专利名称：数字化变电站光缆复合联接系统的制作方法
技术领域：
本发明为一种新的光缆复合联接系统，属于数字化变电站的组网通信系统，为数字化变电站的组网通信光缆联接提供一种高效解决方案。
背景技术：
数字化变电站是以变电站一、二次设备为数字化对象，以高速网络通信平台为基础，通过对数字信息进行标准化，实现信息共享和互操作，并以网络数据为基础，实现继保、数据管理等功能，满足安全稳定、建设经济等现代变电站建设要求的变电站。
随着电力负荷快速持续发展，大容量、超大系统电网的逐渐形成，电网安全、稳定、可靠、控制、信息交互等要求的提高，数字化的电力系统成为电力系统发展的必然方向。变电站作为电力系统的重要组成部分，从基于模拟信号、电缆连接、数据繁杂的传统变电站转变到数字信号、光纤连接、数据统一的数字化变电站，是整个电力系统发展的必然要求。
IEC61850是IEC TC57为变电站自动化系统制订的一个重要标准，该标准规范了变电站自动化系统的通信网络和系统，是实现数字化变电所的重要手段。
应用IEC61850实现数字化变电所的一个主要特征，即采用网络化通信手段来替代原有的控制电缆。由于采样值SMV网取代了用于交流采样的控制电缆，GOOSE网取代了用于开关量采样、设备间联闭锁二次控制电缆，MMS网取代了用于采集遥信、中央信号等控制电缆，数字化变电站与常规变电站相比，其控制电缆的用量大大减少，但随之而来的是由于MMS网、GOOSE网和SMV网组网、MU合并单元和电子式互感器等通信需要，对光缆的需求量增幅巨大。
由于变电站通信光缆使用量大幅增加，电缆沟中大量电缆被光缆取代，若采用传统的光缆敷设方式，存在以下弊端 1.以大量光缆取代传统电缆，数字化变电站的优势无法体现。
2.因光缆数量繁多，对光缆敷设路由无法进行统筹安排，造成冗余的网络联接光缆在敷设时使用同一路由，从而降低了网络通信的可靠性。
3.大量光缆分散敷设，需要大量的电缆沟，土建工程量及光缆敷设工作量均较大。
4.电缆沟中敷设的光缆过多，对防火等安全措施要求较高。
5.网络物理结构复杂，运行维护工作量巨大，不利于迅速排查故障。
发明内容
本发明的目的在于克服传统的通信光缆敷设方式所带来的弊端，设计出一种新型的数字化变电站光缆复合联接系统。通过对变电站通信光缆的整合，形成物理结构合理、路由清晰、材料节省的数字化变电站通信联接系统。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，它包括有安装有交换机的继电器室通过光缆连接于配电装置现场，所述的继电器室内光缆根据双网原则通过继电器室ODF汇集装置分别汇总成至少两根光缆，并通过两条不同路由，按照不同路径或同路径但位于不同防火区内的电缆沟进行敷设；所述的光缆至配电装置现场，然后集中接入设置在配电装置现场的ODF汇集装置，经由该ODF汇集装置转接至相应的其它就地装置。
所述的继电器室内每个交换机出小室的光缆经两个独立的由ODF模块构成的继电器ODF汇集装置分别汇总为至少两根光缆，经由不同路由至配电装置现场；所述的继电器室内还布置有由两台独立的MU采集光缆专用ODF柜构成的继电器ODF汇集装置，并经该继电器ODF汇集装置分别汇总成四根光缆，通过两条路由至配电装置现场的ODF汇集装置。
所述的继电器ODF汇集装置根据主接线的形式配置，主接线是一个半断路器接线方式，该汇集装置与同一串中的交换机柜统一组屏；主接线是双母线接线方式，该汇集装置与若干间隔的交换机柜统一组屏；根据双重化原则，双网ODF汇集装置应独立配置，双网ODF可使用光缆进行跳通；当合并单元采用继电器室集中组屏方案时，用于汇集合并单元至电子式互感器的远方终端模块通信光缆的ODF汇集装置应集中组屏，根据双重化原则，双网ODF汇集装置独立组屏，双网ODF可使用光缆进行跳通；继电器室交换机柜上的ODF汇集装置汇总现场各智能终端到GOOSE交换机的4芯光缆，各4芯光缆根据双重化原则汇总为二根48芯的光缆。
