 光缆，长度约 4.6km；河变物资楼之间架设 1 根 12 芯 ADSS光缆，长度约 4.6km；红星变-物资楼之间架设有 1 根 8 芯 ADSS 光缆，长度

8、约 2.86km；红星变-红山局之间架设有 1 根 8 芯 OPGW 光缆，长度约 0.12km；红山局物资楼之间架设有 1 根 48 芯 ADSS 光缆，长度约 2.3km。（2）综合数据网现状经过公司综合数据通信网的建设，赤峰地区已形成覆盖地调、备调、220kV 和 66kV 变电站和旗县局的综合数据网络。赤峰地调配置了 2 台骨干路由器，地调、备调、旗县局及部分汇聚层220kV变电站配置了汇聚交换机，部分接入层220kV 变电站和66kV变电站配置了接入交换机采用以太网口就近接入汇聚层交换机。（3） 调度交换网现状目前赤峰地区已形成覆盖地调、灾备中心及各 220kV、66kV 变电站的调

9、度交换网。集控中心、灾备中心调度机与地调调度交换机均采用 2M 组网，与所辖有调度机的 220kV变电站采用 2M 中继互联，对所辖无调度机的 66kV 变电站延伸IP。2.3业务需求分析（1）本期新增业务需求本期新增调度通道：1）红星变至赤峰地调需要 2 路调度通道。2）红星变至赤峰灾备调中心需要 1 路调度通道。表 1通道需求统计表2.4系统通信方案2.4.1 光缆建设方案本工程不涉及站外光缆建设方案。2.4.2 传输网建设方案红星变现有metro2050 型光传输设备，该设备 2009 年投产运行，设备老旧且散热异常，故拆除原设备并在原拆除位置处新增 1 套 622M 光传输设备（2 块

10、 622Mb/s 光接口板），将现有业务迁移。3500，含在河变及物资楼各新增 1 块 622Mb/s 光接口板，恢复 622M（1+0）电路。序号通信通道起止点带宽数量承载业务备 注1红星变电站-赤峰地调2M2IP以太网10M1（由综合数据网承载）电量通道20M1综合数据网综合数据网通道10M11 路图像通道综合数据网通道2红星变电站-赤峰灾备中心2M1IP以太网3红星变电站-赤峰地调2M2远动、计量（IEC60870-5-104、IEC60870-5-102 规约）调度数据网通道4红星变电站-赤峰灾备调中心2M2远动、计量（IEC60870-5-104、IEC60870-5-102 规约）

11、调度数据网通道2.4.3 通道组织（1）本期新增调度通信通道组织1)本期新增调度：红星变至赤峰地调需要 2 路调度通道。红星变赤峰地调红星变至赤峰灾备调中心需要 1 路调度通道。红星变赤峰灾备调中心2）已有行政：红星变行政由 PCM 放号执行，本期 PCM 设备利旧，故行政本期工程不变动。（2）调度自动化通道组织1) 调度数据网通道组织红星 66kV 变电站至赤峰地调需要 2 路 2*2M 调度数据网通体通道组织如下：-红星变赤峰地调2)通道红星 66kV 变电站至赤峰地调需要 1 路 10M 以太网通道同综合数据网通道。3)电量通道红星 66kV 变电站至赤峰地调需要 1 路 10M 以太网

12、通道同综合数据网通道。2.4.4 配线部分红星站内原有的综合配线设备满足站内需求，本期工程利旧。2.5 站内通信2.5.1 调度交换网红星变电站建设为无人值班变电站不配置调度交换机，且红星站内无 IP，故本期工程新增 2 部IP 调度至赤峰地调和 1 部IP 调度至赤峰灾备调中心，采用IP 方式接入现有的调度交换机。2.5.2 行政交换网由 PCM 放号执行，且本期红星变电站 PCM 设备满足现状利红星变电站行政旧，所以本期不新增行政交换系统。2.5.3 数据通信网红星变原有综合数据网设备系思科品牌综合交换机 1 台，目前能满足现状，故本次工程仍沿用原数据通信网，由红星变上联至赤峰地调。实现调

13、度通信、智能辅助控制系统、设备状态系统、电量系统等信息上传。2.5.4 动力单元本工程在红星变电站配置 1 套通信动力环境监测系统，通过综合数据网将通信动力信息送至主站系统，新增动力环境监测系统放于本期新增光传输设备屏中。光通信系统设计传输系统3.1.1 传输模型假设参考通道（HRP）国际最长 HRP 为 27500km，我国国内标准最长 HRP 为 6900km，其中括长途网和中继网）最长 HRP 为 6800km。假设参考数字段（HRDS）SDH 系统的 HRDS 长度为：420km，280km 及 50km，其中 420km，280km应用于干线传输工程。网（包HRDS3.1.2 传输系

