光纤通信在电力系统中的应用

光纤通信在电力系统中的应用

(国网乌鲁木齐供电公司新疆乌鲁木齐830000)

摘要:在整个电网安全运行中,电力通信扮演着至关重要的角色。同时,它也是确保电网传输数据,并能够安全和可靠运行的重要依据。随着电力行业的迅猛发展,电力行业对电力通信的要求也逐渐增加。同时,电力通信也与整个电网的安全有关,从而需要提高对电网通信技术、安全系数的标准。在电力系统运作时,可能会遭受到一些外部因素的干扰,因此减小干扰成为电力通信的新任务之一。因为光纤通信自身具有强大的抗电磁干扰能力和较高的性能、较大的容量以及可靠的传输质量等特点,在一定程度上能够提高整个电力通信信息传输环节的迅速发展。因此,光纤通信在电力通信中具有非常重要的作用,也成为数字化时代和电力通信发展中必不可少的角色之一。

关键词:光纤通信;电力系统;应用思考

电力通信作为电力系统非常重要的组成部分,在通信远动,继电保护和办公自动化等方面起到了非常重要的作用,它的自动化可以显著的体现,电力系统的自动化程度,因此必须要提供稳定可靠和高效率的通信网络,才能够满足电信运营商的需求。而事实上,稳定可靠的网络需要在通话过程中以合适的介质传递,微波通信长途传输质量较稳定,带宽容量大,可以用于各种各样的通信业务,但是由于其经空中传播易受干扰,在同一个微波电路上不能使用,相同频率在同一个方向,微波电路必须经过无线电部门的审批才能建设,其审批过程繁琐,不能有阻拦物和障碍物,造价过高,稳定性差。也因此,人们开始研究光纤在传输上的优势,考虑到业务量的中、远期发展,在性价比更加优异的基础之上,根据系统的传输特性,使用光纤作出合理的选择和通信连接。纵观电力通信发展趋向,高带宽、强稳定、便维护的光纤传输将在电力系统中大量使用,省、市、县电力网络互连以至将来全国电力系统的互通将是未来一段时间内电力通信要解决的问题。

1光纤通信概述

光纤通信作为一种激光通信的方式,凭借低成本、高效率以及便利性在各个领域广受重视。光纤通信的原理是利用玻璃拉直的光导纤维进行信息传输。光纤通信的构成包括光纤、光源以及光检测器三大组成成分。光纤通信具有一系列优势,首先光纤具有超高的通信容量,传输距离也较远,一根光纤的带宽可以达到25THz以上,传输距离至少为几十公里。并且由于光纤的制造成分为二氧化硅,因而具有轻便的质量、较细的直径,由于减少了对其他金属的消耗,可以合理的利用有限的资源。光纤通信的抗电磁干扰能力很强,信号的传输可以保证高质量,另外,光纤通信不存在辐射,不易被窃听,保密性和安全性较高。

2电力通信中运用光纤通信的必要性

2.1电力系统具有十分复杂的网络结构

电力通信系统由于包含众多设备,且设备之间要进行的信息转换工作复杂多样,决定了电力通信系统具有极为复杂的网络构造。不管是电力系统中线路的传输还是微波与载波之间的信息转换都具有较高的技术要求,将光纤通信技术应用于电力系统中可以化复杂为有序,使电力通信高效、安全进行。

2.2电力系统具有较高的信息传输要求

电力通信系统中需要传递的信息量不是很高,但对传输效率有较高的要求,信息的传输应尽可能缩短时间,实现信息的同步传送。电力系统的信息传递既需要语音信号和继电保护装置的参与,又离不开对电力负荷等数据的检测,此类数据对于时效性有很高的要求,光纤通信凭借其先进的信息传递能力应用于电力系统中是必然趋势。

2.3电力系统需要高度的可靠性与灵活性

人类的工作和生活对于电力系统的依赖越来越强,一旦电力系统出现突发故障,短时间内便会对社会的正常运行造成损失。这就要求电力系统具有极高的稳固性与可靠程度,尽可能避免突发问题的出现,一旦出现故障也需要具备高度的灵活性,启动应急预案以保证电力持续稳定供应。光纤通信技术具有高的稳定性与灵活性,十分适合用在电力通信系统中。

