电力通讯自动化设备

关键词： 电力 设备 技术 发展

电力通讯自动化设备（精选十篇）

电力通讯自动化设备 篇1

1.1 载波通讯设备

一个完整的载波通讯系统, 按功能划分, 大体分为调制系统、载供系统、自动电平调节系统、振铃系统和增音系统。其中前四部分是载波机的主要组成。

1.1.1 载波机。

电力线载波机概括起来由四部分组成:自动电平调节系统、载供系统、调制系统和振铃系统。载波机类型不同, 各自系统的构成原理、实现方式等都有所不同。调制系统:双边带载波机传输的是上下两个边带加载频信号, 只要经过一级调制即可将原始信号搬到线路频谱;单边带载波机传输的是单边带抑制载频的信号, 一般要经过两级或三级调制将原始低频信号搬往线路频谱。自动电平调节系统:此系统的设置是为补偿各种因素所引起的传输电平的波动。在双边带载波机中, 载频分量是常发送的, 在接收端, 将能够反映通道衰减特性变化的载频分量进行检波、整流, 而后去控制高载放大器的增益, 即可实现此目的;单边带载波机, 设置中频调节系统, 发信端的中频载频一方面送往中频调幅器, 另一方面经高频调幅器的放大器送往载波通路, 对方收信支路用窄带滤波器选出中频, 放大后, 一方面送中频解调器进行同步解调另一方面作为导频, 经整流后, 再去控制收信支路的增益或衰减, 从而实现自动电平调节。振铃系统:为保证调度通讯的迅速可靠, 电力线载波机均设置乐自动交换系统以完成振铃呼叫自动接续的任务。双边带载波机是利用载频分量实现自动呼叫, 单边带载波机则设有专门的音频振铃信号。载供系统:其作用是向调制系统提供所需载频频率。在双边带载波机中, 发信端根据调制系统的需要, 一般设有中频载频和高频载频, 而且收信端除设有一个高频载频振荡器外, 中频解调器的载频则主要靠对方端送过来的中频载频, 以实现载频的“最终同步”。

1.1.2 音频架、高频架。

在载波通讯中, 如果调度所和变电站相距较远, 为了保证拨号的准确性和通讯质量, 在调度所侧安装音频架, 而在变电站侧安装高频架, 两架之间用音频电缆连接起来。载波机按音频架、高频架分架安装后, 用户线很短, 通讯质量明显提高, 另外给远动通路信号电平的调整也带来方便。同时, 话音通路四线端亦在调度所, 便于与交换机接口组成专用业务通讯网。

1.2 微波通讯设备

根据微波站的作用, 所承担任务的不同, 微波站分为不同类型。根据站型的不同, 其设备也有所不同。但一般来说, 包括以下设备:终端机、收发信机、天馈线、电源、蓄电池、铁塔等。

1.2.1 收、发信机。微波收、发信机的主要任

务就是在群路信号与微波信号之间进行频率变换。在发信通道, 频率变换过程是将信号的频率往高处变, 即上变频。在收信通道, 频率变换过程是将信号的频率往低处变, 即下变频。

1.2.2 终端机。

微波通讯系统中, 必须有复用设备作为终端机, 其作用是:在发信端, 将各用户的话路信号, 按一定的规律组合成群频话路信号;在收信端, 将群频话路信号, 按相应规律解出各个话路信号。

1.3 光纤通讯设备

光纤通讯系统主要包括光端机和光中继机以及脉冲编码调制PCM数字通讯设备。

1.3.1 光端机。

光端机是光纤通讯系统中主要设备。它由光发送机和光接收机组成。在系统中的位置介于PCM电端机和光纤传输线路之间。光发送机由输入接口、光线路码型变换和光发送电路组成。光接收机由光接收定时再生、光线路码型变换和输出接口等组成。光端机中还有其他辅助电路, 如公务、监控、告警、输入分配、倒换、区间通讯、电源等。在实际应用中, 为了提高光端机的可靠性, 往往采用热备用方法, 使系统在主备状态下工作, 正常情况下主用部分工作, 当主用部分发生故障时, 可自动切换到备用部分工作, 目前应用较多的是一主一备方式。光端机各主要组成部分作用如下:输入接口:将PCM综合业务接入系统送来的信号变成二进制数字信号。光线路码型变换:简称码型变换, 将输入接口送来的普通二进制信号变换为适于在光纤线路中传送的码型信号。光发送电路:包括光驱动电路、自动光功率控制电路和自动温度控制电路。光驱动电路将码型变换后的信号变换成光信号向对方传输。光接收电路:将通过光纤送来的光脉冲信号变换成电信号, 并进行放大, 均衡改善脉冲波形, 清除码间干扰。定时再生电路:由定时提出和再生两部分组成, 从均衡以后的信号流中抽取定时器, 再经定时判决, 产生出规则波形的线路码信号流。光线路码型反变换:简称码型反变换。将再生出来的线路信号还原成普通二进制信号流。

