Mitkä ovat optisen maadoitusjohdon kaksi ydintoimintoa tehonsiirtolinjoissa?

Langan ulkopuolella: Kuinka OPGW suojaa ja yhdistää ruudukon

Kaupunkien välillä ulottuvissa laajoissa hiljaisissa maisemissa sähköverkon kohoavat sentinelit kuljettavat enemmän kuin vain voimaa. Näiden ktaikeajännitevaihteistotornien yläosat pitkin on ainutlaatuinen kaapeli, joka palvelee kaksois-kriittistä tarkoitusta. Tämä kaapeli tunnetaan nimellä Optinen maadoitusjohto tai OPGW. Insinööreille, ruudukko -operaattoreille ja televiestinnän asiantuntijoille OPGW on modernin, luotettavan infrastruktuurin kulmakivi. Mutta monille sen täydelliset ominaisuudet ovat edelleen mysteeri.

Ydinfunktio #1: Suojasuoja - sähkölinjan turvaaminen

Vaihteistotornin yläosaan kiinnitetyn langan ensisijainen ja perinteinen rooli on toimia a staattinen kilpilanka or maanjohto . Sen tehtävänä on suojata alla olevia vaihekapellimestareita (virrankulun johtimia) luonnon tuhoisimmalta voimalta: salama. OPGW on ennen kaikkea poikkeuksellisen hyvä maadoitusjohto.

Alitoiminta 1A: Salamasuojaus ja suojaaminen

Ongelma: Kun salama isku osuu suoraan vaihekapellimestariin, se injektoi valtavan virran nousun - usein yli 100 000 ampeeria - murto -osaan sekunnista. Tämä nousu ylittää huomattavasti linjan käyttökapasiteetin, mikä johtaa katastrofaaliseen eristyshäiriöön, laitteiden vaurioihin ja katkaisijan välittömään laukaisuun aiheuttaen sähkökatkon.

Kuinka OPGW ratkaisee sen: OPGW -kaapeli on strategisesti sijoitettu tornin korkeimpaan pisteeseen, joka muodostaa ”suojan” vaihekapeiden yli. Se on suunniteltu todennäköisimmaksi kosketuskohdeksi salamakärkyssä.

Tahallinen vetovoima: Korkeutensa ja maadoitustoiminnon vuoksi OPGW sieppaa salamanhalvauksen tehokkaasti, ennen kuin se voi saavuttaa alla olevat kriittiset vaihekautaimet.

Turvallinen virtapolku: Kun OPGW: n vankat metalliset ulkokerrokset ovat iskut, tarjoavat matalan impedanssireitin salaman virralle kaapelin kulkua pitkin.

Hajoaminen maan päälle: Jokaisessa voimansiirtotornissa OPGW on kytketty sähköisesti tornirakenteeseen. Itse torni on kytketty maadoitusjärjestelmään - maapallolle haudattujen sauvojen ja kapeiden verkko. Massiivinen salamavirta ohjataan turvallisesti torniin ja häviää vaarattomasti maahan.

Käytännön tulos: Uhraamalla itsensä lakkoon, OPGW estää salaman tuhoavan energian saavuttamasta eläviä johtimia, estäen siten vikoja ja ylläpitää virransyötön jatkuvuutta. Sen suunnittelu varmistaa, että se kestää useita tällaisia ​​lakkoja ilman mekaanista tai sähköisiä vikoja.

Alitoiminto 1B: Maadoitus- ja vikavirran kuljetus

Ongelma: Salaman lisäksi muut tapahtumat voivat aiheuttaa vikoja voimajohdossa, kuten puita, joka putoaa johtimeen tai laitevika. Kun elävä kapellimestari ottaa yhteyttä maadoitettuun esineeseen (kuten itse torni), se luo "vian maahan". Tämä johtaa massiiviseen, vaikkakin hieman vähemmän välittömään virran nousuun, joka tunnetaan vikavirtana. Tämä virta on ohjattava turvallisesti maadoitukseen, jotta suojareleet voidaan havaita vian ja eristää vaurioitunut osa.

Kuinka OPGW ratkaisee sen: OPGW muodostaa jatkuvan, matalan kestävän sähköpolun läpäisylinjan koko pituuteen, joka yhdistää jokaisen tornin maadoitusjärjestelmät.

Yhteisen maan viitteen luominen: Tämä toisiinsa kytketty verkko varmistaa, että kaikki tornit pidetään samanlaisella maapalloilla, mikä on ratkaisevan tärkeä sähköjärjestelmän suojausjärjestelmien vakauden ja oikean toiminnan kannalta.

