塔河油田电力调度数据远传轮台县基地电调室的通讯方案设计

中石化西北油田分公司的研究人员蒲军，在2018年第3期《电气技术》杂志上撰文指出，塔河油田在轮台县的前线指挥基地新建电调室，需将油田的电力调度数据上传。

由于电调数据业务种类多，有监控数据、电话、视频等，估算流量110Mb/s，且传输距离远至60公里，无线通讯和网线通讯受限于距离和带宽不能采用，而同步光纤传输网在距离和带宽等性能上能满足要求，因此新建两条光缆至轮台县基地进行同步光纤传输网络的组网，并在网管系统配置相关业务，实现电调数据远传。

新疆塔河油田位于塔克拉玛干沙漠北部边缘，主油区面积达600平方公里。塔河油田电管中心的各个变电站及输配电线路分布在各采油区块。油田电管中心通过组建光纤同步传输网络，实现了变电站无人值守，电调自动化、视频监控和视频会议等自动化系统。变电站无人值守的实现为单位节省了每变电站14人的人工成本。

随着油田的生产发展和办公优化，需在距离油区60公里外的轮台县基地新建电调中心，使领导能全面及时的掌控塔河电网的电调数据，正确作出电网维护建设的决策。

1塔河油田电管中心的同步光纤传输网络（以下简称SDH网络）简介

1.1 组网目的

塔河油田电管中心的SDH网络的组建目的是实现变电站的无人值守，将变电站的综合自动化监控系统数据、视频监控系统数据上传电调中心，后期利用SDH网络实现了远程故障录波系统、网络电话、视频会议等自动化系统。

1.2 组网结构及性能分析

由于油田的变电站在地理位置上比较分散，同时从经济性上考虑，SDH网络建设成树形拓扑结构。树形结构的优点是建设光纤路径少，比较经济。缺点是可靠性差，光纤网络中某一点中断，其下站点的通讯业务中断。因此，将来会根据站点的地理位置，新建部分光缆形成环网，配置保护业务，提高通讯可靠性。

图1 塔河油田电管中心SDH网络拓扑图

1.3组网光传输设备

每个变电站的综合自动化系统流量估算为12 M，因此末端节点的光传输设备配置为ZXMP-S200光端机（155M），枢纽节点的光传输设备配置为ZXMP-S330光端机（622M）。（光传输设备为中兴厂家产品）

2 轮台县电调中心节点网络拓扑设计

2.1 网络拓扑结构

SDH网络有链型、星型、树形结构、环网等拓扑结构。以上拓扑结构中，环网结构具有较高的可靠性，同时构建自愈环网，进一步提高可靠性。

自愈环网的优点：某一条光缆出现故障时，数据业务自动切换到另一条光缆。在将故障光缆抢修完好后，再投入运行，用户基本感觉不到业务中断。

因此将轮台县电调中心节点网络拓扑结构设计为环网型，并配置自愈环网保护业务。

2.2 环网型拓扑结构光纤路径设计（见图1）

根据轮台县电调中心与塔河油田的地理位置，设计建设两条不同路径的光缆，实现环网结构。

第一条光缆建设路径：电力调度中心节点新建一条光缆到轮台县电调中心，光缆长60公里。

第二条光缆建设路径：雅克拉村节点新建一条光缆到轮台县电调中心，光缆长55公里。

2.3 新建光缆的光衰计算及实测值

1）光缆的理论光衰计算

光路衰减=[光缆长度（km）×0.36]+ [熔接次数×0.02] + [适配器连接次数×0.5]；

第一条光缆理论衰减值估算为：[60×0.36]+ [2×0.02] + [2×0.5]=22.6db；

第二条光缆理论衰减值估算为：[55×0.36]+ [2×0.02] + [2×0.5]=20.8db；

2）光缆的实测值

用光时域反射测试仪（OTDR）对两条光缆进行光衰耗测试，数据如下：

第一条光缆光衰耗：-23DB；

第二条光缆光衰耗：-22DB

可以看出两条光缆的实测值和理论计算值相差不大，SDH网络的光纤使用的衰耗极限值为-27DB，两条光缆都在使用范围内。

3 SDH网络的数据流分析（略）

4 SDH网络业务设计及光传输设备选型

4.1 SDH网络业务设计

轮台县节点网络业务配置有两种方式：

第一种方式，轮台县节点网络配置为虚拟局域网节点。

该种方式存在以下缺点：1是轮台县节点作为数据采集终端，需选择足够带宽的ZXMP-S330光端机，成本较高；2是网络业务配置改动很大，即由以前的各变电站数据本地上装后经中间站点到联合基地电调机房下发，改为各变电站数据本地上装后经中间站点到轮台县电调机房后下发，会导致各变电站通讯中断一定时间。

