网络通信：电力通信网安全保障体系

引言

电力通信网是电力生产、办公、营销的重要保障支撑系统，不仅承载了继电保护、安全自动稳控、调度自动化、调度电话等重要电力生产业务，还承载了行政电话、综合数据网、工业电视监控等电力管理业务。通过对通信设备硬件功能以及网络的迂回自愈能力，提高电网各类业务通道在故障状态下的保护倒换能力；对重要业务通道的合理配置，提高业务通道的保障率；合理有效安排定期设备巡视，维护更新设备硬件和软件，查找隐患，并且及时整改，提高各类设备的可用率。通过以上三个方面对电力通信网安全保障体系进行详细阐述。

1.通信设备保障

1.1通信电源系统

通信电源的安全、可靠是保证通信系统正常运行的重要条件。通信电源设备一旦发生故障，就有可能导致通信中断，整个通信站将陷于瘫痪，甚至可能造成全程全网的通信终端，因此通信电源被称为通信网的“心脏”。目前，220kV及以上变电站和通信局端站的通信电源系统均配备了2套高频开关电源，2套蓄电池，1-2套直流分配屏，重要的通信站点配备双电源、双设备供电。通信电源系统接线如图1。

图1通信电源系统接线图

1.2光传输设备

目前，电力光纤通信网中广泛应用的光传输设备是SDH光端机。在SDH光端机内部具有不同类型的保障措施，根据ITU-T的规范，SDH网络保护方式分为路径保护和SNCP（子网连接保护）。其中路径保护分为通道保护和复用段保护。

1.2.1通道保护

通道保护环是指业务的保护以通道为基础的，也就是保护的是STM-N信号的某个VC，倒换与否按环上的某一个别的通道信号的传输质量来决定的，通常利用收端是否收到简单的TU-AIS信号来决定该通道是否进行倒换。例如：主用通道TU-12有TU-AIS，那么就将通道切换到备用通道上。

二纤单向通道倒换环结构如图2所示，采用1+1保护方式。当信息由A节点插入时，一路由主用光纤S1携带，经B节点到达C节点，另一路有备用光纤P1携带，经D节点到达C节点，这样在C节点同时从主用光纤S1和备用光纤P1中分离出所传送的信息，再按分路通道信号的优劣决定选哪一路信号作为接收信号。同样，当信息由C节点插入后，分别由主用光纤S1和备用P1所携带，前者经B节点，后者经D节点，到达A节点，这样更具接收的两路信号的优劣，优者作为接收信号。

图2二纤单项通道倒换结构图

1.2.2复用段保护

复用段保护是指业务量的保护，它是以复用段位基础的保护，当复用段出故障时，复用段的业务信号都转向保护环。复用段倒换与否是根据环上传输的复用段信号的质量决定的。倒换是由K1K2字节携带的APS协议来启动的，当复用段出现问题时，环上整个STM-N的业务都切换到备用通道上。复用段保护条件是LOF、LOS、MS-AIS、MS-EXC(复用段误码过量)告警信号。

复用段保护环使用公用保护，正常时用信道传额外业务，采用1：1保护，信道利率高。

2.系统配置保障

2.1继电保护和安全自动装置业务

继电保护业务是电力系统生产中最重要的生产业务，当电力系统发生故障和不正常运行时，用于快速切除故障，消除不正常状况的重要自动化技术和设备。电力系统对继电保护的基本要求是速动性、选择性、灵敏性，可靠性。基于以上重要的特征和其在电力系统生产中发挥着重大的作用，通信网为继电保护和安全自动装置业务提供双重通道保护。

2.1.1专用保护通道

专用保护通道采用的是裸纤连接方式，连接示意图见图3所示。对于专用通道来说，在双回路光缆线路条件下，通常把一回线路的不同保护分别置于两回光缆线路与“A”站点与“B”站点之间的两回线路之间，“A”站点与“B”站点I回线路的两套不同的保护系统通道，分别置于“A”站点与“B”站点II回光缆线路上，以两芯光纤分别传输收发信号，与对侧保护设备互通，达到对输电线路的保护。这种连接方式将一条线路的不同套保护分别通过两更不同的光缆传输，在双回光缆线路之一发生故障时仍然可以保证有一套保护发挥作用。