14、统与配置1） SDH 传输系统速率根据电力系统同步数字系列（ SDH） 光缆通信工程设计技术规定5404-2007)，SDH 长途光缆传输工程的系统速率，应符合表 3.1-1 的规定。表 3.1-1SDH 光缆传输工程系统速率(DL/T本工程SDH 系统速率采用 622080kbit/s（STM-4 等级）。2）SDH 基本复用结构等级系统速率(kbit/s)最大通道容量（等效话路）STM-11555201890STM-46220807560STM-16248832030240STM-649953280120960我国 SDH 长途光缆传输工程的基本复用结构，规定见图 3.1-1。本工程 SD

15、H 长途光缆传输工程的基本复用结构应符合图 3.1-1 的要求。As光缆固定接头平均衰减（dB/km），对于 2 km 盘长光缆取 0.01dB/km，对于 3km 盘长光缆取 0.03dB/km，本工程按 2km 盘长计算。计算中，光发送功率和接收灵敏度均取设备终了时仍可达到的指标。活动连接器衰耗与活动连接器种类有关，国内常用的 FC/PC 连接器终了时，即插拔次数超过1000 次后，仍能保证的值为 0.5dB/个。光纤衰减常数取（1310 窗口）0.36dB/km、（1550窗口，普通损耗）0.21dB/km、（1550 窗口，超低损耗）0.195dB/km，光纤色散系数取 3.5ps/n

16、m.km（1310 窗口）、18ps/nm.km（1550 窗口）。固定接头的衰减与接续水平有关，本工程取 0.01dB/km 考虑。3）光接口参数STM-4 光接口规范参数表项目单 位数 值标称比特率kbit/sSTM-46222080应用分类代码L-4.1工作波长范围nm1310发 送机在 S 点特性光源类型SLM最大(rms)谱宽()nm-最大-20dB 谱宽nm1最小边模抑制比dB30最大平均光功率dBm2最小平均光功率dBm-3最小消光比dB10SR点通道特性衰减范围dB1024最大色散ps/nmNASR点通道特性光缆在S 点的最小回波损耗(含有任何活接头)dB20SR 点间最大离散

17、反射系数dB-25接 收机在 R 点特性最小灵敏度（BER=10-12）dBm-28最小过载点dBm-8最大光通道代价dB1注：*表示有待再研究；表示待将来国际标准确定；NA 表示不作要求。4）光接口配置根据实际传输距离，本工程SDH 设备光接口配置见下表STM-4 系统再生段距离计算表NA 表示不作要求。本工程再生段长度分别为2.7km和2.86km，均LL1，光通信电路需配置L4.1光接口，损耗受限系统的实际可达再生段距离才能满足本工程的光缆线路传输距离的要求。名称L4.1最小发射光功率psdBm-3接收灵敏度 PrdBm-28光通道功率代价 PpdB1活动接头损耗AcdB1系统余度 Mc

18、dB3光纤衰减系数 AfdB公里0.36光缆固定接头平均衰减 AsdB公里0.03SR 点间最大色散 DmaxPs/nmNA光纤色散系数 DmPs/nm.公里NA衰减受限系统最大中继距离 L1公里51.3色散受限系统最大中继距离 L2公里NA站名光接口配置光链路数量方向目标距离(km)备注66kV 红星变L-4.1166kV 河变2.766kV 红星变L-4.11物资楼2.86项目单 位数 值在R 点的最大反射系数dB-14注：NA 表示不作要求说明：1.表中数值均为系统设计终了时值。2.在设计期间的老化余度为 3dB。3.1.4 规模容量的确定本次工程不涉及光缆工程。本工程传输系统制式为 S

19、DH，根据各电路所接入网络现状，电路容量确定为622M。该容量光通信网接入容量要求，并能满足今后一定时期内业务发展的需要。3.1.5 光接口配置光纤电路所采用的光接口应符合 ITU-T G.957 中规定的标准光接口，以实现 SDH设备横向兼容，本工程使用 G.652 光纤，采用 STM-4/L-4.1 光接口，具体规定如表 3.5-1所示。表 3.5-1 SDH 光接口分类（第一类）表中字母 I、S、L、V、U 分别表示局内、短距离局间、长距离局间、很长距离局间、超长距离局间通信；字母后第一位数字表示 STM 等级，第二位数字表示工作窗口和所用光纤类型。3.1.6 电接口配置SDH 长途光传