所述的现场ODF汇集装置根据主接线形式配置，主接线是一个半断路器接线方式，每串布置二台串ODF汇集装置，布置在本串离继电器室最近一面断路器汇控柜中，同一串相邻断路器汇控柜中也分别配置二台断路器ODF汇集装置，串ODF汇集装置与断路器ODF汇集装置通过双重化光缆联接；主接线是双母线/单母线等接线方式，若干间隔布置二台总ODF汇集装置，按就近原则布置在其中一面断路器汇控柜上，该断路器智能终端也统一组屏在该柜，相邻断路器汇控柜中也分别配置二台断路器ODF汇集装置，总ODF汇集装置与断路器ODF汇集装置通过双重化光缆联接；所述的现场ODF汇集装置汇总合并单元到现场电子式互感器的远方终端模块的通信4芯光缆，各4芯光缆根据双重化原则汇总为四根48芯的光缆。
本发明与现有技术相比，具有如下技术效果 光缆节省效率 a实施本联接系统后的光缆使用数量 b实施本联接系统前的光缆使用数量 一个500kV串上，若合并单元MU未下放，实施本联接系统后实际使用光缆为6根，而未使用本联接系统时需要光缆42根，光缆节省效率为85.7％。
一个500kV串上，若合并单元MU下放，实施本联接系统后实际使用光缆为2根，而未使用本联接系统时需要光缆12根，光缆节省效率为83.3％。
本光缆复合联接系统适用于不同的电压等级，不同的主接线方式，使得数字化变电站内电缆沟中敷设的光缆数量大大减少，较传统光缆敷设方式平均节约光缆在85％左右。本联接系统在满足保护双重化独立原则、考虑了网络冗余度等前提下，减少光缆数量，可以集中原先分散的光缆，减少敷设工作量，减轻光缆维护管理的工作量，使得变电站的二次系统光缆物理结构更加清晰，同时也减少了因光缆数量过多引起的电缆沟防火措施复杂的问题。
本系统考虑了适度集中的方案，对站内组网交换机的配置进行了优化整合，避免了过度集中带来的瓶颈效应。此外，本光缆联接系统在集中的基础上对光缆的敷设路由、与ODF联接方式均考虑了完整的双重化方案，因此，大大提高了整个变电站网络通信的可靠性。
图1是现有技术的光缆复合联接系统示意图。
图2是本发明的光缆复合联接系统示意图。
图3是本发明的500kV部分光缆复合联接系统示意图。
图4是本发明的500kV部分光缆复合联接系统且合并单元下放的示意图。
具体实施例方式 本发明包括有至少安装有交换机的继电器室通过光缆连接于配电装置现场，所述的继电器室内光缆根据双网原则通过继电器ODF汇集装置分别汇总成至少两根光缆，并通过至少两条不同路由，按照不同路径或同路径但位于不同防火区内的电缆沟进行敷设；所述的光缆至配电装置现场，然后集中接入设置在配电装置现场的ODF汇集装置，经由该ODF汇集装置转接至相应的其它就地装置。
所述的继电器室内每个交换机出小室的光缆经至少两个独立的由ODF模块构成的继电器ODF汇集装置分别汇总为至少两根光缆，经由不同路由至配电装置现场；所述的继电器室内还至少布置有由两台独立的MU采集光缆专用ODF柜构成的继电器ODF汇集装置，并经该继电器ODF汇集装置分别汇总成四根光缆，通过至少两条路由至配电装置现场的ODF汇集装置。
所述的继电器ODF汇集装置根据主接线的形式配置，主接线是一个半断路器接线方式，该汇集装置与同一串中的交换机柜统一组屏；主接线是双母线接线方式，该汇集装置与若干间隔的交换机柜统一组屏；根据双重化原则，双网ODF汇集装置应独立配置，双网ODF可使用光缆进行跳通；当合并单元采用继电器室集中组屏方案时，用于汇集合并单元至电子式互感器的远方终端模块通信光缆的ODF汇集装置应集中组屏，根据双重化原则，双网ODF汇集装置独立组屏，双网ODF可使用光缆进行跳通；继电器室交换机柜上的ODF汇集装置汇总现场各智能终端到GOOSE交换机的4芯光缆，各4芯光缆根据双重化原则汇总为二根48芯的光缆。