图3专用保护通道连接示意图

2.1.2复用保护通道

复用保护通道与专用保护不同点在于保护设备与通信传输设备之间存在通道类型的转换，即光电转换作用，而完成这一任务的就是光电转换器，具体连接示意图如图4。光电转换器（MUX装置）对于保护通道是否畅通起决定性作用。光电转换器与保护系统设备是成套制造的，排除光电转换器自身故障以及光电转换器与保护设备部同步等故障因素，设备外部电源故障也是造成光电转换器无法工作的主要原因。

图4复用保护通道连接示意图

2.2调度自动化业务

电网调度自动化系统是电网调度和电网运行管理必不可少的技术手段，是电力系统重要基础设施之一，关系到电网安全稳定运行。电网调度自动化系统是电力调度控制中心进行电力调度的核心技术支持系统，通过遥测、遥控、遥调、遥信这四遥信号实现对无人变电站进行监控。目前，调度自动化业务承载在通信网上采用了专线通道方式和数据通信方式。

2.2.1专线通道

专线通道是指的传统调度自动化通道，通道速率为64kbit/s,复合在2M通道内进行传送。专线通道分为模拟E/M通道和数字V.24通道，根据变电站自动化业务需求合理配置通道类型。专线通道实时性、可靠性高，复合到PCM2M信号中进行传输，再将2M信号转换为SDH光信号，承载在SDH光传输网上传送至各个变电站。根据地县一体化的要求，目前地区110kV及以上变电站的自动化通道业务开至各个地区供电公司，35kV变电站自动化通道业务开至各个县供电分公司。

2.2.2数据网通道

电力调度数据网由三层结构组成，核心层、汇聚层和接入层。核心层节点为地市供电公司，汇聚层节点为县供电分公司，接入层节点为各35kV及以上变电站及省调、地调直调电厂。

核心节点与汇聚节点之间通过光传输网形成星型联接，每个汇聚节点与核心节点都有两条电路相连（互为备用），通信带宽都为N*2Mbit/s(N=8),提高了网络的可靠性。接入层节点，接入就近相应的汇聚节点，再经汇聚层与核心层相连。

2.3综合数据网业务

地市供电公司广域网全面建成了以市公司为中心、光纤为主干通道、覆盖全公司所有单位的计算机广域网，主干使用裸纤方式，带宽为1G，县分公司至地市供电公司主用通道采用裸纤通道连接，备用通道承载在SDH传输网上传送，带宽为100M。双通道承载综合数据网业务，极大的提高了业务的可靠性、稳定性和安全性。一旦光纤出现故障，综合业务数据将在SDH传输网上传输，目前主干传输网均已成环，主用通道故障，数据业务将倒换到保护通道上进行传输。地市公司所属各二级单位组成城区光纤环网，极大的提高了信息网络的可靠性。

110kV、35kV变电站以星形方式就近接入环网骨干汇聚节点主干通备用通道和各变电站及供电所使用通信SDH网络进行链接。农村供电所则按就近原则，通过SDH传输网从35kV变电站实现网络接入。

3.日常维护管理保障

日常维护管理是电网通信运行中的重要环节，通过维护管理的各种规章制度，将工程中和日常检修中的一些工作系统化、细节化，在维护管理层面达到对重要业务通信通道的保障。

3.1工程及日程维护

在新投产的变电站工程建设中，做好布放各种线缆标识牌，对设备的进、出线进行合理布置，对业务通道进行明显标识，做好安全保障措施，避免因误操作导致的通道终端。

工程竣工后，工程资料按照要求入库归档，为日后维护检修工作提供依据。对于继电保护和安全稳控等重要业务通道使用特殊标记，及时更新资料。日常运行维护中及时发现故障隐患，对能够解决的隐患要及时解决，不能及时解决的隐患要建立隐患档案，治理整改计划，力争第一时间解除隐患，保障通信通道正常运行的有效手段。在局端中心站，编制有《2M数字配线表》和《各站点地址分配表》，明确定位所有业务，在发生故障时可以立即明确故障位置，同时还可以避免在日常维护中发生误操作。

3.2定期检修

每年在特定的时间内，对所辖站点进行特巡维护，可以消除故障隐患。定期检修工作一般分春检、迎峰度夏、秋检和年检。在特训检修工作中，主要对设备运行状态、蓄电池状态、动力环境状态、机房环境等情况进行实地检测，对因运行年限已久自然耗损达不到标准要求的设备，应及时维护或更换。

在定期检修工作中，对维护经验进行积极总结、整改，形成针对当地环境、气候特点和系统网络配置的维护检修办法，为通信网络改造、技改大修、新设备选型以及定型设备的更新换代提供重要的参考依据，都具有十分重要的参考价值。