PLC-075系列电力线数据传输装置及其在配网自动化中的应用

PLC-075系列电力线数据传输装置及其在配网自动化中的应用国网南京自动化研究院南京南瑞集团公司目录1.PLC-075系列中压载波机.............................................................................11.1.概述........................................................................................................11.2.产品分类................................................................................................31.3.主要技术特点........................................................................................51.4.耦合方式................................................................................................71.5.推广应用情况........................................................................................92.PLC-075系列中压载波机适用线路...........................................................132.1.电力电缆..............................................................................................132.2.混合线路..............................................................................................152.3.特种电缆..............................................................................................162.4.架空线路..............................................................................................172.5.确定线路是否可使用PLC-075的参考结论......................................183.PLC-075现场施工前期准备......................................................................194.PLC-075安装调试过程..............................................................................205.PLC-075在10KV配网自动化中的标准配置明细..................................216.PLC-075系列及其配套设备价格..............................................................23第1页共23页11.PLC-075系列中压载波机1.1.概述国网南京自动化研究/南京南瑞集团公司从1998开始进行中压配电网载波通信的研究，先后承担国家电网公司有关中压载波通信内容的多项课题的研究，分别为：1）“中压配电网复合通信方式研究（SPKJ011-11）”；2）“配电线路数据传输装置关键技术的研究（SGKJ[2007]112号）”；3）“电力数字通信特种业务检测和评估技术的研究（SGKJ[2007]113号）”。在多年的理论研究及大量现场测试、试验的工作基础上，国网南京自动化研究/南京南瑞集团公司技术人员解决了中压配电线通信的一系列技术难题，实现了10kV/35kV中压配电网上数字载波信号的可靠传输，研制出PLC-075系列电力线数据传输装置，并取得了全国工业产品生产许可证。PLC-075系列电力线数据传输装置采用了具有自主知识产权的核心技术，如多频段多调制模式技术，增强型自适应模拟前端技术，载波设备自由路由技术及采用卡接式电感耦合器技术，利用这些核心技术明显地改善了接收能力，提高了通信的可靠性，能够在有强噪声干扰的中低压配电线上实现稳定可靠的数据传输，可满足电力监控设备通过电力线进行数据通信的需求。数字信号接口采用RS-232或RS-485接口，可与现有的配电自动化终端RTU、FTU、TTU以及负荷控制等装置互联，实现中心站与配电自动化终端之间的透明数据传输和组网通信，可广泛应用于配电自动化、中小水电站电能采集与监控、远程抄表、配变监测、油田远程监控等系统的数据通信。1.1.1.功能特点适用范围：35kV/10kV中压架空线路、地埋电力电缆及混合线路填补国内空白，价格低廉，远低于国外同类电力载波通讯装置采用专用集成电路设计，体积小，功耗低可靠性高，能够自适应线路变化，保证在强噪声干扰下的可靠数据传输超强组网能力，可在同一条配电线上实现多个互不干扰的逻辑网络安装维护简单，且具有远程维护功能，使得维护成本更低多重防雷技术第2页共23页21.1.2.