关于GPRS通信系统和光纤通信系统在配网自动化上应用

关于GPRS通信系统和光纤通信系统在配网自动化上应用（科技与企业）发布时间：2011-8-24大中小广州电力通信网络有限公司孙志华【摘要】本论文的目的是配网自动化的成功建设，不仅能够快速查找排除配网线路故障，缩短配电线路故障停电时间，防止电缆盗窃破坏情况的发生，提高供电电压质量，有效保障重要用户的供电可靠性。而由于配网自动化的优越性，作者利用的正是GPRS和光纤通信平台。因此，现在首先介绍一下GPRS通信平台和光纤通信平台的基本情况。【关键词】可靠性；通讯；网络；配网；自动化；GPRS光纤1、配网自动化系统简介（1）配网自动化系统组网介绍配网自动化系统就是利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术，实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理的系统。通信系统是配网自动化系统中的重要系统。配网自动化系统要通过可靠的通信手段，将控制中心（主站）的控制命令下发到各执行机构或远方终端，同时将远方监控单元（RTU、DTU、TTU、FTU等）所采集的各种信息上传至控制中心（主站）。通信系统的好坏很大程度上决定了配网自动化系统的优劣。为满足配网自动化的要求，通信系统必须满足以下要求：①通信的可靠性。要长期经受恶劣环境的考验，如雨雪、大风等；且会受到较强的电磁干扰或噪音干扰；此外不能受停电和故障的影响。②通信的实时性。配网自动化系统是一个实时监控系统，必须满足实时性要求。按照配电系统自动化规划设计导则要求，配网自动化主站系统应在3—5s内更新全部RTU、FTU等的数据。③通信的双向性。在配网自动化系统中，不仅有数据的上传，还有控制命令的下发。因此，通信系统必须具有双向通信能力。除了考虑以上三个要求外，还要考虑通信系统的建设费用、系统的可扩充性、使用和维护的方便性。2、GPSR平台介绍目前，配网自动化系统多采用光纤通信的方式。光纤通信完全满足配网自动化系统对通信的可靠性、实时性、双向性的要求。但是，光纤通信建设费用较高，系统的可扩充性、维护的方便性较差。随着GPRS无线通信技术的发展，为配网自动化的通信系统提供了新的解决方案。3、光纤通信平台介绍自激光器和低损耗光纤问世以来，光纤通信系统以其技术、经济上无可比拟的优越性而迅速崛起，并风靡全球。该系统是以光纤为传输介质，以光为载波信号传递信息的通信系统，应用的光波波长为1.0～1.μm靘，整个系统由电端机、光端机、光缆和中继器构成。光纤可分为单模光纤(SMF)、多模光纤(MMF)、长波长低射散光纤(LMF)、保偏光纤(PMF)及塑料光纤(POF)等很多种；常用的为单模和多模光纤，多模光纤就是传输多个光波模式，而单模光纤只传输一个光波模式。单模光纤比多模光纤传输距离长，目前一般地，光信号在多模光纤内可传6km左右，在单模光纤内可传30km。因此，单模光设备的价格要高于多模光设备。实用的光纤通常都是由多根光纤、加强芯、保护材料、固定材料等组合成光缆构成的传输线。光纤交换机可完成光信号与数字信号之间的相互转换。光纤交换机一般有一个以上的数据口用以传递同步或异步信号。通信速率可达到2Mbps或更高，配网常用的通信速率一般为同步N×64K或异步19200bps以下。故足以满足配网通信的需要，光纤FTU的连接示意图：另外，还有一种光纤MODEM具有双环自愈功能。这一功能使通信的可靠性大大增强。其功能示意图如图所示：图1中，A，B，C三点是通过自愈光MODEM实现的双环网，若在D点发生故障，则如图2所示，光路在A站和C站愈合(环回)，使通信不受，同时向主站发出相应的告警及定位信号，使维修人员及时修复故障段光缆。