2.4电力系统需要满足节约能源与保护环境的要求

光纤通信所需的主要原材料二氧化硅在我国的储量十分丰富,并且采用光纤作为通信方式便可以减少其他能源在通信中的应用,从而降低能源损耗,此外相比煤炭、石油等能源,光纤可以很大程度上减少环境污染,对环境起到保护作用。

3光纤通信技术在电力通信中的应用

3.1波分复用技术

波分复用技术就是将彼此不同的各种各样的光信号,以其各自的频率汇聚到一起,作用在同一根光纤上。虽然这些光信号具有各自的频率,但在波分复用技术中可以剔除这些信号之间的干扰,让它们很好地汇聚在一起,然后再进行传输作业。在波分复用技术中传输信息的载体是光波,首先利用光波将信号在其接收端进行汇集,再将汇集后的波长进行分离,最后将信号进行还原,通过这种方式将多信号传输的损失降到最低。波分复用技术使光纤通信的通信质量大大提高,信号的传输是双向的多路径,显著提高了光纤通信的通信效率,并减少了光纤的使用量。

3.2复合光纤架空地线

迄今为止,复合光纤架空地线成为相对较普遍的一种类型,因而能够被广泛运用到工业、军事等领域。复合光纤架空地线又能够被叫作光纤架空地线,是在电力传输线路的地线中含有供通信用的光纤单元。它具有非常显著的优点:(1)复合光纤能够防止传输路线被雷电攻击,具有很好的耐冲击性。(2)在光纤通信时能够包含全部的单元以及传递信息时具有较强的可靠性。与此同时,在平时的利用中很少出现磨损的状况能够减少维护成本,降低工程造价,从而可以被电力通信广泛应用。

3.3自承式光缆

自承式光缆可以分为金属自承式光缆和全介质自承式光缆两种类型。其种,金属自承式光缆凭借较为简单的结构、较小的成本耗费,以及不必考虑短路电流等诸多优势,在目前电力系统中取得了较为广泛的应用。全介质自承式光缆作为一种功能特殊的光纤材料,其构造是全绝缘形式的,质量、体积和密度都较小,其光学特征与工作性能也较为稳定,一旦线路断电时,可以有效控制损失,然而不足之处是需要较大的成本投入。

3.4电力特种光缆

作为一种性能相对特殊的光缆,电力特种光缆的构建基础是铁路杆塔资源,如ADSS、MASS等,目前应用较为广泛的是OPGW、ADSS两种类型,因为这两种类型的光缆稳定性较好,外界力量不会轻易对其造成破坏。其中OPGW光缆的安全性较高,不容易被恶意窃取,且具有良好的通信质量,利用该种光缆传输信号时可以减少传输内容的损耗,并且OPGW光缆具有较长的使用周期,不必频繁维修与保养,不过其缺点是针对雷电的侵袭抵抗性较差,一旦出现严重的雷击天气很容易遭到破坏。ADSS光缆在强电场和长距离的线路中较为适用。由于其自身质地较轻,且绝缘性能较好,因而对其进行维修和保养时也较为方便,由于其本身具备的良好的绝缘性,当对其进行安装时不必额外切除电源即可进行安装,从而使人们避免断电造成的不便。

4结语

光纤通信技术的诞生为电力通信中,远程通信和大密度通信连接,提供了良好的问题解决方案,在应用程序和光纤通信传递的过程中,给社会发展带来了更多的便利。今后的物联网系统可能因为电力系统的关系运用而产生巨大的变化,只有紧跟时代的步伐,促进关键技术快速的发展,才能够使得整个通信系统达到更快的发展。

参考文献:

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[2]刘怀,李胜利.光纤通信技术在电力系统中的应用[J].自动化应用,2016(04):99-101.

[3]孙丽红,朱哲然.浅析光纤通信在电力系统中的应用[J].通讯世界,2016(04):171-172.

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