1.3.2 光中继机。

在进行长距离光传输时, 由于受发送光功率、接收机灵敏度、光纤线路衰耗等限制, 光端机之间的最大传输距离是有限的。例如34Mbit/s光端机的传输距离一般在50~60km的范围, 155Mbit/s光端机的传输距离一般在40~55km的范围, 距离超过这些范围, 须考虑加中继机, 相当于光纤传输的接力站, 这样可以将传输距离延长。由于光中继机的作用可知, 光中继机应由光接收机、定时、再生、光发送等电路组成。一般情况下, 可以看成是没有输入输出接口及线路码型正反变换的光端机背靠背的相连。因此, 光中继机总的来说比光端机简单, 为了实现双向传输, 在中继站, 每个传输方向必须设置中继, 对于一个系统的光中继机的两套收、发设备, 公务部分是公共的。

1.3.3 数字通讯设备。

数字通讯设备包括PCM基群和高次群复接设备。PCM基群设备是将模拟的话音信号通过脉冲编码、调制, 变成数字信号, 再通过数字复接技术, 将多路PCM信号变成一路基群速率为2048Mbit/s信号进行传送, 以及将收到的PCM基群信号通过相反的处理过程, 还原成模拟的话音信号的一种设备。

2 电力通讯网络的工作模式

通讯的目的是为了传送、交换信息。虽然信息有多种形式, 概括为:信源是指信息的产生来源, 这些信息都是非电信息, 要转换成电信号, 需要一种变换器, 即输入设备。交换设备是沟通输入设备与发送设备的接续装置。它可以经济地使用发信设备, 提高发信设备的利用率。载波通讯中, 载波机的发信部分就是一种发送设备。信道是信息传输的媒介, 信号在传输过程中, 还会受到来自系统内部噪声和外界各种无用信号的干扰各种形式的噪声集中在一起用一个噪声源表示。接收设备和输出设备的作用与发送设备和输入设备作用相反, 它们是接收线路传输的信息, 并把它恢复为原始信息形式, 完成通讯。在电力工业中, 现已形成以网局及省局为中心的专用通讯网, 并且已开通包括全国各大城市的跨省长途通讯干线网络。在现行的通讯网中光纤通讯已占主导地位。随着电力工业的发展, 大电站、大机组、超高压输电线路不断增加, 电网规模越来越大;通讯技术发展突飞猛进, 装备水平不断提高, 更新周期明显缩短。数字微波、移动通讯、对流层散射通讯、特高频通讯、扩展频谱通讯、数字程控交换机以及数据网等新兴通讯技术在电力系统中会得以逐渐推广与应用。

3 结论

在合理规划、设计和实施各种网络的基础上, 如何为电力系统提供种类繁多、质量可靠的服务, 就成为摆在电力通讯部门面前的一个重要课题, 而建立一个综合、高效的电力系统通讯资源管理系统则是解决这一问题的一项重要基础工程, 具有十分重要的理论意义和应用价值。

参考文献

[1]张淑娥, 孔英会, 高强.电力系统通信技术[M].北京:中国电力出版社, 2005.