所述的现场ODF汇集装置根据主接线形式配置，主接线是一个半断路器接线方式，每串布置二台串ODF汇集装置，布置在本串离继电器室最近一面断路器汇控柜中，同一串相邻断路器汇控柜中也分别配置二台断路器ODF汇集装置，串ODF汇集装置与断路器ODF汇集装置通过双重化光缆联接；主接线是双母线/单母线等接线方式，若干间隔布置二台总ODF汇集装置，按就近原则布置在其中一面断路器汇控柜上，该断路器智能终端也统一组屏在该柜，相邻断路器汇控柜中也分别配置二台断路器ODF汇集装置，总ODF汇集装置与断路器ODF汇集装置通过双重化光缆联接；所述的现场ODF汇集装置汇总合并单元到现场电子式互感器的远方终端模块的通信4芯光缆，各4芯光缆根据双重化原则汇总为四根48芯的光缆。
数字化变电站三层两网的结构，使得大量二次设备通过站控层、过程层网络进行通信连接。考虑到保护双重化配置相互独立的原则，将继电器室交换机到配电装置现场的光缆根据双网原则分别汇总成两根光缆，通过两条不同路由(不同路径或同路径但位于不同防火区内)的电缆沟敷设。在继电器室内，每个交换机出小室的光缆经两个独立的ODF模块分别汇总为2根，经由不同路由至配电装置现场，然后集中接入设置在配电装置现场的ODF汇集装置，经由该ODF汇集装置转接至相应的其它就地装置。
继电器室复合联接方案继电器ODF汇集装置根据主接线的形式配置，主接线是一个半断路器接线方式，该汇集装置与同一串中的交换机柜统一组屏；主接线是双母线接线方式，该汇集装置与若干间隔的交换机柜统一组屏；根据双重化原则，双网ODF汇集装置应独立配置，双网ODF可使用光缆进行跳通。当合并单元采用继电器室集中组屏方案时，用于汇集合并单元至电子式互感器的远方终端模块通信光缆的ODF汇集装置应集中组屏，根据双重化原则，双网ODF汇集装置独立组屏，双网ODF可使用光缆进行跳通。
开关场复合联接方案现场ODF汇集装置根据主接线形式配置，主接线是一个半断路器接线方式，每串布置二台串ODF汇集装置，布置在本串离继电器室最近一面断路器汇控柜中(该断路器智能终端也统一组屏在该柜)，同一串相邻断路器汇控柜中也分别配置二台断路器ODF汇集装置，串ODF汇集装置与断路器ODF汇集装置通过双重化光缆联接；主接线是双母线/单母线等接线方式，若干间隔布置二台总ODF汇集装置，按就近原则布置在其中一面断路器汇控柜上((该断路器智能终端也统一组屏在该柜))，相邻断路器汇控柜中也分别配置二台断路器ODF汇集装置，总ODF汇集装置与断路器ODF汇集装置通过双重化光缆联接。
复合联接光缆现场ODF汇集装置汇总合并单元到现场电子式互感器的远方终端模块的通信光缆(4芯尾缆)，各4芯尾缆根据双重化原则汇总为四根48芯的光缆。继电器室交换机柜上的ODF汇集装置汇总现场各智能终端到GOOSE交换机的光缆(4芯光缆)，各4芯光缆根据双重化原则汇总为二根48芯的光缆。复合联接光缆根据双重化原则通过2条不同路由(不同路径或同路径但位于不同防火区内)的电缆沟敷设敷设。
下面将结合附图对本发明作详细的介绍 实施例1典型的500kV配电装置3/2接线串(合并单元在继电器室集中组屏)，见图3所示采用光缆复合联接系统前，一个典型的500kV配电装置3/2接线串，其中GOOSE网与SMV网分别独立组网，且都采用双网方式，合并单元在继电器室集中组屏。附表1以此为例，列举了GOOSE A网和SMV A网交换机内，各二次装置需要接入的光缆。即一个典型的500kV串，共有42根由控制室至现场的光缆。