主要技术参数指标名称性能参数数据通信接口RS-232／RS-485接口载波传输速率600bps～7.5kbps串口数据传输率300bps、600bps、1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19.2kbps、38.4kbps传输误码率＜10-5适用电压等级35kV、10kV、6kV、380V、220V载波频率20kHz～100kHz、100kHz～500kHz传输距离架空电力线：＞10km，地埋电力电缆：＞8km调制方式差分码移键控标称输出阻抗75欧姆载波发送功率5W或1W接收灵敏度＜1mV接收信噪比＞-3dB动态范围＞85dB通信协议支持主-从通信协议、101规约、CDT规约。耦合方式架空电力线：电容耦合，支持相-相耦合和相-地耦合地埋电力电缆：电感耦合（注入式、卡接式）混合线路：卡接式电感耦合工作电源220VAC±15％；110VDC±10％功率消耗峰值功率：45W，平均：8W环境温度-40℃～70℃环境湿度5%～95%防雷特性结合设备进线避雷器、结合设备出线避雷器和电力线数据传输装置屏蔽电缆进线避雷器三重防雷措施第3页共23页31.2.产品分类PLC-075系列电力线数据传输装置现有四个型号的设备，以适应不同的应用及现场安装环境。1.2.1.PLC-075A型电力线数据传输装置PLC-075A型采用全密封防水机箱设计，适用于野外安装，内含蓄电池，可在线路停电的情况下连续工作24小时以上。外形尺寸为：385mm×300mm×210mm。图1-1：PLC-075A电力线数据传输装置1.2.2.PLC-075B型电力线数据传输装置PLC-075B型采用标准19英寸4U机箱，外形尺寸为：440mm×310mm×180mm，适合于中心站作主载波设备使用。每个B型机箱可放置两套电力线数据传输装置，可连接两条中低压配电线缆，组成两个通信网络。PLC-075B型设备又分PLC-075BH和PLC-075BL两个型号，其中PLC-075BH可在10kV混合线路和纯电缆上实现稳定可靠的载波数据通信，PLC-075BL只能在应用在纯电缆上。PLC-075BH与PLC-075BL对外接口完全相同。第4页共23页4图1-2：PLC-075B电力线数据传输装置1.2.3.PLC-075C型电力线数据传输装置PLC-075C型采用挂壁式机箱设计，适合于安装在室内墙上，用于站点条件较为简单的室内安装。一般作为从载波使用。外形尺寸为：440mm×310mm×180mm。PLC-075C型设备又分PLC-075CH和PLC-075CL两个型号，其中PLC-075CH可在10kV混合线路和纯电缆上实现稳定可靠的载波数据通信，PLC-075CL只能在应用在纯电缆上。PLC-075CH与PLC-075CL对外接口完全相同。图1-3：PLC-075C电力线数据传输装置第5页共23页51.2.4.PLC-075F型电力线数据传输装置PLC-075F采用小型化设计，直流24V供电，外形尺寸为204mm×153mm×50mm，可以方便的安装在其他设备内，适合于作为从载波设备。PLC-075F型设备又分PLC-075FH和PLC-075FL两个型号，其中PLC-075FH可在10kV混合线路和纯电缆上实现稳定可靠的载波数据通信，PLC-075FL只能在应用在纯电缆上。PLC-075FH与PLC-075FL对外接口完全相同。图1–4：PLC-075F电力线数据传输装置1.3.主要技术特点作为国内技术领先的中压电力线数据传输装置，PLC-075系列产品具有如下核心技术，保证其可以应用于不同类型的10kV线路。1.3.1.自适应频段选择技术PLC-075系列电力线数据传输装置能够根据10kV载波信道情况，在其工作频段范围内（20kHz～100kHz或100kHz～500kHz），自动调整使用频段，以取得最佳通信效果。当10kV载波通道发生变化，从而影响PLC-075当前使用频段的载波信号第6页共23页6传输效果时，PLC-075系列设备能够自动检测载波通道全频段内的载波信号传输效果，并自动调整到传输效果较好的工作频段，从而实现在无人干预情况下载波通信的长期稳定性。1.3.2.卡接式电感耦合方式PLC-075系列电力线数据传输装置能够使用卡接式电感耦合器，在10kV纯电缆和混合线路上实现稳定可靠的数据传输，此项技术为国内首创。相比于注入式电感耦合器，采用卡接式电感耦合器具有如下明显的优势：不需要停电安装耦合设备，具备大规模工程实施的优势，且可以避免停电带来的经济损失。不改变10kV线路原有的接地方式，安全性能高。安装方便，利于大规模工程实施。1.3.3.载波设备自由路由的实现由于中压配电线路网络结构非常复杂。一般情况下，大部分K型站、P型站有多条载波通道可通达变电站，这种不明确的物理路由使得载波组网通信变得灵活和方便。PLC-075系列设备能够在负荷翻转、某些节点发生故障或其他情况下，导致从载波设备与原有主载波设备失去联系后，从载波设备能够自动寻找其他能够通信的主载波设备，并在设定的时间范围内，与该主载波设备建立载波通道，构建网络关系，并在D-SCADA平台的支持下，最终将该站点的数据上传。PLC-075系列设备的自由路由功能，可以免除线路结构改变时需要人为的去更改从载波的网络参数，省去了大量的现场工作量，具备很高的经济效应。第7页共23页71.4.耦合方式PLC-075系列电力线数据传输装置支持电容式耦合方式（安装点为架空线路）、注入式电感耦合方式（安装点为电缆线路）和卡接式电感耦合方式（安装点为电缆线路）。采用卡接式电感耦合方式实现10kV电缆和混合线路的载波通信，为南瑞集团公司PLC-075系列设备的独有技术，为国内独创。1.4.1.电容式耦合方式当变电站/配电站采用架空方式出线时，可以采用一体化电容式耦合方式。10KV线路耦合电容由于重量较轻，可以使用支架固定在电线杆上。安装电容时，必须保障各相电缆之间的安全距离。一体化电容安装方式可以参考下图，电缆1连接耦合电容和10KV线路，电缆2连接耦合电容和PLC-075系列设备。电缆1电缆2图1-4一体化电容安装实例第8页共23页81.4.2.注入式电感耦合方式当变电