通信系統(tǒng)在南美水電站的應(yīng)用范文

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摘要:厄瓜多爾德爾西水電站工程通信系統(tǒng)包括電話交換系統(tǒng)、擴(kuò)音對講系統(tǒng)、廠壩間光纖通信系統(tǒng)、系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)、通信電源系統(tǒng)。對水電站通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、資源配置等進(jìn)行了分析，并對通信系統(tǒng)在水電站的應(yīng)用進(jìn)行了深入探討。

關(guān)鍵詞:水電站，廠壩區(qū)，電話系統(tǒng)，擴(kuò)音對講系統(tǒng)，光纖通信系統(tǒng)

引言

厄瓜多爾德爾西水電站電話交換系統(tǒng)和系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)為水電站的核心通信系統(tǒng)，其他系統(tǒng)為輔助系統(tǒng)。電站內(nèi)設(shè)置軟交換電話系統(tǒng)1套，用于水電站內(nèi)部生產(chǎn)調(diào)度指揮和運(yùn)行管理聯(lián)系，為及時(shí)處理和分析事故提供必要的通信手段，同時(shí)實(shí)現(xiàn)水電站與電網(wǎng)相關(guān)部門的通信，保證電網(wǎng)調(diào)度中心與水電站的調(diào)度通信。在水電站設(shè)置系統(tǒng)光傳輸系統(tǒng)STM-4光端機(jī)2套，分別用于水電站廠區(qū)、開關(guān)站，通過與當(dāng)?shù)氐膬蓚€(gè)變電站光端機(jī)的對接，實(shí)現(xiàn)水電站SACADA系統(tǒng)、PMU系統(tǒng)、電能計(jì)量系統(tǒng)與厄瓜多爾電網(wǎng)CENACE和COT的數(shù)據(jù)傳送。

1德爾西水電站項(xiàng)目情況

德爾西水電站位于南美洲厄瓜多爾境內(nèi)，為引水式電站，裝機(jī)容量180MW(3×60MW)，安裝三臺沖擊式機(jī)組，年利用小時(shí)數(shù)6888h，多年平均發(fā)電量12．398億kW•h。主要建筑物包括電站首部樞紐、引水隧洞、廠房等。根據(jù)電站布局，大壩、廠房、戶外GIS開關(guān)站、機(jī)修間、機(jī)電倉庫、保安室等基礎(chǔ)設(shè)施，都涵蓋了監(jiān)控、火警、電話機(jī)等。德爾西水電站為EPC交鑰匙施工合同，包括設(shè)計(jì)、設(shè)備采購、施工、安裝和調(diào)試并具備投入商業(yè)運(yùn)行條件，直接竣工移交的總承包模式。

2德爾西水電站項(xiàng)目通信系統(tǒng)工程技術(shù)論證

2．1電話交換系統(tǒng)

2．1．1設(shè)備作用本工程設(shè)置1套500門軟交換電話系統(tǒng)，配套觸摸屏調(diào)度臺1套、錄音計(jì)費(fèi)系統(tǒng)各1套，交換機(jī)用于水電站內(nèi)部生產(chǎn)的調(diào)度指揮和運(yùn)行管理聯(lián)系，在水電站發(fā)生事故時(shí)，為及時(shí)處理和分析事故提供必要的通信手段，實(shí)現(xiàn)水電站與電網(wǎng)相關(guān)部門的通信，實(shí)現(xiàn)水電站與公共電話網(wǎng)的通信連接。

2．1．2設(shè)備特點(diǎn)該系統(tǒng)使用成熟高性能的CPU和DSP，并使用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和高效的算法，具有優(yōu)異的性能。設(shè)備采用模塊化插板式設(shè)計(jì)，支持多種接口板卡，可以根據(jù)需求靈活地提供不同的功能，并可根據(jù)容量平滑擴(kuò)容。D7000(V8)支持電信級的單板冗余和網(wǎng)絡(luò)冗余，任意節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障或外因損壞時(shí)，系統(tǒng)及時(shí)進(jìn)行主備切換，保障全網(wǎng)業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行。