20、输网的电接口有 2Mb/s、34Mb/s、139Mb/s、155Mb/s 四种类型。本工程站点为800kV 换流站传输设备，均以 2M 业务为主。2Mb/s 电接口参数规范见表 3.6-1。表 3.6-1 2Mb/s 电接口参数规范参数指标标称比特率2048kb/s比特率容差50ppm码型HDB3输入阻抗75应用场合局内短距离局间长距离局间标称波长(nm)131013101550131015501550光纤类型G.652G.652G.652G.652G.652G.653距离（km） 2 15 15 40 80 80STM-4I-4S-4.1S-4.2L-4.1L-4.2L-4.33.1.7 光

21、纤类型与工作波长选用本工程光纤选用ITU-T G.652 建议的单模光纤，其低耗窗口工作中心波长分别为1310nm 和 1550nm。根据本工程实际传输距离，各段电路工作中心波长全部选用 1310nm。3.2 辅助系统3.2.1 网络管理系统本工程新增电路均为接入原有系统光通信电路，本期新增设备均纳入原有系统，为便于电路的运行。3.2.2 同步系统本工程采用主从同步方式，不配置同步定时设备，原种场变新增设备通过提取线路码流于上游节点设备时钟。3.2.3 公务联络系统本工程所有光传输系统可利用SDH 的段开销字节E1、E2 各提供两条公务联络通路，口应能提供音频和 G.703 64k 同向两种类

22、型接用于站间公务联络，公务联络通口。公务通信应具备选址呼叫和会议呼叫能力。3.3 网络保护本工程红星变电站至河变电站之间的通信电路光接口板采用 1+0 配置。3.4 系统传输性能指标3.4.1 误码性能指标根据电力系统同步数字系列（SDH）光缆通信工程设计技术规定(DL/T 5404-2007)的要求，本工程光缆传输系统的误码性能指标应符合如下规定：1）国内 6800km 数字通道的误码性能（长期系统指标）应不劣于表 3.4-1 的指标要求（测试时间不少于 1 个月）。表 3.4-1 6800km 数字通道的误码指标（长期）参数指标传输线同轴电缆实际通道误码性能应按表 3.4-1 指标乘以实际

23、通道长度与 6800km 之比进行计算。2）国内 6800km 数字通道的误码性能（短期系统指标）应不劣于表 3.4-2 的指标（测试时间为 24 小时）。表 3.4-2 6800km 数字通道的误码指标（短期）速率（kb/s）204834368/44736139264/1555206220802488320ESR1.63E-033.06E-036.53E-03待定待定SESR8.16E-058.16E-058.16E-058.16E-058.16E-05BBER8.16E-068.16E-068.16E-064.08E-064.08E-064）工程数字段的误码性能（短期系统指标）应不劣于表

24、3.4-4 的指标（测试时间为 24小时）。表 3.4-4 工程数字段的误码指标（短期）注： STM-1 1UI=6.43ns ， STM-4 1UI=1.61ns ， STM-16 1UI=0.402ns ， STM-641UI=0.101ns。（2）SDH 设备STM-N 输的抖动STM-1 光接口容许的正弦调制输入抖动，应符合图 3.4-2 和表 3.4-6 规定的。STM-1 电接口容许的正弦调制输入抖动，应符合图 3.4-3 和表 3.4-7 规定的。STM-16 光接口容许的正弦调制输入抖动，应符合图 3.4-5 和表 3.4-9 规定的。频率f（Hz）抖动幅度（值）100f 10

25、001500f-1UI1kf 25k1.5UI25kf 250k3.8104f-1UI250kf 5M0.15UI3.5 通信电源及机房3.5.1 通信电源红星变电站采用站内电源为通信设备供电，本期配置 1 面通信电源屏，屏内DC/DC 直流变换装置模块，电源模块为 330。通信电源计算如下：电源由二次专业开列。3500 光传输设备的功率按 100W 考虑，PCM 设备额定功率为 500W 考虑，综合数据网设备功率按 100W 考虑，动环设备功率按 100W 考虑。 I（整流器）=I（直流设备耗电）+I（蓄电池充电）I（整流器）=P/U+蓄电池容量 10%=（600+100+100+100）/

26、48+20010%=38.75通信电源 DC/DC 模块的数量配置应符合 N+1 原则，容量应在数量为 N 的情况下大于本套蓄电池容量的 10%和通信站总负载容量之和，由以上计算可知：通信电源模块为 30A3，满足条件。3.5.2 通信机房红星变不单独设置通信机房，通信设备放于二次设备室内：原有屏柜为：光传输设备屏 1 面，综合配线屏 1 面，接入设备屏（含综合数据网设备）1 面，本期拆除原光传输设备 1 面并新增光传输设备（OSN3500）屏，。MTIE（s）抖动幅度（值）510-3+217.5 1200110-5+8 2003.6 配套光缆3.6.1 站外光缆本工程不涉及站外光缆工程。3.6.2 进站引入光缆本工程不涉及导引光缆工程。