配电自动化通信系统的设计与实现

配电自动化通信系统的设计与实现

袁志威

武汉华中新能电力设计有限公司湖北省武汉市430000

摘要:通信作为配电系统中不可缺少的一部分，同时也是配电网调控中心实现远程数据传输，进行信息采集的主要手段。本文就配电自动化通讯系统的设计与实现进行深刻的分析和研究，提出了配电自动化通信系统的设计要求，以及通信系统层次结构的具体实现方法。

关键词：配电自动化；通信；设计要求

配电自动化是一个集中计算机技术，自动化技术和数据信息技术于一体的管理技术。其中，自动化技术中的远程数据传输和采集、故障定位、负荷转移等都依靠通信系统来完成。在配电系统中，自动化技术依据通讯技术来实现信息数据的传输与接送，把所要传输的命令与指令通过使用通讯传送给控制中心，让指控中心再把数据传给个人，从而完成数据的传送，保障通信系统的实现。

一、系统设计要求

配电网的数量非常的多，但是配电网的通道非常的短，网络也非常复杂。而且配电网中的自动化系统与管理系统的功能不同，也就导致了对通信的要求也不同。大体上来讲，配电自动化系统在通信系统中主要表现几个方面。

（一）高度的靠性。配电系统中很多的通讯设备都是暴露在外面的，它们需要承受着各种各样环境因素的影响与各种电磁的干扰，影响了通讯系统的信息传送。因此，就需要它们有很强的可靠性，保障信息的传送。

（二）经济性：在配电自动化通信系统之中，对于配电通讯系统的投资不可以太大，防止通讯系统过大影响了配电自动化整体的效益，让通信系统的利益改过自动化的利益。

（三）拥有双向通信能力。在自动化通讯系统中，要求通讯系统一定要有双向的通讯能力。例如：开关的状态的采集，以及控制等。

（四）方便扩展：在配电中，通讯系统会随着网架的变化而变化，随着用户使用的增多而增加，因此，这就需要系统一定要有扩展性，方便节点的接入，方便越来越多的用户使用，保障通讯的畅通。

（五）通讯系统可以不受停电的影响：依据配电网自动化功能与故障隔离以及正常供电的要求，这些都可以保障通讯系统在没有电的情况下正常使用。

（六）分散点通信方式：在配电自动化通讯方式上，配电网的通讯方式要符合配电网的特点。

（七）通讯保护技术需要具备灵敏性。在变电站的电力体系出现问题时，通讯保护技术就需要阻断问题区域的电源，促使其他区域电力正常供应，减少严重事故的发生，从而充分发挥变电站通讯保护最大的功效。所以，通讯保护技术需要极强的灵敏性，保证在变电站运程监控工作时对于出现问题的电路做好防护，及时作出应急处理。

二、系统实现

（一）通信网络结构

为了贯彻功能下放，提升其事故相应处理速度，同时依据配电规模的大小，德州配电网采用了双层结构。一个是主战层，另一个是终端层。以此同时，一层光纤层和终端层光纤环以及配电监测统一称之为通信系统层。

1.一层光纤层。配电中心和变电站之间使用了SDH(光节点)光纤通信，也就形成了光纤环。光纤环在各个变电站中连接SDH(光节点)和PCM（设备）的设备，经过SDH(光节点)的环点从主设备引出，最终汇集到终端的位置上。2.终端层光纤环。每一个手拉手供电站构成了一个双层的构建网。配电网通过这个连接到终端光纤层。同时，每一个光纤层都是一个虚拟的光纤网，可以在配电网出现故障的时候，自己自动解决问题，保障其正常使用。3.配电终端通讯系统，配电的终端通讯系统通过通讯连接到双绞电缆上，使用RS-485的方式接入FTU.

（二）组网方式

配电自动化的主站经过SDH(光节点)的城区，组成一个点电站主观性调节器的通信。在变电中每一个变电站都应该对应着一个自动化改造的线路。在环网柜，分散柜的开关要接近10kv.

（三）配电自动化通信电缆的故障

通讯电缆的故障主要有三大类，第一是高阻故障、第二是开路的故障、第三是低阻的故障。所说的高阻故障就是指，电缆的接地的电阻变电大，还会出现短路，这也就使我们的安全性大大降低了，出现了故障的发生。简单来说，我们的绝缘体只要小于一个正常的值，这个正常值不低于电缆的波阻高10的阻力，就会出现故障的现象。开路的故障，就是说电缆出现断开的现象，使送电的时候出现故障，一旦电缆之中出现了断开的现象，一整条的电缆都不能使用。低阻的故障就是说，电缆中阻力降低了，而且低于了10阻力。根据通讯可以知道，如果通讯的阻碍变大，使热量也变大，就会出现烧坏电阻的情况，阻碍了通讯的发展。

（四）光纤环网

通讯系统的通讯方式主要是使用主从与双环的光纤通讯方式，网络各个节点有闭环连接而成，备用光纤的数据流动与主用的光纤是相反。光纤的环路主要是有光纤的介质，光纤设备以及相关的材料一起构成。在配电自动化系统中，光纤介质主要使用ADSS的光缆，而设备使用的是多节光缆调节器。

1.光缆的选择。光纤主要有二个。一个是双节光纤，另一个是单节光纤。单节光纤的信号为0.36dm/km,多节光纤的信号为6-7dm/km。同时，单节光纤的传送距离应该在20千米以上，多节光纤的传送距离应该小于6.5米。就现在的市场行情来说，二种光纤的价格差不多，但是因为单节光纤比双节光纤少一个，所以，单节光纤的价格也就比双节光纤便宜。因此，在配电自动化通信系统中，大多数都是用单节光纤。

2.多节点自愈调节器。多节点的调感器主要包括电转化信号和处理自愈功能的切换器。

3.双光纤环网的实现。在双光纤结构中，双光纤与主站的光modem相连接,，其工作方式为主站的工作方式。与配电的终端相连接的光modem称之为从站工作方式。主站连接方式与从站连接方式做主要的区别在于，主站有禁止数据传输的功能，可以阻止信息的发送，从站就不具备这样的功能，什么样的信息都可以发送。

结束语

综上所述，通过配电自动化通讯系统的全面分析和研究，进而知道了通讯系统在设计的时候有着可靠性，经济性以及双向通讯能力的设计要求。要想充分实现对通讯系统的设计，就要知道通讯系统的网络结构，组网方式，光纤环网光缆的选择等，进而推进配电自动化通讯系统的快速发展。

参考文献：

[1]宋若晨,徐文进,杨光等,基于环间联络和配电自动化的配电网高可性设计方案[J]电网技术，2016，38(7)：1966-1972.

[2]孙中伟,马亚宁,王一蓉等,基于EPON的配电网自动化通信系统及其安全机制[J]．电力系统自动化，2017，9(8)：72-75．

[3]林功平，王开斌．光纤通信技术在配电网自动化系统中的应[J]．电力系统自动化，2017，29(8)：64-66．

[4]刘锋，潘永湘，毛芳仁．基于GPRS配电网自动化通信系统终端的设计工程实现[J]电力自动化设备，2017，14(1)：54-59