第二种方式，轮台县节点网络配置点对点透传以太网业务，通过连接联合基地电调机房的数据采集网络去采集数据。

该种方式克服了第一种方式缺点：1是只需选择带宽小的网络设备，如ZXMP-S200光端机，成本低。2是即网络业务配置改动小，只需配置2条从联合基地电调机房数据上装经中间节点到轮台县基地电调机房下发的路径，不影响变电站的通讯。

因此，选择开通两条从联合基地电调机房到轮台县电调机房的点对点透传以太网业务，各分配带宽110M。

4.2 新增轮台节点网络设备选型

开通两条从联合基地电调机房到轮台县电调机房的点对点透传以太网业务，相关站点需增加的网络设备为：电调室机房ZXMP-S330光端机设备需增加1块快速智能以太网板；雅克拉村变ZXMP-S330光端机设备增加1块OL1.1光接口板。

轮台新办公大楼机房的网络设备有3种方案可选：一、一台ZXMP-S200光端机传输设备和两个交换机。二、一台多功能业务光端机和两个交换机。

两种方案的比较：ZXMP-S200光端机传输设备可靠性高，网络传输速率为155Mb/s；多功能业务光端机简单实用，兼备电话功能，网络传输速率为155Mb/s。为了达到可靠性，选择用ZXMP-S200光端机传输设备主用，多功能业务光端机用作事故应急。

5 SDH网管系统业务配置

5.1 根据设计的SDH网络方式为点对点透传以太网业务，在网管系统配置步骤如下

1）新建网元参数设置：在网管系统新建网元：网元名称为轮台，网元地址为193.1.17.18，系统类型和设备类型均为ZXMP-S200光端机，网元类型为ADM&REG，速率等级为STM-1。

图2 新建网元

2）网管系统配置数据传输路径：联合基地电力调度中心网元的智能以太网板--电力调度中心网元光板--索拉电站网元光板--布朗电站网元光板--雅克拉气田网元光板--雅克拉村变网元光板--轮台网元光板--轮台网元以太网板。

图3 传输路径配置

3）网管系统的以太网业务参数设置：联合基地电调室网元的数据端口属性开通用户端口1和用户端口2，静态MAC地址配置选择用户端口1、2和系统端口1、2，通道组配置选择开通的150个2M业务；LCAS配置的系统端口1占用55个2M业务，系统端口2占用55个2M业务，数据单板属性选择透传模式。

图4 以太网业务参数设置

轮台网元以点对点透传太网配置同上。

5.2 测试网络通讯

1) 电调机房和轮台新办公楼机房分别准备一台电脑，电脑IP地址分别设置为192.168.0.5和192.168.0.6。

2) 电调机房的电脑网线连ZXMP-S330光端机的17号以太网板的网口1，轮台新办公楼机房电脑网线连ZXMP-S200光端机的网口1。

3) 点电调中心电脑的“开始”-“运行”，在弹出窗口输入：Ping 192.168.0.6后点“确定”。

4) 如ping通则网络配置成功。

另外一条点对点网络透传业务测试方法同上。

6 结论

该通讯方案的设计及实施成功，开通了塔河油田电调室至轮台县基地电调室的信息高速公路，为各种自动化系统的数据远传打下了坚实的基础，目前在轮台县电调室安装调试了电调自动化系统、视频监控系统、远程故障录波系统、电话业务和视频会议等，以上自动化系统带来的效益列举几点如下：

1) 电调中心从油田前线的联合基地搬迁到轮台县，改善了职工生产生活环境。

2) 电调自动化系统能快速切除和恢复电网故障，节省了操作人员到现场的几小时乘车时间，减少油田停电时间。

3) 视频会议的应用为单位节省从轮台县到联合基地开会的往返用车费用。