Vikavirran kantaminen: Vikatapahtuman aikana merkittävä osa vikavirrasta virtaa OPGW: n ja tornirakenteiden läpi takaisin lähteeseen. OPGW on suunniteltu erityisesti tietyllä oikosulkuvirtaluokituksella (esim. 50 ka 1 sekunnin ajan). Tämä tarkoittaa, että sen alumiini- ja teräskerrokset ovat riittävän merkittäviä kuljettamaan tätä valtavaa virtaa lyhyen ajanjakson ajan, kunnes katkaisija matkustaa, sulamattoman tai aiheuttaen vaurioita.

Käytännön tulos: OPGW varmistaa, että sisäisten sähkövirheiden aikana virralla on turvallinen, ennustettava polku maaperään. Tämä antaa suojalaitteille mahdollisuuden toimia nopeasti ja selektiivisesti, minimoimalla laitevaurioita ja rajoittaa sähkökatkon laajuutta ja kestoa.

Ydintoiminto #2: Digitaalinen hermosto - Smart Grid Communicationsin mahdollistaminen

Vaikka sen suojaava rooli on olennainen, se on toinen toiminto, joka muuttaa OPGW: n yksinkertaisesta johdosta strategiseksi omaisuudeksi. Suojaavalle metallikuorelle koteloidut optiset kuidut ovat kaapelin muuttaminen korkean suorituskyvyn televiestintäyhteydeksi.

Alitoiminta 2A: Fyysinen rakenne: Kaapeli kaapelissa

Ymmärtääksesi miten se toimii, sinun on ymmärrettävä, miten se on rakennettu. OPGW ei ole yksinkertainen sekoitus materiaaleja; Se on tarkasti suunniteltu putkimainen rakenne.

Keskeinen ydin: Aivan keskustassa on ruostumatonta terästä tai alumiiniputkea. Tämän Hermettisesti suljetun putken sisällä ovat itse optiset kuidut, joita tyypillisesti ympäröivät vettä estävä geeli kosteuden tunkeutumisen estämiseksi ja mekaanisen tyynyn aikaansaamiseksi.

Ulommat kerrokset: Tämän keskusputken ympärillä on alumiini- ja teräsjohtojen kerroksia. Nämä johdot ovat juuttuneet putken ympärille, mikä tarjoaa kaapelille sen ensisijaisen mekaanisen lujuuden, virrankulutuksen ja korroosionkestävyyden. Alumiinin erityinen yhdistelmä (johtavuudelle) ja teräkselle (lujuudelle) voidaan räätälöidä projektin vaatimuksiin.

Tämä rakenne on avain sen kaksois -identiteettiin: Ulkojohdot käsittelevät sähkö- ja mekaanisia tehtäviä, kun taas sisäputki tarjoaa turvallisen, vakaan ja eristetyn ympäristön herkkaille lasikuituille.

Alitoiminto 2b: Kriittiset sovellukset ruudukon hallinnassa ja hallinnassa

Optisten kuitujen tarjoama datakapasiteetti on älykästä ruudukon selkäranka. Se mahdollistaa reaaliaikaisen seurannan, suojan ja hallinnan, jotka ovat mahdottomia vanhemmilla, vuokrattuilla televiestintäviivoilla. Tässä on kriittisin sovellus:

1. Sähköjärjestelmän suojaus:
Tämä on kiistatta tärkein tietotoiminto. ”Pilottisuojaus” tai “differentiaalinen välitys” Järjestelmät vaativat erittäin korkean nopeuden viestintää siirtojohdon kahden päähän. Jos vika tapahtuu viivan keskellä, molempien päiden releiden on välittömästi verrattava sisään ja ulos virtaavaa virtaa. Käyttämällä OPGW-kuitulinkkiä, ne voivat määrittää millisekunnissa (usein 1-2 sykliä), että vika on välillä ne ja matkusta molemmat katkaisijat samanaikaisesti. Ilman tätä nopeaa linkkiä releet toimisivat hitaammin, aiheuttaen suurempia järjestelmän häiriöitä ja mahdollisia laitevaurioita.

2. Valvontaohjaus ja tiedonkeruu (SCADA):
SCADA on ruudukon ohjauskeskuksen hermosto. OPGW: n kuiduilla on valtavat määrät reaaliaikaisia ​​tietoja tuhansista pisteistä ruudukossa-jännitteet, virrat, virtavirrat, katkaisijan tilat ja muuntaja-TAP-asennot-takaosaan ohjaushuoneeseen. Tämän avulla operaattorit voivat nähdä koko ruudukon tilan reaaliajassa ja tehdä tietoisia päätöksiä.

