330 kV輸電線路改造工程OPGW通信過渡方案典型案例分析

羅 迪

（國網(wǎng)陜西省電力有限公司經(jīng)濟技術(shù)研究院，陜西 西安 710065）

0 引 言

作為電力通信網(wǎng)的主要傳輸載體，光纖復(fù)合架空地線（Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire，OPGW）已經(jīng)在35 kV及以上電壓等級的電力輸電線路中得到了廣泛應(yīng)用，并發(fā)揮著重要作用[1-3]。但是，隨著電網(wǎng)建設(shè)的開展，難免會出現(xiàn)OPGW光纜線路開斷、更換原有普通地線線為OPGW光纜或者更換原有小截面的OPGW光纜為大截面OPGW光纜等情況，造成原有通信電路中斷[4]。在電路中斷前，需要提前設(shè)計切實可行的OPGW光纜過渡方案，避免發(fā)生過渡方案不完善造成通信電路長時間中斷影響電網(wǎng)安全運行的情況[5]。文章從工程實際的角度出發(fā)，結(jié)合工程實例，分析并研究典型的330 kV電壓等級工程的OPGW光纜的設(shè)計要點，以期為今后的工程提供一定參考。

1 工程概況

某330 kV變電站配套光纖通信工程涉及OPGW光纜線路開斷、更換原有普通地線線為OPGW光纜或者更換原有小截面的OPGW光纜為大截面OPGW光纜3種常見的典型情況。

1.1 改造前輸電線路現(xiàn)狀

330 kV甲乙線Ⅰ、Ⅱ回線路為同塔雙回路線路。

1.2 改造前光纜路由現(xiàn)狀

目前，原某特高壓直流光纜在直流2967#塔與甲乙Ⅱ回線6#塔進行T接，特高壓直流本體線路光纜為1根24芯OPGW光纜，其中24芯光纜為超低損耗光纖，承載國網(wǎng)一級（特高壓）通信業(yè)務(wù)。原甲乙Ⅰ回線建設(shè)有1根24芯OPGW光纜，承載國網(wǎng)一級、省級三級網(wǎng)、地市四級網(wǎng)通信業(yè)務(wù)。通信業(yè)務(wù)方面主要承載國網(wǎng)一級10G甲變—乙變主用/備用電路、國網(wǎng)一級（特高壓）2.5G甲變—乙變主用/備用電路、省網(wǎng)三級10G甲變—乙變主用/備用電路、省網(wǎng)三級2.5G甲變—乙變主用/備用電路、地網(wǎng)四級2.5G甲變—乙變主用/備用電路以及地網(wǎng)四級622M甲變—乙變主用/備用電路。光纜路由現(xiàn)狀如圖1所示。

圖1 光纜路由現(xiàn)狀

1.3 工程概況

擬將甲330 kV變電站—乙330 kV變電站雙回330 kV線路（以下簡稱甲乙雙回線）π入新建丙330 kV變電站，更換甲、乙變電站出線段的地線。該工程線路改造方案實施分為2個階段：第1階段，330 kV甲乙線Ⅰ、Ⅱ線路回停電，更換甲、乙變電站出線段的地線，光纜開斷時間約1個月；第2階段，330 kV甲乙線Ⅰ、Ⅱ回線路停電開斷，將丙330 kV變電站π入，光纜開斷時間約1個月。

具體光纜建設(shè)方案如下。第一，隨新建π接線路架設(shè)4根光纜（乙變電站方向2根，甲變電站方向2根），同時光纜芯數(shù)均按72芯考慮。第二，由于乙變出線側(cè)短路電流不能滿足要求，需要更換乙變出線側(cè)Ⅰ、Ⅱ回雙回路共塔線路地線，均采用24芯OPGW，更換段光纜路由長度為2×6 km。第三，由于甲變出線側(cè)Ⅰ回短路電流不能滿足要求，需要更換甲變—甲乙線6#塔雙回路共塔線路的2根OPGW光纜。其中，Ⅰ回采用48芯光纜（24芯為普通纖芯，24芯為超低損耗光纖），Ⅱ回采用48芯OPGW光纜（48芯為普通纖芯）。將原特高壓直流T接光纜與I回線上的48芯OPGW光纜在甲乙線6#塔進行熔接，將原甲乙Ⅰ回線6#塔—π接點1根地線更換為24芯OPGW光纜，在原甲乙線6#塔與Ⅱ回線上的48芯OPGW光纜中的24芯進行熔接，將原甲乙Ⅱ線6#塔—π接點24芯OPGW光纜在原甲乙線6#塔與Ⅱ回線上的48芯OPGW光纜進行熔接。

2 方案設(shè)計難點

第一，特高壓T接光纜承載的是國網(wǎng)一級通信電路業(yè)務(wù)，甲乙線上的其他光纜作為省級三級網(wǎng)主干通信電路，光纜的中斷時間不能超過8 h。第二，甲乙Ⅰ、Ⅱ回線改造時需要拆除原有線路的OPGW光纜，然后在原有線路重新架設(shè)OPGW光纜，同時保證在施工過程中業(yè)務(wù)不中斷。第三，光纜承載的是國網(wǎng)一級通信電路和省級三級網(wǎng)主干通信電路業(yè)務(wù)，通過省網(wǎng)迂回時需要大量的纖芯和電路容量，需要確保現(xiàn)有省網(wǎng)的光纖資源和電路容量能夠滿足要求。第四，在臨近的110 kV線路或其他線路架設(shè)臨時光纜時需要重新設(shè)計，并進行現(xiàn)場調(diào)查。該過程可能存在可行性不確定、工期不能配合以及建設(shè)費用過高等問題。第五，在可行性研究階段和初步設(shè)計階段，通信過渡方案設(shè)計深度不足，導(dǎo)致過渡方案投資可能不能滿足實際需要。基于這些設(shè)計難點，需要采用特殊的設(shè)計方案，并結(jié)合施工技巧解決存在的問題。