2．1．3水電站IP調(diào)度電話接入方案德爾西水電站廠區(qū)配置IP調(diào)度交換機(jī)1套，該調(diào)度交換機(jī)具有IP網(wǎng)關(guān)(GATEWAY)、IP網(wǎng)閘(GATEKEEPER)、IP電話機(jī)、IP軟件電話(OFTPHONE)以及IP中繼接口等IP寬帶網(wǎng)絡(luò)接入功能，支持Internet接入方案，支持VoIP功能。相關(guān)配套設(shè)備包括錄音系統(tǒng)、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、觸摸屏調(diào)度臺、IP電話等，以保證德爾西水電站內(nèi)部通信。通過基于SDH(支持MSTP)的傳輸網(wǎng)絡(luò)及IP網(wǎng)，調(diào)度交換機(jī)、可視調(diào)度終端及變電站IP電話的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在業(yè)主營地配置1臺網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)設(shè)備，并以10/100Base-T接口接入洛哈南方電網(wǎng)的管理信息系統(tǒng)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對外通信，改變了以往調(diào)度交換機(jī)用戶通過PCM電路延伸接入方式。

2．2擴(kuò)音對講系統(tǒng)

2．2．1設(shè)備作用電站不同場所中迅速尋找有關(guān)工作人員，全廠性的廣播和生產(chǎn)調(diào)度指揮命令;現(xiàn)場工作人員可利用現(xiàn)場的擴(kuò)音對講終端，及時(shí)的反饋現(xiàn)場的問題到控制中心。

2．2．2設(shè)備特點(diǎn)應(yīng)用于德爾西水電站的廣播呼叫產(chǎn)品為DF7500C，是采用數(shù)字交換、指令呼叫、廣播、擴(kuò)音對講為一體的多功能數(shù)字指令擴(kuò)音呼叫系統(tǒng)。系統(tǒng)容量從4到400門平滑過渡。作為全數(shù)字交換指令擴(kuò)音系統(tǒng)，采用了數(shù)字時(shí)分交換技術(shù)、大功率信號交換技術(shù)、系統(tǒng)消噪處理技術(shù)、集中放大及供電技術(shù)和共線傳輸技術(shù)，完美解決了在德爾西水電站廠房噪聲環(huán)境很大的情況下通信的問題。

2．3廠壩間光纖通信系統(tǒng)

2．3．1設(shè)備作用德爾西水電站工程設(shè)置廠區(qū)(開關(guān)站)、壩區(qū)間光纖通信系統(tǒng)1套，以滿足電站廠區(qū)與壩區(qū)之間話音、數(shù)據(jù)、圖像信號的傳輸。

2．3．2系統(tǒng)組成廠壩間光纖通信系統(tǒng)利用水電站廠區(qū)到壩區(qū)之間的13．8kV輸電線路架設(shè)1條ADSS光纜，光纜芯數(shù)為16芯，纖芯采用單模G．652標(biāo)準(zhǔn)。為實(shí)現(xiàn)廠區(qū)～壩區(qū)之間的話音信號傳輸，在廠區(qū)和壩區(qū)各設(shè)置一套帶有內(nèi)置式光盤的多業(yè)務(wù)接入光傳輸設(shè)備。

2．4系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)

2．4．1設(shè)備作用德爾西水電站工程系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)包括德爾西水電站(開關(guān)站)～Yanacocha變電站和德爾西水電站(開關(guān)站)～Cumbaratza變電站兩條光纖通道，德爾西水電站通過該兩條光纖通道實(shí)現(xiàn)與厄瓜多爾國家電力網(wǎng)的通信聯(lián)系。

2．4．2設(shè)備原理圖1畫出了應(yīng)用于德爾西水電站SDH設(shè)備的簡化結(jié)構(gòu)框圖。14塊支路盤通過背板SDH總線連接到兩塊匯聚盤。由STM-1/STM-4匯聚盤完成20/32個(gè)VC-4，VC-3和VC-12的全交叉，這些交叉矩陣構(gòu)成了強(qiáng)大的業(yè)務(wù)配置和保護(hù)能力。

2．4．3SDH系統(tǒng)接入方案德爾西水電站工程系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)在水電站廠房到Y(jié)ana-cocha變電站(約40km)之間的2回138kV輸電線路上將架設(shè)1條24芯的OPGW光纜;在水電站廠房至Cumbaratza變電站(25km)之間的1回138kV輸電線路上將架設(shè)1條24芯的OPGW光纜;光端機(jī)采用SDH制式，設(shè)備容量為622Mbit/s，采用STM-4光接口對接，傳輸速率為622Mbit/s。在水電站廠房、開關(guān)站各設(shè)置STM-4光端機(jī)1套，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)TDM，ADM，以太網(wǎng)，IP等業(yè)務(wù)的接入處理和傳送，同時(shí)各設(shè)PCM設(shè)備1套，用于提供4線E＆M，LGS，LGE音頻接口及64kbit/s及以下、V．24等數(shù)據(jù)接口。系統(tǒng)配置網(wǎng)元管理級系統(tǒng)一套進(jìn)行全線監(jiān)控管理。

