光纖在智能變電站的應(yīng)用

 大腦支配我們身體的所有神經(jīng)元，同時(shí)智能變電站也可謂智能化支配，但是是靠什么來傳輸信號(hào)呢?

當(dāng)幾十M的各種視頻音頻信號(hào)走進(jìn)千家萬戶的時(shí)候，不知道你有沒有想過，那條藏在你書桌角落，連接路由的線究竟是什么?

你的答案可能是，‘光纖啊’;

bingo，運(yùn)營(yíng)商們總是會(huì)打出廣告說‘百兆光纖寬帶進(jìn)小區(qū)’，然而我們是否真的了解光纖是什么?是不是只有寬帶才用到光纖?

光纖是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導(dǎo)工具。傳輸原理是‘光的全反射’。高中的物理就是這樣教我們的;光纖裸纖一般分為三層：中心高折射率玻璃芯(芯徑一般為50或62.5μm)，中間為低折射率硅玻璃包層(直徑一般為125μm)，最外是加強(qiáng)用的樹脂涂層。

圖1

1966年，高琨博士在PIEE 雜志上發(fā)表論文《光頻率的介質(zhì)纖維表面波導(dǎo)》，從理論上分析證明了用光纖作為傳輸媒體以實(shí)現(xiàn)光通信的可能性;2012年，中國(guó)的光纖產(chǎn)能已達(dá)到1億2千萬芯公里;而光纖通信的應(yīng)用也成為了通信新的發(fā)展趨勢(shì)。尤其是在電力行業(yè)的發(fā)展上，光纖制通信線纜無疑是一個(gè)更加節(jié)能且安全的選擇。

圖2

為什么光纖更加節(jié)能安全?

與傳統(tǒng)電纜相比，1、光纜的通頻帶很寬.理論可達(dá)30億兆赫茲;2、無中繼段長(zhǎng).幾十到100多公里，銅線只有幾百米;3、光纖不受電磁場(chǎng)和電磁輻射的影響;4、重量輕，體積小。例如：通2萬1千話路的900對(duì)雙絞線，其直徑為3英寸，重量8噸/KM。而通訊量為其十倍的光纜，直徑為0.5英寸，重量450P/KM;5、光纖通訊不帶電，使用安全可用于易燃，易暴場(chǎng)所;6、使用環(huán)境溫度范圍寬，化學(xué)腐蝕，使用壽命長(zhǎng)。

圖3

隨著全球范圍內(nèi)智能電網(wǎng)國(guó)家戰(zhàn)略的推進(jìn)，作為智能電網(wǎng)重要物理基礎(chǔ)的智能變電站建設(shè)也越來越重要，目前光纖通信就已經(jīng)廣泛應(yīng)用在智能化變電站。智能變電站主要包括智能高壓設(shè)備和變電站統(tǒng)一信息平臺(tái)兩部分，而智能變壓器與控制系統(tǒng)依靠通信光纖相連，可及時(shí)掌握變壓器狀態(tài)參數(shù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)。

當(dāng)然，目前光纖傳輸也是會(huì)產(chǎn)生衰減的情況，具體產(chǎn)生的原因就比較多，比如：本征(是光纖的固有損耗,包括：瑞利散射,固有吸收等)、彎曲、擠壓、有雜質(zhì)、光纖材料不均勻、對(duì)接不同軸等。

當(dāng)光信號(hào)衰減到一定程度后,會(huì)發(fā)生誤碼率上升,速度降低,當(dāng)光信號(hào)衰減到無法接收時(shí),通訊就會(huì)中斷。所以在使用光纖通信時(shí)也要盡量避免出現(xiàn)以上狀況。

圖4

作為智能化變電站的‘神經(jīng)系統(tǒng)’，智能變壓器與控制系統(tǒng)之間唯一的通信橋梁，光纖的通信情況對(duì)整個(gè)變電站有著不可忽視的作用。那么我們用什么去判斷光纖的通信情況——光功率。

一般來說，影響光纖網(wǎng)絡(luò)工作的就是接受光功率，也就是接收到的光信號(hào)的強(qiáng)度;當(dāng)接收光功率大于-25dBm時(shí)，不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的正常使用和穩(wěn)定;當(dāng)光功率異常時(shí)，通信誤碼率會(huì)增加，會(huì)產(chǎn)生掉線現(xiàn)象。

現(xiàn)在對(duì)于光功率的測(cè)量，較為基礎(chǔ)的儀器是功率計(jì)，類似于電參數(shù)測(cè)量的萬用表;但是基于智能化變電站使用來看，能將光功率、GOOSE發(fā)送接收等功能集于一體的儀器更加符合測(cè)量行業(yè)的趨勢(shì)。