电力通讯自动化设备 篇2

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摘要: 随着电力系统自动化设备的迅猛发展和广泛应用,电力系统自动化设备的电磁兼容问题显得越来越突出。特别是电力系统继电保护、通信、控制和测量领域中应用的计算机系统(包括单片机系统),电磁兼容问题更为突出。文章就电磁兼容技术在电力自动化系统中的应用相关问题进行了探讨，供大家参考。

关键词: 电力系统自动化；电磁兼容技术；分析探讨

Abstract: with the rapid development and wide application of power system automation equipment, problems become more and more prominent EMC of power system automation equipment.Especially the application of computer system of relay protection in electric power system, communication, control and measurement in the field(including the MCU system), the electromagnetic compatibility problem more prominent.The electromagnetic compatibility problems in the application of technology in the electric power automation system is discussed, for your reference.Keywords: automation of electric power systems;electromagnetic compatibility;analysis and discussion

TM76A2095-2104（2013）

一．电力系统自动化设备电磁兼容问题

由于电力系统本身是众多一次系统设备和二次系统设备的集合体,因此电力系统自动化设备作为二次系统设备的一部分,其电磁干扰的来源十分复杂。外来电磁辐射、一次系统设备、二次系统设备、二次系统设备之间、自动化设备内部元件之间、各传送通道间的电磁干扰均对自动化设备产生干扰与破坏。

(1)电力系统自动化设备均包含有以微机系统为核心的大规模数字电路和模拟电路,其中应用最多的是二极管、集成电路块、A/ D 转换电路等,它们既是干扰源, 又是对干扰敏感的器件, 尤其以CMOS、D/ A 最为敏感。

(2)干扰信号在微机系统表现的形态有差模与共模两种形态。电磁干扰侵入微机系统的主要途径有电源系统、传导通路、对空间电磁波的感应3 方面(包括内部空间的静电场、电磁场的感应)。其中静电场、电磁场的感应在微机系统内部普遍存在,静电是CMOS 电路的大敌。由于微机系统工作于低电压大电流方式,电源线、输入输出线构成高速大电流回路,故有较强的电磁感应。

(3)微机系统之间的内部传输线有延时、波形畸变、受外界干扰等3 方面问题。

(4)脉冲干扰是研究的重点,因为微机系统是以识别二进制码为前题的,其组成以数字电路为主,数字电路传送的是脉冲信号,同时也易对脉冲干扰敏感。以开关模式工作的开关及开关电源变化频率高达几十万Hz ,容易在内外产生脉冲干扰。

(5)对电源影响比较敏感。电源对电子系统的影响有电源波动影响和系统作用影响两个方面。所谓电源波动影响是指由于电源波动引起的信号紊乱和系统失调。系统作用影响是指因电源是系统所有信号的交叉点而引起的系统各信号之间的相互影响。系统作用的大小与电源功率裕度、滤波能力及电源连线方式、分布形状有关。

二．电磁兼容技术的设计方法

影响微机系统电磁兼容性的因素见下式:

N(ω)= G(ω)C(ω)/ I(ω)

式中: N(ω)———干扰对系统(或设备)的影响;

G(ω)———干扰的强弱;

C(ω)———干扰传输的耦合函数;

I(ω)———受干扰系统(或设备)的抗干扰能力,即敏感度阀值。

显然,影响系统(或设备)受干扰严重程度的因素有3 个方面,他们都是频率的函数。该数学模型提示了提高抗干扰能力的原理是: ①切断干扰源, 即减小G(ω);②减小耦合, 即减小C(ω);③提高受干扰系统(或设备)的敏感度阀值,即加大I(ω)。在实际情况中,往往是3 个因素综合考虑,并按①②③的顺序去采取措施,以获得最佳的效果。

电磁兼容技术的设计要从电磁兼容的3 个基本要素着手,从原理的可行性、元器件的选择、加工生产工艺、安装运行环境等几个方面来考虑。把握不同类型电磁干扰的本质,对不同的干扰频率、频谱采用相应的滤波、隔离、接地、屏蔽等措施。

2.1滤波

滤波是利用滤波器来抑制电磁干扰,滤波器是由集中参数的电阻、电容和电感,或者是分布参数的电阻、电容、电感构成的一种网络,这种网络只允许有用信号的频率分量通过,阻止其他干扰频率通过,使电磁干扰减少到满意的工作电平上。滤波器是防止传导电磁干扰的主要措施,如电源滤波器解决传导干扰的问题;滤波器同时也是解决辐射干扰的重要武器,如抑制无线电干扰,在发射机的输出端和接收机的输入端安装相应的电磁干扰滤波器,滤掉干扰信号,以达到电磁兼容的目的。滤波器工作方式有两种:一种是不让无用信号通过,并把它们反射回信号源;另一种是把无用信号在滤波器里消耗掉。在采用滤波方法来抑制传导干扰时,首先要了解干扰源的频谱、干扰源在频带中的分布情况,干扰波幅值等。可以通过干扰仪器来检测,获得干扰源的频带分布和幅值,有针对性地选择滤波器的种类或者设计滤波器电路。

