光纤在智能变电站的应用

 大脑支配我们身体的所有神经元，同时智能变电站也可谓智能化支配，但是是靠什么来传输信号呢?

当几十M的各种视频音频信号走进千家万户的时候，不知道你有没有想过，那条藏在你书桌角落，连接路由的线究竟是什么?

你的答案可能是，‘光纤啊’;

bingo，运营商们总是会打出广告说‘百兆光纤宽带进小区’，然而我们是否真的了解光纤是什么?是不是只有宽带才用到光纤?

光纤是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。传输原理是‘光的全反射’。高中的物理就是这样教我们的;光纤裸纤一般分为三层：中心高折射率玻璃芯(芯径一般为50或62.5μm)，中间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为125μm)，最外是加强用的树脂涂层。

 

 

图1

1966年，高琨博士在PIEE 杂志上发表论文《光频率的介质纤维表面波导》，从理论上分析证明了用光纤作为传输媒体以实现光通信的可能性;2012年，中国的光纤产能已达到1亿2千万芯公里;而光纤通信的应用也成为了通信新的发展趋势。尤其是在电力行业的发展上，光纤制通信线缆无疑是一个更加节能且安全的选择。

 

 

图2

为什么光纤更加节能安全?

与传统电缆相比，1、光缆的通频带很宽.理论可达30亿兆赫兹;2、无中继段长.几十到100多公里，铜线只有几百米;3、光纤不受电磁场和电磁辐射的影响;4、重量轻，体积小。例如：通2万1千话路的900对双绞线，其直径为3英寸，重量8吨/KM。而通讯量为其十倍的光缆，直径为0.5英寸，重量450P/KM;5、光纤通讯不带电，使用安全可用于易燃，易暴场所;6、使用环境温度范围宽，化学腐蚀，使用寿命长。

 

 

图3

随着全球范围内智能电网国家战略的推进，作为智能电网重要物理基础的智能变电站建设也越来越重要，目前光纤通信就已经广泛应用在智能化变电站。智能变电站主要包括智能高压设备和变电站统一信息平台两部分，而智能变压器与控制系统依靠通信光纤相连，可及时掌握变压器状态参数和运行数据。

当然，目前光纤传输也是会产生衰减的情况，具体产生的原因就比较多，比如：本征(是光纤的固有损耗,包括：瑞利散射,固有吸收等)、弯曲、挤压、有杂质、光纤材料不均匀、对接不同轴等。

当光信号衰减到一定程度后,会发生误码率上升,速度降低,当光信号衰减到无法接收时,通讯就会中断。所以在使用光纤通信时也要尽量避免出现以上状况。

 

 

图4

作为智能化变电站的‘神经系统’，智能变压器与控制系统之间唯一的通信桥梁，光纤的通信情况对整个变电站有着不可忽视的作用。那么我们用什么去判断光纤的通信情况——光功率。

一般来说，影响光纤网络工作的就是接受光功率，也就是接收到的光信号的强度;当接收光功率大于-25dBm时，不会影响网络的正常使用和稳定;当光功率异常时，通信误码率会增加，会产生掉线现象。

现在对于光功率的测量，较为基础的仪器是功率计，类似于电参数测量的万用表;但是基于智能化变电站使用来看，能将光功率、GOOSE发送接收等功能集于一体的仪器更加符合测量行业的趋势。