李健 蒋琛璎 胡瑞勇

1、引言

要增加光纤网络通信的可靠性，往往需要采用增加并联分支的组网方式，使得网络结构复杂，组网成本大幅度提高。本文讨论在电力系统采用光旁路以太网的组网方式，意欲兼顾低成本和高可靠性的经济技术目标。

电力通信组网与电力系统的业务需求有关，其最重要的需求之一是配电线路的分布式保护需求。根据配电线路分布式保护原理，当配电线路发生故障时，有故障电流经过的任一分段开关处的保护终端都通过本处及左右相邻开关处的通信设备与相对应的保护终端进行数据交流，从而判定该故障是否位于本开关供电范围。因此，本文在定量分析通信组网的可靠率时，都以满足分布式保护的通信条件为估算依据。

2、传统光纤通信组网的可靠性分析

传统的光纤通信主要指使用范围较为广泛的无源光纤网络PON和以太网两种组网方式。

这两种组网方式的可靠率分析如下：

Bypass Switch--OBS）为基本单元，其结构主要由交换机主电路、热驱动电路、光开关和分光器四部分组成，如图3所示。正常运行时，光旁路处于断开状态，由交换机主电路进行数据的交换传输；当主电路失电或者出现故障时，热驱动电路依靠热备用电池或高能电容所储存的电能驱动光开关，快速接通旁路光通道，从而保障相邻交换机的光通道畅通。虽然，旁路光通道包含一定的光功率损耗，但对于传输距离相对短的配电网光纤通信来说，该损耗在两相邻以太网交换机光通道之间，所占比例较小。

4、光旁路以太网的应用案例分析

江西瑞昌220kV裕丰变电站供电的10kV裕福线与10kV黄金西线形成配电环网，该环网在两电源侧分别装备了1台线路出口开关和1台分段开关用来分段供电；环网中间装备了1台联络开关，以便为分段运行的线路提供互为备用电源。配电环网在进行馈线自动化的改造当中，配套的通信环网采用了多波长物理隔离的以太网技术，解决了提高通信系统利用率和分类传输数据的可靠性问题。

该配电环网与三层通信环网的配套关系如图5所示，每台电力开关的保护监控终端配套一台交换机，该线路通信环网共有5台三层交换机L3S与变电站的两台二层交换机L2S相连接组成三层通信环网。现在估算该三层通信环网的通信可靠率。

设L3S1主用、L3S2备用，并设在黄金西线出口开关断开、联络开关合闸的运行方式下，线路故障发生在L2S4与L2S5所在电力开关之间，此时，有n=4对相邻开关的交换机交互传输故障信息，则该通信环网传输故障信息的可靠率为：