光纖通信技術在電力系統中的運用

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摘要近年來，光纖通信技術在電力系統中的應用逐步深入，不僅提升了電力系統的處理速度，還提高了系統的傳輸承載能力，并助推電力系統逐步朝著超長距離傳輸、超大容量與超高速趨勢發展。文章結合光纖通信技術應用優勢，就其在電力系統中的應用加以探討，以供參考和借鑒。

關鍵詞光纖通信技術；電力系統；應用

1光纖通信技術及特點

光纖通信技術，即光導纖維通信技術之簡稱，是指以光纖為傳輸媒介、以光波為信息載體實現信息傳遞的通信形式。其具有如下特點：1）通信成本低。大規模的推廣和應用不可避免地需要考慮成本問題，光纖通信技術亦然，如何以最低成本獲取最大利益，乃光纖通信技術應用之首要目標。就當前傳輸材料而言，石英材料在傳輸領域損耗最低，若可突破非石英材質應用壁壘，將進一步降低光纖通信技術的損耗。相較其他通信技術，光纖通信技術不僅性能大幅提升，而且通信運營成本十分低廉。2）抗磁干擾強。作為光纖通信技術的主要使用材料，石英具有較強的抗腐蝕、絕緣性能。此外，石英材料超強的抗電磁干擾能力，保障了通信數據流的穩定性，極大地提升了光纖通信技術在強電環境下的應用效果。3）所需空間小。光纖傳輸芯極細，且為多芯傳輸，因而光纜直徑小，極大地節約了空間，增強了其在特殊環境的應用。4）通訊容量大。光纖通信較微波通訊容量高出數十倍，與電纜銅線相比，光纖帶寬要大得多，其與密集波技術的融合應用，有助于充分發揮帶寬優勢。5）保密性能佳。電磁波傳播極易引發信息泄露，但光纖通信可有效避免此類問題，光信號泄露不會引發信息丟失，極大地確保了通信過程的安全性、可靠性。

2光纖通信技術在電力系統中的應用優勢

光纖通信技術的良好性能與特點，賦予其在電力系統中獨特的應用優勢，具體體現如下。

2.1有助于滿足各類復雜系統需求

由于電力系統通信過程復雜，若運用傳統通信方法勢必會降低電網的輸出效率，但光纖通信可滿足不同接口需求，因而無需轉化接口方式，實現了中斷線輸導與通信網絡拓展性能的提升。此外，電力系統對于實時性要求較高，而光纖通信技術可以保障系統數據的實時傳輸，提升了電力通信效率。

2.2有利于增加系統靈活性與可靠性

隨著信息時代的到來，電力通信網絡所面臨的挑戰日趨嚴峻，所需承擔的使命越來越多，而光纖通信技術的應用有助于電力系統通信靈活性的提升，光纖通信強大的抗磁干擾性能，有助于減小外部環境對電力系統的干擾，有效控制電力通信安全事故的發生，提升電力通信網絡的安全性、可靠性。

2.3有益于減少電力系統傳輸損耗

較其他傳導介質而言，光纖數據傳輸過程損耗更低，有助于最大限度地保障數據完整性，促進其在長跨距傳輸中的應用。隨著電力系統的發展，電力通信所覆蓋范圍不斷擴大，而光纖通信技術的應用不僅可以降低信息傳輸中的數據損耗，還有利于充分發揮光纖長距離傳輸優勢，減少中繼站建設，降低電力系統通信與運行成本。

3光纖通信技術在電力系統中的具體應用

與郵電公用網絡相比，電力系統通信對于可靠性、業務容量要求更高，因此，還需緊密結合電力通信特點與系統特征，促進光纖通信技術在電力系統中的有效應用，主要包括如下方面。

3.1架空地線復合光纜

架空地線復合光纜包括三層，從外到內依次為鋁線、鋼芯、光纖。依循光纜結構的差異性可將其分為三類，即層絞式光纜、骨架式光纜、中心束管式光纜。在電力系統中應用此類光纜，有助于提升系統導電性能、機械強度，提升使用過程的安全性，具有較高的抗外力破壞性能。當前，此類光纜在多應用于110kV線路之中，可實現電力輸電線路、復合光纜同步建設。由于光纜短路電流輸出采用鋁合金、純鋁絲保護材料，因而設計時還需考慮系統的負荷量，具體應用過程中，應對該電纜采取有效的保護措施，利用雙層保護套等方式，避免紫外線的危害。更換地線時，應保障其原有性能，確保更換后系統的安全、穩定運行。

