[摘要]90年代末,國內開始逐步建設配電自動化系統,通信通道作為自動化信息傳輸的主動脈,實現方式多種多樣,筆者探討了各種方式的優缺點,并根據現場具體情況,推薦幾種方案供讀者參考。
[關鍵詞]配電自動化 通信方式
一、引言
配電自動化系統需要借助于有效的通訊通道,將控制中心的控制命令準確地傳送到為數眾多的遠方終端,并且將反映遠方設備運行情況的數據信息收集到控制中心,從而實現對配電設備運行參數的實施監視與控制。
和輸電網自動化不同,配電自動化要和點多面廣的遠方終端信息交換,因此如何降低通信系統的造價,而且還能滿足配電自動化系統的要求,成為規劃設計人員面臨的重要課題。本人結合本地區配電自動化試點的建設和使用經驗,淺談配電自動化的通信方式。
二、配電自動化的通信方式
隨著通信技術的發展,目前可選用的通信手段很多,根據實施的配電自動化系統的具體情況,選用恰當的通信方式,首先必須對各種通信技術的長處和不足有一個較全面的了解。
配電自動化主要的幾種通信方式,見表1。
1 、電力線載波
電力線載波通信有如下優點:(1)、安全為電業部門所控制,因而便于管理;(2)、連接溝通電力公司所關心的任何測控點。這種通信方式可以沿著電力線路傳輸到電力系統的各個環節,而不必考慮另外架設專用線路,并且PLC不必經過無線電管理委員會(FCC)的許可。
但也存在如下缺點:(1)、數據傳輸速率較低;(2)、容易受到干擾、非線形失真和信道間交叉調制的影響;(3)、配電線載波通信系統采用的電容器和電感器的體積較大、價格也較高。
2 、光纖通信
光纖通信是以光波作為信息載體,以光導纖維作為傳輸介質的先進的通信手段。與其他通信方式比較,光纖通信有以下的優點:
(1) 傳輸頻帶寬,通信容量大;
(2) 傳輸衰耗小,適合于長距離傳輸;
(3) 體積小、重量輕,可饒性、抗酸堿、抗腐蝕強,敷設方便,可埋地或架空架設;
(4) 輸入與輸出間電隔離,不怕電磁干擾;保密性好,無漏信號和串音干擾;
目前光纖通信技術已經成熟,較其他通信方式都優越之外在它對于電磁干擾不敏感。隨著光纜技術的提高和生產成本的不斷下降,光纜的性價比將繼續提高,因此在配電自動化系統中,作為通信干道,光纖通信將被廣泛地采用。
光纖的敷設簡便,對于電纜線路,光纜可以方便地與配電電纜同溝敷設;對于無電纜溝的通道,可以架空架設,將它纏繞在電力傳輸線的相線上直接引到低處,但是往往需要外覆一個絕緣層以免光導纖維被飛物污染。更可以纏繞在電力線的中性線上,這樣就無須絕緣了。
3 、現場總線和RS-485
現場總線(Field Bus)是近二十年來發展起來的新技術,它是連接智能現場設備和自動化系統的數字式雙向傳輸、多分支結構的通信網絡。在配電自動化系統中,現場總線適合于用來滿足FTU和附近區域工作站間的通信,以及變電站內自動化中智能模塊之間的通信。
RS-485是一種改進的串行接口標準,RS-485最多可支持64~256個發送/接收器,其功能和安全性都能滿足基本要求(如輸入輸出隔離、防靜電、防雷擊、微功耗等)。因此,采用RS-485方式也是配電自動化系統的理想選擇之一。
三、如何選擇通信方式
各種有線、無線通信方式種類繁多,各種通信方式擁有各自的特性。在現場設計實施過程中,通信方式的選用應遵循“先進性、實用性、可行性、可擴展性”的原則,因地制宜地優化選擇多種通信方式的建設方案。
筆者推薦如下的選擇方案,在我局配電自動化建設中取得較明顯的效果,以供讀者參考:
1、 根據重要性選擇:實時監控設備的通信(如饋線自動化的通道)要求可靠、快速,可以考慮光纖通信。實時監測設備的通信(如集中抄表、負荷控制等)一般只要求定時采集,在通信速率和可靠性方面大大降低要求,可以選擇低價的通信方式,如無線擴頻、電力載波或電話專線。
2、 配電控制中心(主站)至配電控制分中心(子站)之間的通信為配電自動化的總動脈,在容量、速率上有較高的要求,宜采用直通的高速以太網。
3、 在市區主要道路設計多個環網作為通信主干道連接至配電控制中心(主站)或配電控制分中心(子站)。主干道的通信為配電自動化的主動脈,宜采用光纖雙環自愈網,同時串接沿線的各廠站終端設備。
4、 在郊區由于配電設備分散、距離長,架設有線通信不經濟,可根據地形配以無線擴頻或電力線載波。
5、 主干道上光Moden分支的通信連接著分散的終端設備,采用光Moden輻射型式,選用光纖、雙絞線、電力載波、無線擴頻等方式。
6、 集中抄表器至各抄表終端可充分利用低壓配電線路載波。
7、 負荷管理(控制)主要面對分布廣泛的客戶,實時監測客戶運行情況和傳遞部分電業局的信息,速率和可靠性要求大為降低,其通信優先采用無線擴頻或中壓配電線路載波。
四、結束語
結合各地配電設備現場情況,尋求一種“性能價格比”較好、恰當的通信方式,“統一規劃、分布實施”而不致于因技術進步而重復建設的系統和設備,通信通道的建設與運行將取得良好的效益和實用化。
附作者簡介:
林秋金,男,漢族,1969年12月出生,福建省泉州市人。1992年畢業于福州大學電力系統及其自動化專業,現在福建省泉州電業局城區供電公司規劃設計班工作。1992年畢業分配至今,曾任配電運行維護專責、規劃專責,參與1998-2000年城市配網建設與改造的可研報告、規劃編制及建設實施,1999年至2000年在我局配電自動化建設中參與調研及方案規劃及實施,在配網的規劃建設、運行維護管理及配電自動化方面有一定的經驗。
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