330 kV输电线路改造工程OPGW通信过渡方案典型案例分析.pdf

Telecom Power Technology 75 Aug.25,2023,Vol.40 No.16 2023 年 8 月 25 日第 40 卷第 16 期电力技术应用DOI：10.19399/ki.tpt.2023.16.023330 kV 输电线路改造工程 OPGW 通信过渡方案典型案例分析罗迪（国网陕西省电力有限公司经济技术研究院，陕西 西安 710065）摘要：电网建设过程中，经常会遇到对已运行 330 kV 线路上的光纤复合架空地线（Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire，OPGW）开断、更换原有普通地线线为 OPGW 光缆等情况。由于系统短路电流不满足要求，需要将原有小截面的 OPGW 光缆更换为大截面的 OPGW 光缆，从而造成原有 OPGW 光缆上承载的继电保护、调度自动化、电能计量以及监控等重要业务中断，影响电网的安全和可靠运行。因此，在输电线路改造期间，需要重点分析研究 OPGW 光缆通信过渡方案，保障其承载的各种重要业务的安全性和可靠性。基于该背景，分析研究 330 kV 线路改造工程中 OPGW 光缆典型通信过渡方案设计，以期为今后的工程建设提供参考。关键词：330 kV 输电线路；光纤复合架空地线（OPGW）；通信技术；过渡方案Typical Case Analysis of OPGW Communication Transition Scheme for 330 kV Transmission Line Renovation ProjectLUO Di(State Grid Shaanxi Electric Power Company Limited Research Institute,Xian 710065,China)Abstract:During the construction of the power grid,it is common to encounter situations such as disconnecting the Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire(OPGW)on the 330 kV line that has already been in operation,or replacing the original ordinary ground wire with OPGW optical cable.Due to the system short circuit current not meeting the requirements,it is necessary to replace the original small section OPGW optical cable with a large section OPGW optical cable,resulting in important business interruptions such as relay protection,scheduling automation,energy metering,and monitoring carried on the original OPGW optical cable,affecting the safe and reliable operation of the power grid.Therefore,during the transformation of transmission lines,it is necessary to focus on analyzing and researching the OPGW optical cable communication transition plan to ensure the safety and reliability of various important services it carries.Based on this background,the typical communication transition scheme design of OPGW optical cable in the 330 kV line renovation project was analyzed and studied,in order to provide reference for future engineering construction.Keywords:330 kV transmission line;Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire(OPGW);communication technology;transition scheme0引言作为电力通信网的主要传输载体，光纤复合架 空 地 线（Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire，OPGW）已经在 35 kV 及以上电压等级的电力输电线路中得到了广泛应用，并发挥着重要作用1-3。