3 通信過渡方案設(shè)計

對于新建的丙330 kV變電站雙π接甲乙變的Ⅰ、Ⅱ雙回線路，甲乙Ⅰ線承載業(yè)務(wù)包括國網(wǎng)一級同步數(shù)字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）骨干通信網(wǎng)、國網(wǎng)特高壓直流輸電光傳輸系統(tǒng)、省網(wǎng)三級網(wǎng)以及地區(qū)四級網(wǎng)業(yè)務(wù)。根據(jù)國家電網(wǎng)公司規(guī)定，對于引起一二級骨干傳輸系統(tǒng)中斷的檢修工作，應(yīng)將重要業(yè)務(wù)通道提前組織迂回。因此，將除國網(wǎng)特高壓直流外的其他主用業(yè)務(wù)通過已有的110 kV光纜線路進行迂回，即通過乙變—丁變—戊變2×24芯光纜開通運行。經(jīng)核實，剩余纖芯能夠滿足需求。臨時過渡光纜距離為38 km左右，無須新增光路子系統(tǒng)。原特高壓T接光纜與甲乙線Ⅱ回OPGW接續(xù)，設(shè)計的過渡方案將原特高壓T接光纜在原T接點改為與甲乙線Ⅰ回接續(xù)，需要將甲乙線Ⅰ回24芯OPGW光纜更換為48芯OPGW光纜，其中24芯為普通光纖，另外24芯為超低損耗光纖。

原甲變—乙變方向國網(wǎng)一級10G電路需要在丙變完成跳纖，光纜路由長度由原來的33.8 km變?yōu)?6.8 km（甲變—丙變330 kV線路長約14.2 km，乙變—丙變330 kV線路長約22.0 km，加上2×0.3 km站內(nèi)引入光纜），原甲變—乙變國網(wǎng)一級10G電路采用“1+1”保護方式。通過計算可知，該光纖通信電路配置有9.7 dB富裕度，將丙變π入甲變—乙變后終期累計全程衰耗比原衰耗增加2.11 dB，富余度仍然充足，能夠滿足業(yè)務(wù)運行。臨時過渡方案采用110 kV線路恢復(fù)業(yè)務(wù)（乙變—丁變—戊變—甲變2×24芯，過渡光纜長度為38 km），臨時累計全程衰耗較原衰耗增加3.69 dB，富余度為6.01 dB，因此臨時過渡方案可滿足業(yè)務(wù)運行恢復(fù)。

該過程分為2個階段。

（1）第1階段，在330 kV甲乙Ⅰ、Ⅱ回線光纜開斷前，需要將重要業(yè)務(wù)通過已有110 kV光纜進行迂回，更換330 kV甲乙Ⅰ、Ⅱ回線光纜，最后將國網(wǎng)特高壓光纜T接點從甲乙Ⅱ回線改接到甲乙Ⅰ回線。具體過渡步驟如下。

步驟1：在330 kV甲乙Ⅰ、Ⅱ回線光纜開斷前，將重要業(yè)務(wù)通過電路迂回，其中一級網(wǎng)10G電路、三級網(wǎng)10G/2.5G/622M電路、四級網(wǎng)2.5G/622M電路均割接至110 kV迂回光纜。

步驟2：開斷330 kV甲乙Ⅰ回線的光纜，更換330 kV甲乙Ⅰ回線上需要更換的光纜，最后恢復(fù)新舊光纜的熔接工作。

步驟3：在8 h內(nèi)完成330 kV甲乙Ⅱ回線上的國網(wǎng)特高壓T接光纜的開斷與330 kV甲乙Ⅰ回線上的更換后，恢復(fù)光纜的熔接工作，更換330 kV甲乙Ⅱ回線上需要更換的光并將新舊光纜熔接恢復(fù)工作。

（2）第2階段，首先，在330 kV甲乙Ⅰ、Ⅱ回線π接開斷點新建線路光纜架設(shè)，并在新建丙變電站內(nèi)安裝傳輸設(shè)備。其次，在完成第一階段工作后，開斷330 kV甲乙Ⅰ、Ⅱ回線。再次，將新建丙變電站內(nèi)的傳輸設(shè)備接入相應(yīng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)。最后，將迂回的重要業(yè)務(wù)倒回至原電路。光纜路由方案如圖2所示。

圖2 光纜路由方案

4 結(jié) 論

文章主要分析330 kV輸電線路改造工程中OPGW光纜中斷情況下的通信光纜的典型實例，研究存在的難點，如在初步設(shè)計階段沒有核實線路光纜承載的業(yè)務(wù)量和種類，不夠重視光纜中斷引起重要業(yè)務(wù)中斷的問題，導(dǎo)致通信光纜過渡方案設(shè)計深度步不足等問題。在今后的工程設(shè)計時，需要結(jié)合工程實際情況提出切實可行的通信光纜過渡方案，保障工程順利實施和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。