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光纖改進通信系統(tǒng)可靠性-（安裝和歷史記錄）
時間: 2021-02-24 20:35 瀏覽次數(shù)：
政府認(rèn)為，在未來必須對光纖進行維修時，在室內(nèi)進行光纖拼接的能力將是有益的，事實證明，這是一項很好的投資，因為變電站光纖技術(shù)人員
加蘭市位于美國德克薩斯州達拉斯東北部約50平方英里的住宅區(qū)和工業(yè)區(qū)，輸電系統(tǒng)由30英里長的69千伏架空線路和80英里長的138千伏線路組成，基本上分為兩個回路，我們稱之為南北回路。該市還擁有370英里的15千伏架空線路和400英里的15千伏地下線路，這些線路不包括在光纖項目中。
高速輸電線路保護選擇的繼電器是通用電氣公司的CPD或ABB電力T&D公司（西屋電氣公司）的HCB-1，這些繼電器是多年前選擇的，因為它們易于應(yīng)用于短線，并具有很好的選擇性，可以將故障隔離到適當(dāng)?shù)木€路段。兩個繼電器都在單個金屬線對上工作，并在終端之間傳輸相位和振幅信息。
通過比較兩端電流，繼電器確定觀察到的故障電流是由內(nèi)部故障還是外部故障引起的，并將相應(yīng)跳閘或抑制。CPD使用循環(huán)電流技術(shù)來傳輸跳閘條件下的相位和幅值信息，而HCB-1使用反向電壓技術(shù)來完成相同的任務(wù)。在項目過程中，大多數(shù)現(xiàn)有的CPD繼電器被替換為新的HCB-1繼電器，因為選定的制造商的光纖多路復(fù)用設(shè)備有一個成熟的接口可用于HCB-1。
通過比較兩端電流，繼電器確定觀察到的故障電流是由內(nèi)部故障還是外部故障引起的，并將相應(yīng)跳閘或抑制。CPD使用循環(huán)電流技術(shù)來傳輸跳閘條件下的相位和幅值信息，而HCB-1使用反向電壓技術(shù)來完成相同的任務(wù)。在項目過程中，大多數(shù)現(xiàn)有的CPD繼電器被替換為新的HCB-1繼電器，因為選定的制造商的光纖多路復(fù)用設(shè)備有一個成熟的接口可用于HCB-1。
這些繼電器使用的大多數(shù)導(dǎo)電線是在1965年至1980年間安裝的。除導(dǎo)頻線中繼外，導(dǎo)頻線還用于SCADA、電話和音頻中繼。隨著時間的推移，老化對導(dǎo)線的影響變得越來越明顯，SCADA的錯誤率越來越高，繼電器操作不當(dāng)，維護也越來越頻繁。據(jù)T&D負(fù)責(zé)人蘭迪·懷特（Randy White）說，“預(yù)計每次下雨時，先導(dǎo)線繼電器都會誤動。
”當(dāng)一對導(dǎo)線因絕緣層斷裂或其他故障短路而損壞時，這對導(dǎo)線就被停用，另一對導(dǎo)線被使用，好的配對數(shù)量正在迅速減少。1993年4月，蘭迪說服城市管理部門用一個新的光纖網(wǎng)絡(luò)來取代那些故障的導(dǎo)頻線，這將大大提高所有通信系統(tǒng)的可靠性，他們還考慮從當(dāng)?shù)仉娫捁咀赓UT1帶寬到每個變電站。事實證明，購買和安裝自己的光纖的回報期不到5年。
”當(dāng)一對導(dǎo)線因絕緣層斷裂或其他故障短路而損壞時，這對導(dǎo)線就被停用，另一對導(dǎo)線被使用，好的配對數(shù)量正在迅速減少。1993年4月，蘭迪說服城市管理部門用一個新的光纖網(wǎng)絡(luò)來取代那些故障的導(dǎo)頻線，這將大大提高所有通信系統(tǒng)的可靠性，他們還考慮從當(dāng)?shù)仉娫捁咀赓UT1帶寬到每個變電站。事實證明，購買和安裝自己的光纖的回報期不到5年。