2.2隔离

隔离是干扰线路(馈线)周围存在干扰电磁场,当其他线路(导线)在其附近时,由于电磁耦合而形成干扰。防止这种干扰最简单而有效的方法是将干扰线路与其它线路隔离开来,以切断或削弱它们之间的电磁耦合。隔离的原则和方法是:

(1)干扰线路和其他线路尽可能不要平行排列,如必须平行,导线间距L 与导线直径D 之比应不小于40(L / D ≥40), 在可能情况下导线间距应尽量大些,并且平行部分的长度越小越好;

(2)敏感线路与一般线路如平行排列,其间距应大于50 mm;

(3)电源馈线与信号线应予隔离,当他们平行排列时,其间距应大于50 mm;

(4)高频导线是对其他线路干扰最大的线路,一般都要屏蔽;

(5)有些脉冲线路的脉冲功率较大,对其他线路构成严重干扰,应按干扰线路对待。至于电平较低,功率很低的数字电路可按一般线路处理,原则上按敏感电路对待,也可根据具体情况处理。

2.3接地

接地是指在系统的某个选定点与某个接地面之间建立导电的低电阻的通路,把系统中电子元件的零电位互相连接起来,再把它们同时与某个等价于“地”的参考点连起来。具体方法可以将理想的接地体作为一个零电位、零电阻的物理实体,作为与各有关电路中信号电平的参考点,任何不需要的电流通过它都不产生电压降,这种理想的接地体实际上是近似的,在设备上接地是为了使设备本身所流过的干扰电流经过接地线流入大地,减少干扰源所传播和发布的能量。接地的主要目的是防止电磁干扰,消除公共电路阻抗的耦合,也是为了保障人身和设备的安全。基本接地技术有浮地、单点接地、多点接地和混合接地4 种。

(1)浮地常用于电路或设备工作状态不能与公共地或大地相连接,它的原理近似于起到隔离变压器的作用;

2)单点接地是所有需要接地的引线全部接到一个点,再由这个点直接与地相连接。一般用于抑制频率在1 MHz 以下的干扰信号;

(3)多点接地是指系统或设备中所需接地的引线直接接到离它们最近的地上。一般用于抑制频率在10 MHz 以上的干扰信号;

(4)混合接地是在复杂情况下,设备或单元电路的接地难以通过一个简单的接地形式来解决而采取的混合形式,用于干扰信号频率在1～10 MHz 的情况。

利用接地的方式可以减少或衰减干扰源的能量,但应注意以下几点: ①接地线尽量短;②接地线阻抗要尽可能小;③应采用金属材料相同的导线作为接地线;④接地线的接地点应有良好的导电性能;⑤接地线的连接点要有足够的机械强度。

2.4屏蔽

屏蔽就是用导电或导磁材料制成的盒、壳、屏、板等将电磁能限制在一定空间范围内,使场的能量从屏蔽体的一面传到另一面时,受到很大衰减而防止电磁干扰的措施。有电屏蔽、磁屏蔽和电磁屏蔽3 种方法。

电力系统自动化设备的电磁兼容技术也是基于上面的理论,对不同功能、不同安装地点、不同结构的设备应分别有侧重点的采取不同的电磁兼容技术措施。

三．电磁兼容技术在电力系统自动化设备中的应用

电力系统自动化设备是由微机系统(或单片机系统),D/ A 转换电路、A/ D 转换电路、电源回路、外围驱动电路、外围电路、通讯电路等构成的一个系统或者一个网络。在研究电力系统自动化设备电磁兼容问题的同时,也要对其各个构成电路或系统的电磁兼容性加以重点研究。目前,我国电力系统自动化设备电磁兼容技术主要有以下几种:

(1)频率设计技术。频率设计技术要解决的是频率兼容的问题,也是微机系统设计中的比较复杂的技术之一。微机系统要能使用统一频率元,保证频率特性的要求。频率设计包括电平(幅度边沿和频率)核实、最高工作频率设计以及降频和谐波分离(低频信号的频率不与高频信号成整倍数,特别是A/ D 转换的速率)技术;