但是，随着电网建设的开展，难免会出现 OPGW 光缆线路开断、更换原有普通地线线为 OPGW 光缆或者更换原有小截面的 OPGW 光缆为大截面 OPGW 光缆等情况，造成原有通信电路中断4。在电路中断前，需要提前设计切实可行的 OPGW 光缆过渡方案，避免发生过渡方案不完善造成通信电路长时间中断影响电网安全运行的情况5。文章从工程实际的角度出发，结合工程实例，分析并研究典型的 330 kV 电压等级工程的 OPGW 光缆的设计要点，以期为今后的工程提供一定参考。1工程概况某 330 kV 变电站配套光纤通信工程涉及 OPGW光缆线路开断、更换原有普通地线线为 OPGW 光缆或者更换原有小截面的 OPGW 光缆为大截面 OPGW光缆 3 种常见的典型情况。1.1改造前输电线路现状330 kV 甲乙线、回线路为同塔双回路线路。1.2改造前光缆路由现状目前，原某特高压直流光缆在直流 2967#塔与甲乙回线 6#塔进行 T 接，特高压直流本体线路光缆为 1 根 24 芯 OPGW 光缆，其中 24 芯光缆为超低损耗光纤，承载国网一级（特高压）通信业务。原甲乙回线建设有 1 根 24 芯 OPGW 光缆，承载国网一级、省级三级网、地市四级网通信业务。通信业务方面主要承载国网一级10G甲变乙变主用/备用电路、国网一级（特高压）2.5G 甲变乙变主用/备用电路、省网三级 10G 甲变乙变主用/备用电路、省网三级2.5G 甲变乙变主用/备用电路、地网四级 2.5G 甲收稿日期：2023-06-28作者简介：罗迪（1979），男，四川成都人，高级工程师，主要研究方向为电力系统通信设计。2023 年 8 月 25 日第 40 卷第 16 期Aug.25,2023,Vol.40 No.16Telecom Power Technology 76 变乙变主用/备用电路以及地网四级 622M 甲变乙变主用/备用电路。光缆路由现状如图 1 所示。1.3工程概况拟将甲 330 kV 变电站乙 330 kV 变电站双回330 kV 线路（以下简称甲乙双回线）入新建丙330 kV 变电站，更换甲、乙变电站出线段的地线。该工程线路改造方案实施分为 2 个阶段：第 1 阶段，330 kV 甲乙线、线路回停电，更换甲、乙变电站出线段的地线，光缆开断时间约 1 个月；第 2 阶段，330 kV 甲乙线、回线路停电开断，将丙 330 kV变电站 入，光缆开断时间约 1 个月。具体光缆建设方案如下。第一，随新建 接线路架设 4 根光缆（乙变电站方向 2 根，甲变电站方向 2 根），同时光缆芯数均按 72 芯考虑。第二，由于乙变出线侧短路电流不能满足要求，需要更换乙变出线侧、回双回路共塔线路地线，均采用 24 芯OPGW，更换段光缆路由长度为 26 km。第三，由于甲变出线侧回短路电流不能满足要求，需要更换甲变甲乙线6#塔双回路共塔线路的2根OPGW光缆。其中，回采用 48 芯光缆（24 芯为普通纤芯，24 芯为超低损耗光纤），回采用 48 芯 OPGW 光缆（48芯为普通纤芯）。将原特高压直流 T 接光缆与 I 回线上的 48 芯 OPGW 光缆在甲乙线 6#塔进行熔接，将原甲乙回线 6#塔 接点 1 根地线更换为 24 芯OPGW 光缆，在原甲乙线 6#塔与回线上的 48 芯OPGW光缆中的24芯进行熔接，将原甲乙线6#塔 接点 24 芯 OPGW 光缆在原甲乙线 6#塔与回线上的 48 芯 OPGW 光缆进行熔接。2方案设计难点第一，特高压 T 接光缆承载的是国网一级通信电路业务，甲乙线上的其他光缆作为省级三级网主干通信电路，光缆的中断时间不能超过 8 h。第二，甲乙、回线改造时需要拆除原有线路的OPGW光缆，然后在原有线路重新架设 OPGW 光缆，同时保证在施工过程中业务不中断。第三，光缆承载的是国网一级通信电路和省级三级网主干通信电路业务，通过省网迂回时需要大量的纤芯和电路容量，需要确保现有省网的光纤资源和电路容量能够满足要求。第四，在临近的 110 kV 线路或其他线路架设临时光缆时需要重新设计，并进行现场调查。该过程可能存在可行性不确定、工期不能配合以及建设费用过高等问题。