3. Laajan alueen seuranta ja hallinta (WAMS):
SCADA: n ulkopuolelle, Wams käyttää synkronoituja fasorin mittausyksiköitä (PMUS). Nämä GPS: n synkronoidut laitteet tarjoavat tarkan, aikaleimatun "tilannekuvan" ruudukon terveydestä 30–60 kertaa sekunnissa. OPGW -kuitujen korkea kaistanleveys ja matala viive ovat välttämättömiä tämän massiivisen tietovirran kuljettamiseen. Tämä mahdollistaa ruudukon värähtelyjen ja epävakauden havaitsemisen, jotka olisivat näkymättömiä tavanomaiselle SCADA: lle, mikä auttaa estämään laajalle levinneitä sähkökatkoksia.

4
Kuituja voidaan käyttää myös OPGW -kaapelin ja itse lähetyslinjan terveyden seuraamiseen. Hajautettu lämpötilan tunnistus (DTS) ja hajautettu akustinen tunnistus (DAS) käyttävät itse kuitua anturina. DTS voi havaita hotspot-pisteitä liitoksissa tai liitännäissä, kun taas DAS pystyy havaitsemaan ja etsimään johtimen värähtelyt, galopping tai jopa potentiaaliset häiriöt, kuten puun putoukset tai luvattomat rakenteet lähellä.

5. Hyödyllisyystoimintojen televiestintä:
Pure Power System -hallinnan lisäksi kuidut tarjoavat luotettavan viestintäkanavan kaikkeen muuhun, jota hyödyllisyystarpeet: Äänikommunikaatio huoltohenkilöstölle, yritystietoverkon liikenne ja videovalvonta sähköaseman tietoturvalle.

Synergistinen etu: miksi kaksi toimintoa on parempi kuin yksi

OPGW: n todellinen nero sijaitsee voimakkaassa synergiassa sen kahden ydintoiminnon välillä.

Oikean tieoikeuden optimaalinen käyttö: Erillisen kuitukaapelin suorittaminen voimansiirtotornissa vaatii lisälaitteita, suunnittelun näkökohtia ja on alttiita elementtien tai villieläinten vaurioille. Integroimalla kuitu maadoitukseen, apuohjelmat maksimoivat olemassa olevan, turvatun tieoikeuden käytön ilman lisälupaa tai maan hankintaa.

Ylivoimainen kuituturva ja luotettavuus: OPGW tarjoaa fyysisesti ja sähköisesti turvallisen reitin kuiduille. Tornin yläosaan sijoitettuna ne ovat suurelta osin saavuttamattomia ja suojattuja vahingossa tapahtuvilta vaurioilta, ilkivaltaisilta ja varkauksista. Lisäksi vankka metallinen vaippa tarjoaa erinomaisen immuniteetin sähkömagneettisille häiriöille (EMI), joka on vaikea korkeajänniteympäristössä. Tämä johtaa viestintäyhteyteen vertaansa vailla olevaan luotettavuuteen ja tietojen eheyteen.

Taloudellinen tehokkuus: Vaikka OPGW: n alkuperäiset kustannukset ovat korkeammat kuin perinteinen maadoitusjohto, se eliminoi tarpeen rakentaa, vuokrata tai ylläpitää erillistä viestintäinfrastruktuuria. Kuitufunktionaalisuuden lisäämisen ”inkrementaalikustannukset” on minimaalinen verrattuna sen luoman tietoverkon valtavaan arvoon. Se on klassinen tapaus rakentaa älykkäämpiä, ei vaikeampaa.

Johtopäätös: Joustavan ja älykkään tulevaisuuden selkäranka

Optinen maadoitusjohto on paljon enemmän kuin yksinkertainen lanka; Se on monitoiminen, lähetyskriittinen komponentti nykyaikaisesta voimansiirrosta. Sen ensimmäinen ydintoiminto a suojakilpi on perusta, ja se tarjoaa kestävyyden, joka tarvitaan luonnon raivojen ja sisäisten järjestelmien vikojen kestämiseen. Sen toinen ydintoiminto a digitaalinen hermosto on muuntava, tarjoamalla nopean, korkean luotettavuuden tiedon selkärangan, joka mahdollistaa 21. vuosisadan sähköverkkoon tarvittavan tilannetietoisuuden, nopean automaation ja älykkään valvonnan.

Ymmärtämällä nämä kaksi toisiinsa kietoutunutta toimintoa voidaan ymmärtää, miksi OPGW: stä on tullut valittu tekniikka apuohjelmille ympäri maailmaa. Se on täydellinen esimerkki tyylikkäästä tekniikasta: kahden perustavanlaatuisen haasteen - suojauksen ja viestinnän - ratkaiseminen yhdellä, synergistisella ratkaisulla, joka on vankka, luotettava ja valmis tulevaisuuteen.