(2)接地技术。接地技术包括两个方面,一方面是电源内阻分析技术,另一方面是接地点和地线设计技术。电源内阻的分析实际上就是对电源最大瞬时功率的分析。接地点和地线分析设计的原则是做到频率隔离、功率隔离。频率隔离是指高低频系统分开, 功率隔离是指弱功率和大功率分开;

(3)电源技术。电源技术一方面包括了电源特性的设计,例如电源要保证有适当的容性电流吸收能力和一定的功率裕度,另一方面还包括系统电源性质的选择,如使用电池还是使用整流电源,所有电源的种类,电源之间是否需要交换,集中供电还是分布式供电等;

(4)布线技术。要降低各管脚和连线之间的相互影响,必须对分布参数加以限制。分布参数主要由系统的布线所决定,因此,布线是系统或设备电磁兼容技术的关键,也是系统或设备电磁兼容技术设计的基本体现。布线技术包括环绕布线、线径选择、分层处理等;

(5)降频控制技术。对输出的高频信号,在保证系统正常工作的情况下尽量降低频率,对某些输出信号采取平滑措施(例如L ED 驱动电路中加入适当的电阻和电容)。对功率较大的输出信号(包括低频阶跃信号, 如PWM 输出等)尤其要考虑降频处理;

(6)多层板去耦技术。随着微机系统的频率越来越高以及电路的几何尺寸不断缩小,多层板电路已成为印制电路板的主要模式。多层板的一个重要功能就是可以大大地降低系统各连线之间的分布参数影响;

(7)表面贴片技术。表面贴片是一种使集成电路与印制电路板形成一体的电路制作技术。集成电路出厂时不加封装,而是直接出厂裸芯片。电路制作时利用焊接技术把裸芯片粘贴到印制电路板表面,这种电路不仅体积小,而且电磁兼容的性能大为提高;

(8)软件技术方法。当外界干扰窜入并破坏了程序的正常运行时,就会产生程序“跑飞”,程序走,中断不响应和芯片内信息发生变化,从而产生误动作等。通常可以通过如下几种方法实现软件抗干扰: ①加入空指令,目的是使微机的指令地址纳入正规,以便执行下面的指令;②收留井法,即在空指令后再增加处理“跑飞”的程序;③定时监视主程序;④由主程序监视中断运行情况;⑤采取容错技术,用时间冗余或信息冗余方法进行抗干扰和提高可靠性。

由于电力系统自动化设备运行的电磁环境十分恶劣,因此,必须对其安装运行环境采取相应的抗干扰措施。目前,工程上采取的方法如下: ①良好导磁材料机箱的选用及合理设计(机箱的尺寸大小,接插件的合理布置,接线端子的引出方式等);②设备安装环境应采取的措施(主控室应采取屏蔽、接地等措施);③设备运行和管理人员必要的电磁兼容知识的培训;④其他措施。

四．电磁兼容的试验方法

检验电磁兼容措施实施的效果要通过一些必要的试验,常用的电磁兼容试验有:谐波试验、间谐波试验、信号系统干扰试验、阻尼振荡试验、快速瞬变试验、静电放电试验等。

五．电力系统自动化设备电磁兼容问题的新动向

微机系统是电力系统自动化设备的核心部分。随着计算机技术的高速发展,电力系统自动化设备必将向着高速度、高灵敏度、小型化、多功能、大系统的方向发展,这就使电力系统自动化设备电磁兼容问题有了一定的新内容。例如,高速度带来宽带噪声,高灵敏度使原可略去的弱小干扰信号不可忽略,小型化增加了内部的耦合干扰,大系统使干扰源增多,干扰问题更为恶化。预计今后的电磁兼容性将涉及如下问题:

(1)集成电路元件的封装材料含有微量的天然放射性同位素钍和铀,它们的原子裂变将产生α射线,使存储器误动作。因此,要从元器件的制造技术和系统的制造两个方面考虑电磁兼容的设计问题;

(2)数字逻辑电路与软件技术的微妙结合,正成为抑制干扰的有力武器。软件的应用将占越来越大的比重。例如,利用错误纠正码的软件手段检查并纠正错误,是去掉进入系统后的干扰的危害或切断干扰的有力手段;

(3)在抗静电干扰措施中,用“分布式的静电保护涂覆”弥补静电保护的不足。在CMOS ,A/ D等芯片板及印制电路板的接头上作静电涂覆,取得了很好的效果;

(4)随着干扰情况的复杂化,统计处理的方法将得以充分利用;