3.2光復用技術

該技術極大地促進了光纖通信技術的應用與發展，其主要包括3種：1）波分復用技術。是指在一根光纖上同時傳播多種波長的光載波，以提升光纖傳播能力，利用波長方向差異實現單根光纖的雙向傳送，提升其在電力通信應用中的靈活性。2）頻分復用系統。該系統中，相鄰峰值波長間隔不超過1nm，光載波之間的間隔較密，因而可運用于大容量、高速電力通信系統、分配式電力網絡系統之中，傳統合波器、分波器頻分復用系統器件無法對光載波加以區分，因而可采用高分辨率可調諧光濾波器等技術。3）光碼分復用技術。該技術可直接實現光編碼與解碼，提升光信道的復用及信號交換性能，提升網絡容量，解決抗干擾與抗多徑衰落等系列問題，增強電力通信的安全性、保密性。

3.3金屬自撐架空光纜

此類光纜結構復雜，多借助于高模量塑料管套，引入防水物，再將光纖套入其中，光纜中心還需進行加強處理，四周需涂抹聚乙烯，以增強套管的防水性、耐熱性，管套中涂抹油膏以保護光纖結構，增強對余長的控制，提升光纜抗拉性能。此外，此類光纜外管套光滑異常，有助于減少安裝摩擦，避免紫外線的危害。具體在電力系統應用中，還需防水化合物的加入，以增強光纖防水性能。

3.4非金屬自撐架空光纜

此類光纜抗拉性能強，最大距離長達1km，主要采用芳綸纖維構成，該材料質輕、強度大、防彈力強，其采用松套層絞方式加以套裝，因而具有較強的抗電腐蝕能力。此類光纜多用于200kV及以上高壓輸電線路，施工與維護中無需停電即可操作，過程簡便，但也存在部分缺點，如干帶電荷容易引發放電，一旦光纜落灰，將導致電場均勻性降低，繼而引發漏電現象。此外，一旦線路放電，會導致光纜表層遭受灼傷，破壞光纜線路。

3.5電力調度自動化

光纖通信技術還可用于電力系統自動化調度，其提供支持電網正常運行的多重結構，例如，該技術可使發電廠與其它下級調度中心有效通信，確保各操作間的融合性以及自動化控制操作的便捷性。鑒于光纖通信技術隸屬于高度統一的集中自動化控制方法，因而可對電氣系統運行狀態加以實時監控。在該技術支持下，電氣系統反應速度可保持在0.01～0.05s之內，實現系統運行的同步監控。此外，光纖通信技術的應用有助于電力系統自動監控的優化，一方面，其能夠確保監控系統及時針對系統運行問題作出預警，另一方面，其可對監控視角加以優化，確保監控過程無死角。與此同時，光纖通信可為電力系統科學管理模式提供精準的信息，如以全微機化控制模式為基礎的電磁裝置設備就是極具代表性的例子。

3.6光聯網系統

光聯網系統在電力系統中也有廣泛應用，由于其增加了網絡范圍與節點數量，因而賦予光網絡超大容量，強化了網絡透明性，實現了與多個電力系統及信號的有效連接，提升了網絡靈活性，促進了電力通信效率與性能提升。一旦電力系統出現故障，光聯網可迅速恢復網絡，最大限度地降低故障危害，減少建網、運行與維護成本。此外，基于光纖通信的光放大、光交換技術促進了光放大器的研發，為全光網絡、光弧子通信提供了技術支持，可有效解決電子交換容量問題，提升透明度與速率，節約電力建網與網絡升級的成本。

4結論

一言以蔽之，光纖通信技術強大的應用優勢促進了其在電力系統帶寬、電力生產、電力通信中的深入應用，有助于保障電力系統運行的安全性、穩定性、可靠性。當然，當前光纖通信技術的應用仍存在諸多難點，還需進一步加強研究，以促進其在電力行業中發揮更大的作用。

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作者：裴晨宇 單位：大同大學