附表1典型的500kV串光缆联系表 采用光缆复合联接系统后，将继电器室GOOSE交换机到配电装置现场的所有光缆根据双网原则集中，其中GOOSE网光缆经交换机柜上的ODF分别汇总成2根光缆，通过2条不同路由(不同路径或同路径但位于不同防火区内)的电缆沟敷设；在继电器室内，需布置二台独立的MU采集光缆专用ODF柜，MU采集光缆经MU采集光缆专用ODF柜分别汇总成4根光缆，通过2条不同路由(不同路径或同路径但位于不同防火区内)的电缆沟敷设。至配电装置现场集中接入设置在配电装置现场的ODF汇集装置，经由该ODF汇集装置转接至相应的其它就地装置。
图3为针对附表1的500kV串的光缆复合联接系统结构图，500kV串交换机柜内包括GOOSE A网、GOOSE B网交换机各1台，SMV A网、SMV B网交换机各1台，48芯ODF模块2台。其中“注释1”代表保护装置至GOOSE网交换机和SMV网交换机的尾缆各1根，“注释2”代表MU至远端模块的采集光缆6根，经本系统优化后，18根此类采集光缆汇总为2根48芯光缆。
实施例2典型的500kV配电装置3/2接线串(合并单元下放至现场)，见图4所示 采用光缆复合联接系统前，一个典型的500kV配电装置3/2接线串其中GOOSE网与SMV网合并组网，采用双网方式，合并单元下放至断路器汇控柜中与智能单元一起组屏。附表2以此为例，列举了GOOSE/SMV A网交换机内，各二次装置需要接入的光缆。即一个典型的500kV串，共有6根由控制室至现场的光缆。
附表2典型的500kV串光缆联系表(合并单元下放) 采用光缆复合联接系统后，将继电器室交换机到配电装置现场的所有光缆根据双网原则，经交换机柜上的ODF分别汇总成2根光缆，通过2条不同路由(不同路径或同路径但位于不同防火区内)的电缆沟敷设；至配电装置现场集中接入设置在配电装置现场的ODF汇集装置，经由该ODF汇集装置转接至相应的其它就地装置。
附图4为针对附表2的500kV串的光缆复合联接系统结构图，500kV串交换机柜内包括GOOSE/SMV A网、GOOSE/SMV B网交换机各1台，24芯ODF模块2台。其中“注释1”代表保护装置至GOOSE/SMV网交换机的尾缆1根，“注释2”代表串交换机柜至配电装置现场的光缆。
本发明在具体工程中，应根据不同的组网方式，合并单元的配置方案，综合统计所需光缆。以下结合附表1、2和附图1、2，通过具体实施方式
对本发明作进一步详细描述。
根据附表1可见，一个500kV串上，包括GOOSE A、B网、SMV A、B网，共有继电器内4芯尾缆34根，由继电器室到配电装置现场4芯光缆42根。考虑到保护双重化配置相互独立的原则，将以上由继电器室交换机到配电装置现场智能单元的光缆根据A、B网分别汇总成1根48芯光缆，通过2条不同路由(不同路径或同路径但位于不同防火区内)的电缆沟敷设。在继电器室内，每个串交换机柜出小室的光缆经两个独立的ODF模块分别汇总为2根，经由不同路由至配电装置现场后，经该串第1台断路器的汇控柜内的ODF转接到本断路器的智能单元及电子式互感器的远方终端模块，并转接到本串另二台断路器的汇控柜ODF模块。
此外，继电器室内设置专用的合并单元ODF汇集柜。合并单元相关光缆按双网分别汇总为2根，通过2套独立的合并单元ODF汇集柜经2条不同路由接入现场第1串断路器内的ODF汇集装置。
实施本联接系统后实际使用光缆为6根，而未使用本联接系统时需要光缆42根，光缆节省效率为85.7％。
根据附表2可见，一个500kV串上，包括GOOSE/SMV A、B网，共有继电器内4芯尾缆14根，由继电器室到配电装置现场4芯光缆12根。考虑到保护双重化配置相互独立的原则，将以上由继电器室交换机到配电装置现场智能单元的光缆根据A、B网分别汇总成1根24芯光缆，通过2条不同路由(不同路径或同路径但位于不同防火区内)的电缆沟敷设。在继电器室内，每个串交换机柜出小室的光缆经两个独立的ODF模块分别汇总为2根，经由不同路由至配电装置现场后，经该串第1台断路器的汇控柜内的ODF转接到本断路器的智能单元及电子式互感器的远方终端模块，并转接到本串另二台断路器的汇控柜ODF模块。