(5)采用光纤电路抗电磁脉冲干扰被认为是最理想的途径。目前,光纤通讯已进入电力系统自动化设备的实用阶段,随着纤维光学和光计算机技术的发展,电力系统自动化设备的电磁兼容技术必将提高到一个新的阶段。

六 结束语：

随着电力系统自动化设备的广泛应用,电磁兼容技术问题越来越突出,必须充分注意并加以研究。结合电力系统电磁兼容的特点,阐述了电力系统自动化设备的电磁兼容的特殊性,提出了几种实用的电磁兼容技术和电磁兼容技术的设计和试验方法,并对电力系统自动化设备电磁兼容的新问题做了预测，同时也说明，当前的首要工作是要大力推广现有的、成熟的电磁兼容技术,建立完善的试验、测试制度和检验标准,培养专门的研究电磁兼容技术的人才,研究电磁兼容技术的新问题、新方向,促进电力系统自动化设备电磁兼容技术的大力发展。

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电力通讯自动化设备与工作模式探索 篇3

关键词：电力通讯；自动化；设备；工作模式

随着现今社会发展速率的增快，电力通讯自动化也取得了飞速发展，通讯线路逐渐增多，从而为设备的管理工作造成了极大困难。以下简要针对电力系统通讯自动化的相关内容进行探讨，仅供参考。

1.微波通讯设备

现今，随着科学水平的逐步提升，技术革命相应兴起，微电子信息技术、计算机及通讯结合的信息技术是其先导与核心，我国经济正逐步由工业化时期步入信息化时期。通信产业是社会信息化发展的基础，其发展能力同国家的信息技术水平之间存在密切的关联。对于微波通讯来讲，其优点在于成本投入少，时间短，占地小，工作质量良好，不需要安排专业人员进行看守及容易维护，所以在通讯领域有着极为重要的地位。

当前微波通讯技术发展大致表现为以下几方面内容：其一，从模拟形式向数字形式发展；其二，从容量低向容量高方向发展；其三，从低频通信频率向高频通信方向发展；其四，从人工组网形式向自动组网形式发展。

2.光纤通讯设备

对于光纤通讯体系来讲，其是由光学通道、光发送端、光接收设备等构成。其工作原理为：由光发送端将需要传递的数据，例如话音，转变成电学信号，之后传送到激光设备上，变成激光束，使激光强度伴随着电学信号的频率而出现改变，同时发送出去；在光接收设备处，将收到的光学信号转变成电学信号，通过解调复原信息。光纤通讯体系的构成大致如下：

2.1光发送设备

光发送设备是发送光信号的重要设备，其是由驱动器、光源及调制器构成的，能够把来源于电端机的信号进行调制，变成光波，之后把调制成的光波通过光缆或光纤的耦合作用进行传递。

2.2光接收设备

光接收设备是将光电进行转换的重要设备，其是由光发大器及检测器构成的。功能在于把光缆或者光纤传递来的信号通过检测器变成电学信号，之后把微弱的电学信号通过发大器传送到接收器的电端。

2.3光缆或者光纤

光缆或者光纤是组成光传递的关键途径，功能为：把光发送设备调节好的光学信号通过光缆或者光纤施行远距离传送，另其耦合到光接收设备上，从而完成传递信息的任务。

2.4中继器

对于中继器来讲，其是由光源、光检测设备及判决再生的电路构成的，其功能分为两个方面：其一，对光纤传递期间受到衰弱的光信号进行补充；其二，调整波形失真的脉冲信号。

2.5耦合设备、连接设备等原件

因为光缆或者光纤的长度受到施工条件或者本身的禁锢，并且光纤的制造技术也存在不足。所以，一条光纤可能存有多光纤联通的情况，那么，光缆或者光纤之间的联通，光缆同光发送设备间的连接，耦合设备、光连接设备等原件的应用是极为重要的事情。

3.电力载波通信设备

对于电力载波通信设备来讲，其为一种工作在高压输电线及载波终端的设备。电力载波是该体系基础的、固有的通信形式，电力载波通信指的是通过现存的电力线，利用载波的形式，把数字信号或者模拟信号进行高速传递。因为应用了稳定安全的电力线当做传递载波信号的途径，所以，信息传递较为稳定、安全，能够同时应用远动信号。该通信技术是唯一不用进行线路投资的通信有线形式。