2．4．4厄當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)要求為保證中國制造設(shè)備與厄當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)通訊設(shè)備的兼容性，所有(SDH傳輸)設(shè)備安裝前送往基多國家電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室中心進(jìn)行性能試驗(yàn)及功能驗(yàn)證。主要測試了本站設(shè)備與厄瓜多爾電網(wǎng)主流品牌包括華為、西門子、KEYMILE等SDH，PDH設(shè)備對接性能，測試了以太網(wǎng)、數(shù)字E1，RS232，F(xiàn)XS和FXO業(yè)務(wù)功能的兼容性。詳細(xì)測試數(shù)據(jù)SDH(LMXE)設(shè)備與西門子/華為SDH設(shè)備兼容性PCM(H5000)設(shè)備與瑞士KEYMILE-UMUX1500設(shè)備兼容。

2．5通信電源系統(tǒng)

通信電源系統(tǒng)是針對國內(nèi)外市場的需求而設(shè)計(jì)的無人值守式電源，符合德爾西水電站對設(shè)備無人值守的要求。系統(tǒng)由48V30A高頻開關(guān)整流模塊構(gòu)成，該模塊采用了功率因數(shù)校正﹑PWM脈寬調(diào)制、平均均流和高可靠快速保護(hù)等先進(jìn)技術(shù)，并將交流配電單元、直流配電單元、ZLPM-C01型監(jiān)控模塊、ZL4830SA型整流模塊。ZLPM-C01型監(jiān)控模塊可以實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)的本地自動管理，并具備RS232，RS485通信口，可與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心通信，實(shí)現(xiàn)對電源系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，隨時(shí)對系統(tǒng)的工作情況進(jìn)行管理、監(jiān)視和控制，并可隨時(shí)查閱相關(guān)工作狀態(tài)參數(shù)和故障歷史記錄，具有“遙測、遙信、遙控”的功能。通信電源設(shè)備為德爾西水電站廠區(qū)設(shè)置的各通信設(shè)備以及本工程在Yanacocha變電站和Cumbaratza變電站新設(shè)置的通信設(shè)備提供穩(wěn)定、可靠的交、直流電源，并保證外來交流電源發(fā)生事故時(shí)，通信電源不中斷，事故供電時(shí)間為10h。電源系統(tǒng)交流配電輸入分主備兩路，可以接兩路不同的市電或一路市電、一路油機(jī)，兩路輸入可自動切換。

3系統(tǒng)功能及特點(diǎn)

電源控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測、實(shí)時(shí)控制整流模塊、交流配電單元和直流配電單元的各種參數(shù)及狀態(tài)。采用平均電流均流技術(shù)，整流模塊電流不均衡度小于±3%。通過監(jiān)控模塊集中監(jiān)控，具有“遙測、遙信、遙控”功能。用戶可以根據(jù)具體情況選擇交流輸入方式:單相交流輸入;三相交流輸入;兩路單相交流輸入自動切換;兩路三相交流輸入自動切換。交流輸入部分加裝防雷裝置。二次下電保護(hù)功能，電池過放電保護(hù)功能。

4結(jié)語

德爾西水電站截止到2019年6月17日運(yùn)營超過半年，經(jīng)厄瓜多爾電網(wǎng)公司多次檢測電話、擴(kuò)音及光纖傳輸?shù)裙δ埽撾娬就ㄐ畔到y(tǒng)得到厄瓜多爾電網(wǎng)公司的高度認(rèn)可。一致認(rèn)為提高水電站的自動化程度，通信系統(tǒng)是必不可少。包括兩大部分，水電站與電網(wǎng)公司調(diào)度之間的通信，電站內(nèi)設(shè)備的通信。不僅將水電站內(nèi)的數(shù)據(jù)通過電力設(shè)備傳輸?shù)秸{(diào)度中心，而且要做到水電站內(nèi)通信的設(shè)備都通過電力系統(tǒng)規(guī)約采集到后臺監(jiān)控系統(tǒng)中，最后顯示在監(jiān)控畫面。通過監(jiān)控電腦可以實(shí)時(shí)監(jiān)測站內(nèi)的運(yùn)行情況，及時(shí)了解當(dāng)前的運(yùn)行信息，對水電站的運(yùn)行狀態(tài)了解更加全面，降低了水電站人工運(yùn)營成本，提高經(jīng)濟(jì)效益;采用互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程接入，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程界面調(diào)度通信及管理維護(hù)。

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作者：李子林 高艷 聶磊 單位：中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司