4、配网调试（1）配网施工调试的内容在安装配网自动化终端设备可分两个阶段完成，第一阶段：先挂装终端设备、安装电缆桥架、电缆线槽、敷设电缆、安装终端的低压电源箱、将终端内部的二次线全部接好、对高压开关柜进行编号打印电缆牌起始编号和终端内部接线珠子套编号等工作。第二阶段：在高压开关柜的电缆上解除原有的电缆故障指示器所用的传感器、套装A/C相电流互感器和零序电流互感器，接取开关柜的开关位置、地刀位置的节点信号、接取开关的分合闸控制回路等工作。并配合配网自动化终端的远程调试：遥测、遥信、遥控的模拟测试。（2）安装调试过程中的注意事件①配网自动化终端的设备安装终端安装时注意上下的安装固定孔位，固定件保持上下平行才能使得终端安装时保证端正；终端的安装离地面约800mm，若挂装不牢固，需在终端底部加装三角固定架；终端的外壳需用6mm2接地线可靠接地。②电缆桥架、电缆线槽的安装电缆桥架内部需有绑定电缆的紧固件，电缆需水平敷设，不得交叉；电缆桥架外壳需可靠接地。（3）电流互感器的安装①A/C相的CT安装端正合理，对安装位置不足时，不得用力瓣电缆，防止电缆接头的瓷瓶损坏或接头泄气。②对安装空间不足时，需拆开电缆接头后将整条电缆移位后再安装CT。③零序电流互感器安装时不得将接地线经过CT，若安装位置的接地线需经过CT时，需将接地线折回（相互抵消）再接地。接地线采用多芯软线，采用环形冷压接头。④A/C相的电流互感器与零序电流互感器必须分别接不同的接地桩。⑤电流互感器的极性以二次为判别依据。⑥采用分裂式电流互感器，在安装时需将接口接触良好。不然直接影响其测量精度。5、结论和优化综上所述，配网自动化设计先进、合理、实用，经实际应用，取得了明显的经济效益和社会效益，在电力调度/配网自动化跨平台技术方面达到了国内领先水平。”系统以其独特的系统结构，完善的应用功能，灵活的系统配置，开放式的软硬件平台，一体化的设计思想，适用于各级地区供电企业。该系统广泛应用，改善了电网调度控制系统的性能，不仅能够快速查找排除配网线路故障，缩短配电线路故障停电时间，防止电缆盗窃破坏情况的发生，提高供电电压质量，有效保障重要用户的供电可靠性，为电网的安全生产做出了巨大贡献。同时也降低了供电企业的运营成本，多供电量，为社会生产提供强有力的电力保障，带来巨大的社会效益。GPRS和光纤通信方式完全能满足配网自动化对通信的要求。目前，国内在配网自动化系统中采用GPRS和光纤通信方式组网的应用城市还比较少，GPRS无线通信方式受地区信号影像较大，信号稳定性和保密性不高，光纤通信方式能有效解决以上问题，但一次性投入大，受地形影响比较大。随着现代无线通讯技术的发展，特别3G（第三代移动通信系统）网络的运行，无线通讯能够提供更高的通信质量和数据传输速率。无线通讯将在电力系统中得到更加广泛的应用。另外通讯设备材料价格也在不断下降，这也使光纤平台在经济效益上也达到可观的效益。在实际的配网自动化的通信系统，必须构建一个成本低、收效高的双向通信系统，用可以接受的费用在可靠性和信息流量方面提供非常高的性能。同时，由于配电网自动化系统所要完成的功能太多而系统复杂，采用单一的通信系统来满足所有的功能需要是不现实的，也是不经济的。因此，在配电网自动化系统中，要应用多种通信方式，按综合的经济技术指标而选取其中最优的组合。在电力系统中除了有效运用GPRS和光纤外，其他地区也常用的通信方式还有一点多址数字微波、数传电台、无线扩频、专线电缆、邮电本地网、载波、扩频载波等，可供组网时选择。参考文献[1]徐内垠.配电自动化远方终端技术.[J]电力系统自动化,1999,19(5).[2]陈维千.光纤通信技术及其在电力系统中的应用[J].电力系统自动化[3]邱培曦.电力系统中的光纤通信[J].电力系统自动化[4]王明俊.于尔铿，刘广配电系统自动化及其发展.[M]中国电力出版社,1998.1.[5]林功平.配电网馈线自动化技术及其应用.[J]电力系统自动化.