Пример из практики по оптической линии с усилителями 1.25G / 220 км между полярной станцией в Линьань (Ханчжоу) и преобразовательной подстанцией в Шаньюй (Шаосин)

Предыстория проекта

Проект передачи постоянного тока высокого напряжения ±800 кВ Ганьсу — Чжэцзян является ключевой национальной инициативой в рамках стратегии передачи электроэнергии с запада на восток. В качестве важнейшего вспомогательного элемента проекта заземляющего полюса преобразовательной подстанции Юэчжоу ±800 кВ необходимо построить линию оптической связи сверхбольшой протяженности (около 220 км) между полярной станцией в Линьань, Ханчжоу и преобразовательной подстанцией в Шаньюй, Шаосин. Эта линия передает ключевые энергетические службы, включая управление и защиту постоянного тока, регистрацию аварийных сигналов, синхронный сбор данных и пожарную сигнализацию, обеспечивая надежную коммуникационную основу для стабильной работы системы высоковольтной передачи постоянного тока (UHVDC).

Линия построена на основе одномодового оптического волокна стандарта G.652D и имеет общие проектные потери до 52 дБ. Обычное оборудование оптической связи не может напрямую покрывать расстояние передачи 220 км. Поэтому в данном проекте применяется комбинированное решение на основе волоконно-оптического усилителя на эрбии (EDFA) и оптических транспондеров OTU для реализации дальней передачи сигналов со скоростью 1.25G и обеспечения стабильной доставки различных вторичных энергетических служб.

Полярная станция в Линьань (Ханчжоу)

Преобразовательная подстанция в Шаньюй (Шаосин)

Проектирование системного решения

В проекте развернуты каналы передачи различных служб с использованием стоечного шасси. Для обеспечения безопасности электропитания настроены сдвоенные блоки питания, а вспомогательная система сетевого управления позволяет осуществлять в реальном времени мониторинг состояния работы оборудования и параметров оптического тракта. Наша компания разработала три схемы передачи служб (приведенные ниже) для различных типов энергетических служб (всего 15 каналов служб), охватывающие критически важные службы, такие как защита, управление, регистрация аварий, сбор данных и пожарная сигнализация.

1. Дальнобойный усиленный прямой канал: оптические модули работают совместно с усилителями EDFA для обеспечения дальней прозрачной передачи дискретных служб;

2. Одноволоконный двунаправленный усиленный канал: основной канал службы данного проекта, использующий одноволоконную двунаправленную передачу по длинам волн для поддержки основных служб управления-защиты UHVDC и регистрации аварий;

3. Оптико-электрический конверсионный канал расширения: реализует междугородную передачу служб пожарной сигнализации по сети Ethernet между станциями.

Все шасси имеют компактную аппаратную архитектуру, а сетевое управление на базе веб-интерфейса помогает оперативным и эксплуатационным бригадам на объекте контролировать состояние оборудования в режиме реального времени.

Внедрение и пусконаладочные работы на объекте

Пусконаладочные работы на объекте проводились по графику в строгом соответствии с процедурами реализации электротехнических проектов и включали в себя полный комплекс задач: монтаж оборудования в стойку, установку плат, прокладку оптического волокна, настройку оптического тракта, конфигурацию сетевого управления и совместную отладку служб.

При монтаже строго соблюдались технические требования к выбору оптических перемычек для обеспечения надлежащего согласования оптических трактов. После развертывания аппаратной части выполнялась калибровка оптической мощности для каждого усилителя EDFA с целью обеспечения стабильного выходного сигнала, а также считывались данные мониторинга DDM с плат OTU для проверки ключевых показателей, таких как оптическая мощность передатчика/приемника и температура модуля.

Применялся иерархический подход к тестированию: сначала выполнялись тесты шлейфа на стороне линии для проверки аппаратного оптического тракта, а затем устройства вторичных служб подключались канал за каналом. В сочетании с состоянием аварийных сигналов сетевого управления и данными серверных служб каждый канал проверялся индивидуально для подтверждения соответствия при вводе в эксплуатацию.

Некоторые фотографии оборудования на объекте представлены ниже:

Рис. 1. Оборудование усилителей на полярной станции Гуаньюньцунь (на объекте)

Рис. 2. Коммутационное оборудование на полярной станции Гуаньюньцунь (на объекте)

Рис. 3. Оборудование усилителей на преобразовательной подстанции Шаньюй (на объекте)

Рис. 4. Коммутационное оборудование на преобразовательной подстанции Шаньюй (на объекте)

Основные результаты испытаний

После пусконаладки вся система работает стабильно с достаточным запасом по оптической мощности, а все показатели соответствуют стандартам энергосвязи UHVDC.

- Модули оптических усилителей EDFA работают стабильно, выходная оптическая мощность соответствует проектным значениям, на платах отсутствуют аварийные сигналы, обеспечивается эффективная компенсация потерь в магистральных оптических кабелях;

- Оптические транспондеры OTU поддерживают достаточный запас принимаемой оптической мощности, температура модулей в норме, аварийные сигналы оборудования отсутствуют;

- Все каналы служб успешно активированы. Управление и защита постоянного тока, регистрация аварий, пожарная сигнализация и другие службы передаются стабильно, показатели ошибок по битам соответствуют спецификациям энергосвязи. Система оптической связи сверхбольшой протяженности официально введена в эксплуатацию.

Ценность кейса

Этот проект успешно реализует стабильную передачу энергетических служб на сверхдальнюю линию с высокими потерями протяженностью 220 км, подтверждая практическую применимость решения EDFA + OTU для сценариев вспомогательной связи заземляющего полюса UHVDC. Система может одновременно поддерживать множество энергетических служб, включая защиту, управление, регистрацию аварий и пожарную сигнализацию, и оснащена визуализированным сетевым управлением для облегчения последующей эксплуатации и технического обслуживания.

Успешная сдача проекта задает высококачественный инженерный ориентир для строительства дальней энергосвязи в отечественных проектах UHVDC, обеспечивает зрелую и тиражируемую практическую основу для последующих аналогичных проектов дальней энергосвязи, а также мощно поддерживает своевременный ввод в эксплуатацию и работу проекта UHVDC Ганьсу — Чжэцзян.