摘要：在赞比亚卢萨卡地区输变电改造工程某新建变电站工程的基础上，分析赞比亚电网工程与国内电网工程中电力系统通信设计对电力系统通信网络规划、通信电源系统及通信设备布置方式等方面的设计差异。
关键词：赞比亚，国内，输变电改造，电力系统通信、通信电源系统、通信设备、设计差异
0 引言
近来，中国与非洲国家电力合作越来越多，一批重大电力项目或签约或竣工，将优化当地能源结构，有力缓解当地电力紧张状况。中国企业承建的项目为非洲电力行业发展、拓展电力普及和促进经济增长作出了重大贡献，越来越多的中国企业开始拓展非洲电力市场。电力系统通信作为电力系统不可缺少的重要组成部分，是电网实现调度自动化和管理现代化的基础，是确保电网安全、经济调度的重要技术手段。由于电网运行习惯及设计标准的差异，对设计提出很大挑战，需要设计人员因地制宜，准确的把握当地设计标准及设计习惯。
本文在赞比亚卢萨卡输变电改造实际工程[7]的基础上，对赞比亚电网工程和国内电网工程中电力系统通信领域的设计差异进行分析，为即将开展非洲工程的设计人员提供参考。
1 工程规模
赞比亚电力系统电压等级主要分为330kV，132kV，88kV，33kV及11kV。卢萨卡输变电改造工程涉及某地区几乎所有变电站的升压改造和重建，分多个标段。本文基于的实际工程是该输变电改造工程的的其中一个标段，主要规模为：现有88kV A变电站升压为132kV变电站，站址移动约200米；现有D（132kV变）～ E（330kV 变）132kV 线路剖进新建132kV A 站，D、E变电站进行改造。通信建设规模，新建A站1个光纤通信站点，扩建B，C，D，E站 四个光纤通信站点。
赞比亚132kV相当于国内的110kV电压等级，本文通过对国内110kV变电站与赞比亚132kV变电站的电力系统通信的设计进行对比，给出相关差异。
2 设计标准
2.1 国内电网工程通信设计依据标准
国内电力系统通信设计依据包括邮电部标准，电力行业相关标准及国际标准（IEC，ITU-T，IEEE等）。常用标准如下：
YD 5095-2014 同步数字体系（SDH）光纤传输系统工程设计规范
DL/T 5391-2007 电力系统通信设计技术规定
DL/T 5447-2012 电力系统通信系统设计内容深度规定
DL/T 5404-2007 电力系统同步数字系列（SDH）光缆通信工程设计技术规定
ITU-T G.692带光放大器的多信道系统的光接口
ITU-T G.703 系列数字接口的物理/电特性
ITU-T G.957 同步数字体系有关的设备和系统的光接口
ITU-T G.958 基于同步数字体系（SDH）的光缆数字线路系统
ITU-T G.7041一般成帧程序（GFP）
IEEE 802.1d 媒体接入控制桥梁
IEEE 802.1q 虚拟局域网络标注
IEEE 802.3 规定物理层和数据链路层的有线以太网的媒体接入控制的一组IEEE标准
ITU-T Rec.G.652：单模光纤和光缆的特性
IEC 60304 -低频电缆和电线用绝缘标准颜色
IEC 187100：用于管道中或直接埋设的通信光缆。
IEC 188000或IEC 60793：光纤通用规范
IEC 60794-4：输电线架空光缆
2.2 赞比亚电网工程通信设计依据标准
赞比亚电力系统通信设计主要遵循国际标准（IEC，ITU-T，IEEE等）及当地标准，除国际标准外，当地标准主要有：
SANS 60794 Optical fibre cables
SANS 1411 Materials of insulated electric cables and flexible cords。
综上，除部分本地区标准差异外，国内电力系统通信与赞比亚电力系统通信所遵循标准基本一致，均为国际标准。
3 前期电力系统通信网络规划
3.1 国内电力系统通信规划