決定安裝一個單一的系統(tǒng)，不僅包括繼電保護，而且包括所有變電站通信要求，為了減少將SCADA、音調(diào)和引導(dǎo)線中繼置于一個系統(tǒng)的支配下的恐懼，決定在兩個環(huán)路（北和南）中實施自愈環(huán)結(jié)構(gòu)。
下一步是選擇安裝光纖的方法，采用Siecore光纖的整體式架空光纖管道因其易于對現(xiàn)有線路進行改造，以及在光纖斷裂時更快的維修時間而被選中。一旦管道安裝在相線下方，就可以根據(jù)需要拉動或推動新的光纖穿過管道，以增加光纖數(shù)量或修復(fù)損壞的部分。
德克薩斯州加蘭光纖和變電站地圖
德克薩斯州加蘭海峽地圖
德克薩斯州加蘭光纖和變電站地圖
政府認(rèn)為，在未來必須對光纖進行維修時，在室內(nèi)進行光纖拼接的能力將是有益的，事實證明，這是一項很好的投資，因為變電站光纖技術(shù)人員Pat Polk能夠在安裝期間和出現(xiàn)問題時執(zhí)行所有所需的拼接。今天安裝的最長單節(jié)無拼接是10500英尺。北環(huán)路于一九九七年六月完成，如果不是當(dāng)年夏季熱浪期間推遲6個月，南環(huán)線本可在1998年完工。
選擇了四光纖熱備（FFHS）環(huán)路方法來最小化重路由HCB電路的信道延遲，花環(huán)系統(tǒng)中“修復(fù)”電路的最大延遲為800µs，這在HCB繼電器的公差范圍內(nèi)。APM（雙光纖）系統(tǒng)的延遲將大于繼電器正常工作的允許值。如上圖所示，在北環(huán)和南環(huán)安裝了兩個獨立的環(huán)，分別有11個和13個節(jié)點，這些環(huán)在Ben Davis和Wynn Joyce之間相互連接，為這兩個變電站之間的HCB系統(tǒng)提供直接通道。為了提供這種連接的冗余，使用了傳統(tǒng)的熱備用光纖，備用光纖沿環(huán)的相反方向布線，互連還允許單個網(wǎng)絡(luò)管理程序具有整個系統(tǒng)的可見性。
當(dāng)PC連接到任一環(huán)中的任何其他節(jié)點時，可以查看目標(biāo)、配置并對任一環(huán)中的任何節(jié)點進行更改。克里夫·帕克（cliffparker）是紐約市工程部門的一名專業(yè)工程師，負(fù)責(zé)為系統(tǒng)配置時隙圖，下圖顯示了一個示例時隙圖。RS-232電路是在初始安裝后添加的，用于承載備用SEL321繼電器的導(dǎo)頻通道。
德克薩斯州加蘭海峽地圖
由于光纖系統(tǒng)已經(jīng)到位，為備份中繼增加導(dǎo)頻通信的成本在財務(wù)上是合理的，一個不太理想的非導(dǎo)頻備份方案是在光纖不可用的情況下的替代方案。
新系統(tǒng)的運行經(jīng)驗出乎意料，該項目運行非常順利，主要是由于許多個人，特別是配電和變電站部門之間的高度聯(lián)合支持和合作，T&D協(xié)調(diào)員Doug Kendrick說，“他們?nèi)栽诘却谝淮蜨CB誤操作。”SCADA系統(tǒng)按預(yù)期運行，沒有出現(xiàn)由于通道問題導(dǎo)致RTU離線的情況，每個變電站都有一部電話是以前的系統(tǒng)所沒有的，因為從當(dāng)?shù)刎悹柟咀庥秒娫捑€的費用太高了，光纖系統(tǒng)只是將現(xiàn)有城市交換機的分機添加到每個變電站，而不涉及電話公司。
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