电力通信网光缆管理与故障智能诊断系统的设计与分析

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1、第一章绪论1．1电力通信网的历史与现状电力通信网是跨越电力和通信两大行业的，为适应电力系统行政和调度交换业务需要，不断充实发展起来的电力行业专用通信网络。电力通信网是为实现电力调度自动化，保障电网安全稳定和方便电网公司企业管理应运而生的，是电力系统不可缺少的一部分，它起到的保障电网安全稳定的作用随着电力系统调度的智能化、自动化要求不断提高而提高。电力通信网近30年来经过了日新月异的发展【1]。上世纪70年代早期的电力通信以电力载波通信为主。20世纪80年代，全国电力系统掀起电力数字微波的建设热潮，除西藏、新疆外，各省都建立了覆盖全省主要城市和电厂的电力微波通信网络。直

2、至1990年底，我国电力系统已建微波线路1．8万km，微波站600余个。通信通道承载的业务有电话、传真、远动、继保、电力负荷控制、安全监视、计算机管理信息等。20世纪90年代中期起，数省联网的区域电网逐步发展，跨区域的超高压电网也初步建设，对长距离通信提出了更高的要求，正是这个时期，光纤通信技术日渐成熟并蓬勃发展。为适应电力系统的发展，电力通信系统相继引入电路交换、分组交换、帧中继、同步数字体系(SDH)、异步传输模式(ATM)等与光纤通信相关的通信技术【2】。伴随着信息化社会的发展和电力工业的不断壮大，电力通信业务不再只是语音、调度自动化控制信息等窄带业务，而是朝着

3、高带宽的综合数字化专业通信网方向发展，其业务扩展到营销系统、视频会议、财务系统、客服系统、配网系统、农电系统、办公自动化系统及生产管理系统等综合业务。光纤通信因为其高带宽、低衰耗、长距离、抗干扰、低成本等特点，给电力通信系统带来了一次前所未有的革命。2000年以来，电力通信将通信技术的重心逐步移到光通信上，电力系统光通信大规模采用OPGW／ADSS光缆和SDH／MSTP技术，这也是目前光传输所采用的主流模式。电力通信管理部门规划建设全国联网的“三纵四横”光纤通信电路，截止2008年8月，国家电网公司已建成光缆长度达36万km，其中OPGW达155350km、ADSS达

4、123270km、其他敷设方式81000km，光中继站20133个；光纤覆盖率情况为：500kv及以上变电站为98％，110kv及以上变电站96％，110kv以下站点约为78％，并网电厂为61％，辖区营业网点为65％，电力通信网中光纤通信成为了主要的通信手段【3】。1．2本课题的重要意义随着电力通信网络的发展，不断引进多种通信技术，电力通信系统的复杂性和智能化水平达到越来越高的程度，这不仅体现在设备数量的急剧增加，更体现在各种新系统新设备的应用。这导致了系统维护的难度加大。其次，复杂程度也反映在通信系统所支持的业务，由于电力系统的不断发展和新的通信手段的不断应用，电力

5、通信网络的需求不会停止在远动信息、调度语音电话这一类业务单一且低速率的传输上，而是向更复杂的大容量、更高速、综合业务数字网发展，应用将会渗透到电力系统的各个方面，因此电力通信网的传输质量和工作效率，不仅涉及电网的安全运行，也给电力生产带来影响。电力通信业务的正常发展需要一个稳定、安全、可靠的电力通信网[4】。东南大学硕士学位论文电力通信网中尤其是光缆通信以其高速、安全、布设快捷等优点成为了主要通信信道。电力通信网的安全、稳定、可靠也就取决于电力光缆网的安全、稳定、可靠。要实现这一目标就要实现安全、稳定、高效的电力光缆管理，也即实现智能化电力光缆管理系统。电力光缆管理的

6、智能化主要体现在故障诊断的智能化，在繁杂的线路中，智能判断光缆故障点位置及自动分析故障原因，对于减轻维护人员工作压力，降低维护人员专业要求有着极大的帮助，也成为电力通信网维护的发展方向。1．3系统的发展历程本文要研究的重点是在建设一套全面、稳定、高效的光缆自动监测系统的基础上，对光缆故障的智能诊断进行研究，在智能算法引入监测系统方面进行初步探索，下面简述系统发展历程。据有关资料统计，光缆的损伤、断裂是光缆最主要的故障来源，也是影响光缆通信网正常运行的最大障碍。例如：气枪射击、台风天气、偷盗电缆、施工不慎以及地震等自然灾害都会对光缆线路造成影响。大到线路中断，小到线路光

7、损增加，这些都被称为光缆故障，而在电力光缆网络规模已日渐庞大的条件下，对光缆故障诊断的功能需求就更专业、更精细。光缆故障诊断系统的定义为：通过使用专业设备采集光缆线路的相关状态，分析、评价光缆线路状态信息，当线路产生故障时，及时准确的判断故障位置，分析故障原因；在线路正常运行时正确分析光缆性能优劣，发现潜在故障，使用科学手段维护光缆线路，以此保证光缆网络安全。光缆故障诊断系统的发展经过了以下几个阶段：阶段一：手动监测阶段。采用全人工监测，通过安排维护人员24小时值班，及时发现光传输设备的报警或业务信号的通信中断，之后由维护人员使用手持式OTDR对线路