在每个“五年计划”阶段，国内网、省及地区电力公司均会对此五年的电网建设情况进行详细的规划，在电力系统一次规划及电力系统二次规划基础上完成电力系统通信规划，依据信息量的需求及通信现状规划通信网络的搭建等。后续工程设计及实施阶段参考此规划对网络进行详细的设计及适当调整，使得后续设计工作有所依据。
3.2 赞比亚电网工程电力系统通信规划
相比国内，赞比亚电网工程通信网络的规划有所欠缺。电力系统通信网络的具体搭建情况受通信设备厂家的引导影响较大。
此工程标书分多个标段，涉及到赞比亚卢萨卡地区所有现有通信站点及新建站点的光传输设备及接入设备的改造。本文涉及的为其中1个标段，此标段涉及到5个通信站点（包含1个新建站点，4个现有站点）的设备改造，但标书中没有提及到通信网络要如何搭建，缺乏整体性，仅是对各个站点的传输设备的要求及光模块数量提出了要求，如图1。
图1 相关站点传输设备配置
仅依据标书中对各站光通信设备的要求及配置，无法开展相关工作，无法确定具体通信网络的建设，从而也无法确定光模块的具体型号。参考现有光缆路由情况，经与监理及当地电力公司多次沟通协商，最后对各站点的模块数量进行调整后，确定网络建设方案如图2
图2 网络拓扑图
4 通信电源系统
4.1 国内电网工程通信电源系统设计
根据国家电网公司相关规定[6]，在110kV变电站，通信设备采用交直流一体化电源系统。配置一套DC/DC变换装置，DC/DC装置的模块N+1备份，要求事故后通信设备不间断供电不少于4小时。
根据中国南方电网公司规定及相关模块化设计[5]，110kV变电站采用交直流一体化电源系统，2套站用直流系统各配置1套DC/DC变换装置，每套DC/DC装置的模块N+1备份，要求事故后通信设备不间断供电不少于4小时。
相关通信电源系统原理如图3。
图3 交直流一体化电源系统图
4.2 赞比亚电网工程通信电源系统设计
根据标书要求及赞比亚电力公司相关设计要求，132kV变电站通信设备采用1套独立的通信电源系统，其中包含1套通信高频开关电源及1套通信镉镍蓄电池（国内蓄电池常采用免维护铅酸蓄电池），镉镍蓄电池容量满足负载供电不少于10小时要求，如图4。
图4 通信镉镍蓄电池
4 通信机房
4.1 国内电网工程通信机房
根据国家电网和南方电网典型设计[5-6]，110kV变电站不设独立的通信机房，通信设备与二次设备共用机房及接地系统，机房布置如图5：
图5 通信设备布置图
4.2 赞比亚电网工程通信机房
根据标书要求及赞比亚当地电力公司相关设计要求，132kV变电站设置独立的通信机房，用于布置通信设备及远动设备，通信高频开关电源与二次直流设备统一布置于交直流室，通信镉镍蓄电池与二次蓄电池统一布置于蓄电池室，蓄电池间不设置防火墙等隔离装置。
机房布置如图6：
图6 通信设备机房布置图
5 结语
本文在赞比亚卢萨卡地区输变电改造中某132kV变电站新建工程的基础上，对此132kV变电站与国内110kV变电站在电力系统通信领域就设计标准、前期网络规划、通信电源系统及通信机房布置等方面的差异性进行对比和分析，为后续进行赞比亚电网工程的通信设计人员提供设计参考。下一阶段准备对更高电压等级的变电站进行分析与对比。
参考文献：
[1] YD 5095-2014 同步数字体系（SDH）光纤传输系统工程设计规范.
[2] DL/T 5391-2007 电力系统通信设计技术规定.
[3] DL/T 5447-2012 电力系统通信系统设计内容深度规定.
[4] DL/T 5404-2007 电力系统同步数字系列（SDH）光缆通信工程设计技术规定.
[5] 南方电网公司110kV～500kV变电站标准设计（V2.0）.
[6] 国家电网公司110（66）kV-750kV智能变电站通用设计.
作者简介：
董保国（1983 —），男，河北邯郸人，工程师，从事电力系统通信设计与研究。
论文作者:董保国
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/3
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