电力系统通信技术及规划课件

电力系统通信技术及规划3/9/20231汇报报告通信技术通信规划前言通信方案3/9/20232前言3/9/20233通信技术3/9/20235通信网按功能大体可划分为传输网、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。3/9/20236

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２M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。２M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3/9/20237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、铝包钢单丝、容纳光纤的中空不锈钢管组成。3/9/20239OPGW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3/9/202310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500kV220kV110kV35kV20kV/10kV常规地线GJ-80GJ-50GJ-35无地线无地线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。

110kVOPGW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。3/9/202311地线OPGW-50OPGW-100OPGW-110OPGW-130OPGW-150计算截面(mm2)51.32100.02113.83128.21148.8外径(mm)9.913.314.3515.216.3单位重量(kg/km)323406466535614RTS(kN)50.2558.567.2580.7594弹性模量(N/mm2)14000093900950009780097100线膨胀系数(10-6/℃)13.417.917.717.417.5地线GJ-35GJ-50GJ-70GJ-80GJ-100计算截面(mm2)37.1749.572.278.94100.8外径(mm)7.891111.513单位重量(kg/km)295.1423.7615628.4798.7RTS(kN)47.258.284.9590.225118.6弹性模量(N/mm2)181420181420196130181423181420线膨胀系数(10-6/℃)11.511.51211.511.5地线LGJ-95/55JL/LB1A-95/55计算截面(mm2)152.81152.81外径(mm)16.016.0单位重量(kg/km)707.7639.2RTS(kN)78.183.6弹性模量(N/mm2)10500091000线膨胀系数(10-6/℃)15.317.13/9/202313光纤色谱测量温度（℃-旧SCSCSCSCSCX橙OOOOOX绿OOOOOX棕OOOOOX灰OOOOSCX白SCSCWYWYWYX红OOOSCOSC本SCSCSCSCSCX黄SCSCWYWYWYX紫OOSCSCSCX粉红SCSCSCSCSCX青绿SCSCSCSCSCX蓝-新OOSCSCSCG棕-新OOOOOSC黄-新OOSCSCSCX1.测试样本为充有油膏的不锈钢管内的光纤；

2．O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。3/9/202314ADSS综述ADSS为全介质结构，安装于相线以下，应用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220kVADSS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。3/9/202315淮安3/9/202317镇江3/9/202318⑴500kV/220kV混压四回路，原则上应按双OPGW建设。

⑵500kV/220kV新建架空线路，原则上均采用OPGW。

⑶110kV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。

①110kV全线新建线路，推荐采用OPGW。

②110kV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。

⑶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。

⑷20kV/10kV架空线，不宜架设光缆，调度端出局光缆除外。

⑸光缆纤芯配置：

①220kV同塔双回线，一般按36芯配置；

②110kV光缆，一般按24芯或16芯配置；

③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3/9/2023193/9/202321SDH采用同步复接，低速信号线性复接成高速信号。SDH的基本速率单位为STM-1（155.52M），实际量产设备支持STM-1/STM-4/STM-16/STM-64,对应带宽（速率）为155.52M/622.08M/24488.32M/9953.28M。

STM-1内可容纳基群或四次群，即63×2M（2.048M）或139.264M。3/9/202322SDH最突出的特点是支持环网保护。

江苏境内的SDH环网保护型式主要有三种：

①二纤单向通道保护环，绝大多数情况；

②二纤双向复用段保护环，市－县、各城区/县区待建的主环

③四纤双向复用段保护环，国网、华东电路3/9/202323四纤双向复用段保护环

①信号双向传输，A->B与B->A路径一致，时延相同

②故障相邻节点倒换

③相邻型业务，支持共享环网3/9/202325DWDM是一种模拟技术，它可以将不同波长（频率）的光束合并成一束复合光送入光纤，也可以将一束复合光分成若干波段光束，这样就可以将多路光信号通过一组光纤传送，等同于扩展光缆芯数，且多路信号同时放大。换句话说，同塔N回路已经一次建成，后期增加变压器、配电装置就可以了。省干DWDM系统为10G×32波系统，也就是说系统最终规模为32个频段，每个频段的最高传输速率为10G，这样的带宽对于电力专网是足够的。3/9/202326调度电话交换网组网示意图3/9/202329支撑网主要涉及网管、时钟同步和监控。