第五，在可行性研究阶段和初步设计阶段，通信过渡方案设计深度不足，导致过渡方案投资可能不能满足实际需要。基于这些设计难点，需要采用特殊的设计方案，并结合施工技巧解决存在的问题。3通信过渡方案设计对于新建的丙330 kV变电站双接甲乙变的、双回线路，甲乙线承载业务包括国网一级同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）骨干通信网、国网特高压直流输电光传输系统、省网三级网以及地区四级网业务。根据国家电网公司规定，对于引起一二级骨干传输系统中断的检修工作，应将重要业务通道提前组织迂回。因此，将除国网特高压直流外的其他主用业务通过已有的 110 kV 光缆线路进行迂回，即通过乙变丁变戊变 224 芯光缆开通运行。经核实，剩余纤芯能够满足需求。临时过渡光缆距离为 38 km 左右，无须新增光路子系统。原特高压T 接光缆与甲乙线回 OPGW 接续，设计的过渡方案将原特高压 T 接光缆在原 T 接点改为与甲乙线回接续，需要将甲乙线回 24 芯 OPGW 光缆更换为 48芯 OPGW 光缆，其中 24 芯为普通光纤，另外 24 芯为超低损耗光纤。原甲变乙变方向国网一级 10G 电路需要在丙变完成跳纤，光缆路由长度由原来的 33.8 km 变为36.8 km（甲变丙变 330 kV 线路长约 14.2 km，乙变丙变 330 kV 线路长约 22.0 km，加上 20.3 km特高压线4752#塔6#塔乙变甲变特高压线4751#塔特高压光缆甲乙线24芯OPGW特高压T接段48芯OPGW甲乙线48芯OPGW与特高压T接段光缆接续图 1光缆路由现状 2023 年 8 月 25 日第 40 卷第 16 期 77 Telecom Power TechnologyAug.25,2023,Vol.40 No.16 罗迪：330 kV 输电线路改造工程 OPGW 通信过渡方案典型案例分析站内引入光缆），原甲变乙变国网一级 10G 电路采用“1+1”保护方式。通过计算可知，该光纤通信电路配置有 9.7 dB 富裕度，将丙变 入甲变乙变后终期累计全程衰耗比原衰耗增加 2.11 dB，富余度仍然充足，能够满足业务运行。临时过渡方案采用 110 kV 线路恢复业务（乙变丁变戊变甲变224 芯，过渡光缆长度为 38 km），临时累计全程衰耗较原衰耗增加 3.69 dB，富余度为 6.01 dB，因此临时过渡方案可满足业务运行恢复。该过程分为 2 个阶段。（1）第 1 阶段，在 330 kV 甲乙、回线光缆开断前，需要将重要业务通过已有 110 kV 光缆进行迂回，更换 330 kV 甲乙、回线光缆，最后将国网特高压光缆T接点从甲乙回线改接到甲乙回线。具体过渡步骤如下。步骤 1：在 330 kV 甲乙、回线光缆开断前，将重要业务通过电路迂回，其中一级网 10G 电路、三级网 10G/2.5G/622M 电路、四级网 2.5G/622M 电路均割接至 110 kV 迂回光缆。步骤 2：开断 330 kV 甲乙回线的光缆，更换330 kV 甲乙回线上需要更换的光缆，最后恢复新旧光缆的熔接工作。步骤 3：在 8 h 内完成 330 kV 甲乙回线上的国网特高压 T 接光缆的开断与 330 kV 甲乙回线上的更换后，恢复光缆的熔接工作，更换 330 kV 甲乙回线上需要更换的光并将新旧光缆熔接恢复工作。（2）第 2 阶段，首先，在 330 kV 甲乙、回线 接开断点新建线路光缆架设，并在新建丙变电站内安装传输设备。其次，在完成第一阶段工作后，开断 330 kV 甲乙、回线。再次，将新建丙变电站内的传输设备接入相应的传输网络。最后，将迂回的重要业务倒回至原电路。光缆路由方案如图 2 所示。甲乙l、线更换为24芯接段OPGW丙变乙变甲变特高压光缆甲乙线原有24芯OPGW甲乙线更换为48芯OPGW甲乙线更换为48芯OPGW甲乙线更换为24芯OPGW特高压接段48芯OPGW特高压线4752#塔与特高压T接光缆接续特高压线4751#塔图 2光缆路由方案4结论文章主要分析 330 kV 输电线路改造工程中OPGW 光缆中断情况下的通信光缆的典型实例，研究存在的难点，如在初步设计阶段没有核实线路光缆承载的业务量和种类，不够重视光缆中断引起重要业务中断的问题，导致通信光缆过渡方案设计深度步不足等问题。在今后的工程设计时，需要结合工程实际情况提出切实可行的通信光缆过渡方案，保障工程顺利实施和电网安全稳定运行。参考文献：1 刘华芬，林正华，侯颖.电力输电线路改造工程通信过渡方案研究J.电力信息与通信技术，2019，17（2）：61-66.2 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