通信光缆故障对电力网连锁故障的影响分析

2018-12-21李毅舟火箭军工程大学

数码世界 2018年5期

李毅舟火箭军工程大学

随着电力事业的发展，电网大规模互联已经是大势所趋。电力网络规模日渐庞大，且结构和运行方式呈现出显著的复杂性。电网在连锁故障影响下将引发较大规模的停电事故，造成巨大的经济损失。为增强电网运行的安全可靠，有必要深入分析通信光缆故障对电力网连锁故障的影响。

1 常见的通信光缆故障

1.1 自然灾害导致的故障

通信光缆通常在室外环境中架设，极易遭受各类自然灾害的破坏影响。自然灾害涵盖雷电、暴雨以及狂风等，各类自然灾害极易导致通信光缆线路发生断裂。同时，通信光缆光纤主要以玻璃以及塑料纤维作为制作材料，其外部保护套极易受高温影响导致老化，受低温影响导致收缩。雨水流入光纤线路接头盒内，会侵蚀光纤线路，对其正常运行造成严重的不良影响，破坏整个通信光缆的正常运行[1]。

1.2 施工及外力原因导致的故障

在通信光缆线路施工中，相关施工人员未严格遵循相关规范进行施工操作，未严格遵循施工工序，对通信光缆实施安装，造成施工操作缺乏良好的规范性和科学性，极易引发各类安全隐患，影响通信光缆运行的稳定性和安全性，极易在通信光缆的使用过程中引发各类故障。（2）外力原因导致的故障，包括多种外力对通信光缆造成的破坏，诸如外力撞击等导致通信光缆偏离固定位置，或者是通信光缆断裂等，阻断电力设备的良好连接，极易导致供电出现中断。

1.3 电腐蚀导致的故障

在高压线附近，对通信光缆进行架设，通信光缆会缺乏良好的挂点，且与高压线存在过近距离。在这种状况下，高压线路极易对外放电，引发对通信光缆的电腐蚀。同时，通信光缆的外保护套经过长期使用极易老化破损，灰层会在内部各层的连接部位产生沉积，在潮湿天气条件下，通信光缆产生的静电会导致其外皮发生脱落，甚至造成通信光缆中断[2]。

1.4 技术原因导致的故障

当前，相关技术人员主要通过间接方式对通信光缆线路故障进行判断，即当通信光缆工作停止后，相关调度人员将电网警告作为依据对线路中断进行判断。系统只能对光缆运行状态进行分辨，难以对故障位置进行准确判断。运维工作人员必须对通信光缆实施断电测试，才能准确找出通信光缆故障的具体位置。通常采用以下检测方式：根据光学长度，对故障点进行确定，与线路标识不一致，对故障位置的最初判断可能偏差几千米，严重影响了对故障光缆的准确定位，并影响故障检修的及时性。同时，通信光缆缺乏良好的维护设备，对通信光缆的测试能力相对不足。

综上所述，通信光缆故障主要是由于通信光缆缺乏良好的外部保护，相关施工操作缺乏规范性和科学性，通信光缆相关管理部门缺乏良好的交流协作，存在诸多外力破坏因素等。另外，通信光缆故障发生后，缺乏及时有效的故障处理，通信光缆极难迂回，导致通信光缆运行中断。

2 通信光缆故障对电力网连锁故障的影响

通信光缆故障引发的信息网故障会为电力网连锁故障提供动力，且呈现出由强到弱的一系列变化。

电力系统实际上会出现如下变化：（1）通信光缆故障未发生时，信息网运行呈现出良好的正常状态，且信息孤岛不会形成，调度中心能实现对电力网运行状态的实时监控，当电力过载的现象产生时，仍可实现对电力网的正常调度。（2）当信息网络相关线路故障的实际规模渐趋增大时，信息孤岛即在信息网内形成，在电力过载的情况下，调度中心只能实现对电力网的部分监测，并难以保障将电流向正确方向导引，进而导致更大规模的连锁故障。（3）当信息孤岛的实际数量渐趋增多时，调度中心对信息的掌握能力渐趋削弱，对负荷的承受逐渐呈现出稳定状态，但调度中心至此完全丧失了对电力网的有效调度。假如调度中心具备相对偏高的度数，其对电力网的控制能力将趋于增强；假如形成了信息孤岛，调度中心可能会对电力网产生错误控制。同时，当信息网存在较高度数的网络节点时，故障规模会渐趋增大，这是由于部分信息网缺乏均匀的节点分布，某些节点具有较低的度数，而某些节点则具有较高的度数。光纤故障引发信息网故障，会降低信息孤岛在信息网内部的产生概率，对于电网调度中心具备更强的控制力，且多数会在具备较低度数的节点上产生信息孤岛[3]。

对信息网而言，不管其处于正常运行状态还是完全崩溃状态，基本承受相等的承担负荷，但呈现出的特征不同。相对于崩溃状态下的信息网络，正常运行状态下的信息网络小规模停电出现的次数较少，大规模停电的次数相对较多，且具有较高频率，当其频率趋于增加时，停电规模也向外渐趋扩大。另外，不同信息网均具备各自的网络拓扑结构，各个网络拓扑结构具备不同的变化特点。假如某拓扑结构处在无标度的网络状况下，其相应的电力负荷会呈现出显著增加。对于无标度网络而言，其内部节点相对较低，少量节点则较高，度整体上呈现出分散分布状态，其网边在故障影响下，信息孤岛在信息网中的出现概率将增加。因此，无标度网络的正常运行状态受损后，将产生范围更大的连锁故障。