SDH设备、电话交换机等通过网管系统管理

上级过境电路设备的本地告警输出、通信专用电源或DC/DC模块、通信专用蓄电池、动力、环境等由监控系统管理。目前，各地区公司的监控主站系统已建成投运。

通信设备均需时钟同步支持，准确地说是频率同步。目前，各地区公司均已配置同步时钟设备，均按双GPS、双铷钟配置。支撑网综述3/9/202330通信规划3/9/202331传输网

江苏电力传输网由三级网（省干网）、四级网（地区主干网）和五级网（城区/县级网）组成，网间互联，网内分层分区。

省干网为双层平面结构，即两套独立的传输平台。主平面为以省调、地调为节点的DWDM环网，采用SDHoverDWDM模式，DWDM系统容量为32×10G，SDH系统容量为10G；次平面为以省调、地区第二汇接点（指定的500kV变）为节点的SDH环网，带宽为2.5G。第二汇接点具有准备调的地位，与地调构成地区与省网的两点接入。3/9/2023323/9/2023333/9/202334四级网（市－县）由省公司牵头，统一建设，于2004年投运，均采用2.5G的SDH系统。各地区根据所辖的县公司数量及地理位置，分别采用单环网、相切双环或相交双环结构。设备厂家主要有中兴、朗讯、阿尔卡特和华为。

五级网（市/县－变电所/供电所）通过县级电力信息网工程建设，并通过输变电工程逐步建设、扩展。五级网的现状已难满足生产需要，在十一五期间将陆续更新改造，并对网络结构进行调整。调整后的五级网将呈分层分区结构。依托220kV电网建设区域主环网，110kV及以下站点就近组成支环，两点接入主环。3/9/202335地区主干网络结构示意图3/9/202336城区网分层分区示意图3/9/202337通信方案3/9/202338案例：2010年220kV项目包战略项目，220kV淮安南变3/9/202339马坝变是电网、电力通信网的重要站点。电网结构大致为，220kV六合－马坝、马坝－华能淮阴电厂、马坝－上河，这些线路上均架设有省网光缆，是省调至淮安方向的主要通道。从最早的省网ATM，到最新的省网DWDM均利用了上述光缆。同时马坝变又是宁射微波的站点。宁射微波通道大致为省调－盘城－乌石－马坝－洪泽－淮安－涟水－阜宁－射阳－射阳电厂。

2003年都梁变投运，新建220kV都梁－马坝单回线，并将杨马线向西改接进都梁变，形成220kV杨都4673线（华能淮阴电厂－都梁变）。马都4669线上架设一根16芯OPGW。杨马线改接进都梁变的西延段未架设光缆。杨马线改接点距离马坝较近，省网ADSS仍维持华能淮阴电厂－马坝不变。都梁变接入盱眙县级通信网，由马坝变、110kV盱眙变接入。

2004年，淮安市－县环网建成投运，北环网大致通道为淮安地调－上河变－金湖县调－马坝－盱眙县调－洪泽县调－淮安地调。其中上河－金湖县调－马坝段，利用上河－马坝光缆、盱眙县调－洪泽县调－淮安地调段利用马坝－华能淮阴电厂段光缆。2005年，双龙变投运，上河－马坝线路π接进双龙变，并将双龙变环入市－县环网，双龙变至金湖县调有两条独立光缆路由，市－县环网调整为上河－金湖－双龙－马坝。工程背景3/9/2023402005年，西Ⅰ通道工程中将都梁变设为双泗－三汊湾的通信中继站，相应将马都4669线046＃－070＃塔区间另一根地线更换为48芯OPGW。

2008年，220kV新港变投运，都梁－华能淮阴电厂线π接进新港变。

2010年，220kV都梁－新港线改接进淮安南变，沿都梁－新港变线路径新建同塔双回线淮安南－朱坝－新港。工程背景3/9/202341通信方案：

淮安南变为战略项目，远景将升压