实施本联接系统后实际使用光缆为2根，而未使用本联接系统时需要光缆12根，光缆节省效率为83.3％。
权利要求
1.一种数字化变电站光缆复合联接系统，它包括有安装有交换机的继电器室通过光缆连接于配电装置现场，其特征在于所述的继电器室内光缆根据双网原则通过继电器ODF汇集装置分别汇总成两根光缆，并通过两条不同路由，按照不同路径或同路径但位于不同防火区内的电缆沟进行敷设；所述的光缆至配电装置现场，然后集中接入设置在配电装置现场的ODF汇集装置，经由该ODF汇集装置转接至相应的其它就地装置。
2.根据权利要求1所述的数字化变电站光缆复合联接系统，其特征在于所述的继电器室内每个交换机出小室的光缆经两个独立的由ODF模块构成的继电器ODF汇集装置分别汇总为至少两根光缆，经由不同路由至配电装置现场；所述的继电器室内还布置有由两台独立的MU采集光缆专用ODF柜构成的继电器ODF汇集装置，并经该继电器ODF汇集装置分别汇总成四根光缆，通过两条路由至配电装置现场的ODF汇集装置。
3.根据权利要求1或2所述的数字化变电站光缆复合联接系统，其特征在于所述的继电器ODF汇集装置根据主接线的形式配置，主接线是一个半断路器接线方式，该汇集装置与同一串中的交换机柜统一组屏；主接线是双母线接线方式，该汇集装置与若干间隔的交换机柜统一组屏；根据双重化原则，双网ODF汇集装置应独立配置，双网ODF可使用光缆进行跳通；当合并单元采用继电器室集中组屏方案时，用于汇集合并单元至电子式互感器的远方终端模块通信光缆的ODF汇集装置应集中组屏，根据双重化原则，双网ODF汇集装置独立组屏，双网ODF可使用光缆进行跳通；继电器室交换机柜上的ODF汇集装置汇总现场各智能终端到GOOSE交换机的4芯光缆，各4芯光缆根据双重化原则汇总为二根48芯的光缆。
4.根据权利要求1或2所述的数字化变电站光缆复合联接系统，其特征在于所述的现场ODF汇集装置根据主接线形式配置，主接线是一个半断路器接线方式，每串布置二台串ODF汇集装置，布置在本串离继电器室最近一面断路器汇控柜中，同一串相邻断路器汇控柜中也分别配置二台断路器ODF汇集装置，串ODF汇集装置与断路器ODF汇集装置通过双重化光缆联接；主接线是双母线/单母线等接线方式，若干间隔布置二台总ODF汇集装置，按就近原则布置在其中一面断路器汇控柜上，该断路器智能终端也统一组屏在该柜，相邻断路器汇控柜中也分别配置二台断路器ODF汇集装置，总ODF汇集装置与断路器ODF汇集装置通过双重化光缆联接；所述的现场ODF汇集装置汇总合并单元到现场电子式互感器的远方终端模块的通信4芯光缆，各4芯光缆根据双重化原则汇总为四根48芯的光缆。
全文摘要
一种数字化变电站光缆复合联接系统，它包括有至少安装有交换机的继电器室通过光缆连接于配电装置现场，所述的继电器室内光缆根据双网原则通过继电器ODF汇集装置分别汇总成至少两根光缆，并通过至少两条不同路由，按照不同路径或同路径但位于不同防火区内的电缆沟进行敷设；所述的光缆至配电装置现场，然后集中接入设置在配电装置现场的ODF汇集装置，经由该ODF汇集装置转接至相应的其它就地装置；本系统考虑了适度集中的方案，对站内组网交换机的配置进行了优化整合，避免了过度集中带来的瓶颈效应。此外，本光缆联接系统在集中的基础上对光缆的敷设路由、与ODF联接方式均考虑了完整的双重化方案，因此，大大提高了整个变电站网络通信的可靠性。
文档编号G02B6/46GK101762854SQ201010113898
公开日2010年6月30日 申请日期2010年2月24日 优先权日2010年2月24日
发明者李慧, 丁腾波, 赵萌, 高亚栋, 刘洪波, 张弘, 丘问千, 许建国, 毛婕, 方显业 申请人:浙江省电力设计院