电力载波通信技术能够对数字信息进行模拟，被广泛应用到工作生活中，具备安装便捷，使用广泛，资金投入低，效果良好等优点。该技术当前尚属于新的应用领域，存在较大的潜力与市场，所以，应受到相关工作人员的深入研究。现今，外国很多著名的企业及研究机构都在对该技术进行探究，同时研发了很多对应的商品及器件，例如Atmel、Intellon等等。我国很多企业也紧跟世界步伐，通过电力线进行信息传递，尤其是在远程抄表体系等方面，已经获取了一定的成果。电力载波通信设备大致分为以下几种：

3.1明线载波设备

明线载波设备指的是应用明线当做传递介质的载波设备。该设备的传递线的材质为铜线，直径为3毫米。该设备的复用频率能够达到500千赫兹，能够传递40多个话路。一般明线载波设备应用二线双带制。

3.2电缆对称载波设备

电缆通信载波设备指的是使用对称电缆当做传递介质的载波设备。电缆的直径约为0.9毫米—1.2毫米。该载波设备具有良好的抗干扰能力，保密能力，并且通信量较高。一般来讲，电缆载波设备应用四线单待制。

3.3电缆同轴载波设备

电缆同轴载波设备指的是应用同轴电缆当做传递介质的载波设备。在进行铁路通信时，应用小同轴进行通信，同轴的内直径为1.2毫米，外部直径为4.4毫米，其阻抗约为75欧姆，一般从60千赫兹开始应用。电缆同轴载波设备通常采用四线单待制。

3.4数字通信设备

对于数字通信设备来讲，其包含的内容有：带有混频器的接收设备，同时此混频器同本机的频率装置相连接；同接收器相连接的调节器；同调节器相连接的控制器。

4.总结

总而言之，伴随着现今电力工业的不断发展，大机组、大电站、超高压输电线路的逐步增多，电网的建设数量及建设规模逐步扩大，通信技术的发展速率越来越快，装备水平获得了相应提升，周期更新显著缩短。相关工作人员应认识到电力通讯自动化设备的重要性，不断提高自身的专业技能及综合素养，勇于创新，大胆尝试，从而促进电力通信更好发展。因此，对电力通讯自动化设备及工作模式进行探讨是值得相关工作人员深入思考的事情。

5.参考文献

[1]林君芳，陆兵.现场总线技术在电力系统自动化中的应用[J].科技传播，2011（13）.

[2]马德新，王术贺.电气自动化控制设备的可靠性测试[J].黑龙江科技信息，2011（19）.

[3]罗刚.浅谈电力通讯自动化设备及工作模式[J].科技资讯，2010（06）.

6.作者简介

电力通讯自动化设备及工作模式浅析 篇4

1 电子通讯自动化设备

1.1 微波通讯自动化设备

目前, 微波站的类型有很多种, 其划分的依据是任务的不同, 我们可以划分为几部分。不同的微波站所需要的设备也是不同的。微波站分为:收、发信机, 其任务是变换频率, 变换范围是微波信号和群路信号, 变换的方式是在收信时, 进行下变频, 即把信号的频率变低, 在发信时, 进行上变频, 即把信号的频率变高, 这种变换方式能够更好的实现频率的变换。终端机, 其设备是复用设备, 其方式是发信时, 将全部的使用用户的话路信号组合成群频信号, 在收信时, 按照同样的规律, 将群频的话路信号分解出各个话路信号。还有其他的类型, 比如微波配线架、蓄电池等。

1.2 载波通讯自动化设备

根据功能的不同, 电力通讯自动化设备中的载波机主要由四大部分构成:载供系统, 调制系统, 自动电平调节系统和振铃系统。由于载波机的类型迥异, 所以各种类型的系统实现原理是不同的, 其实现的方式也存在差异。此处以典型的两种为例, 比如, 自动电平调节系统, 设置此系统的目的是改善各个因素带动的传输电平的变化, 调节波动。在单边带载波机的设置中, 要注意中频调节, 发信的一端要利用高频调幅器的放大功能将中频载频传至载波频道, 而且要送至中频调幅器, 收信的一方则是利用窄带滤波器通过筛选得出中频, 经放大整流, 实现对收信支路的增减控制, 从而达到自动电平调节的目的。在双边带载波机中, 完成发送载频的分量, 在接收端, 检波、整流可以体现增减变换的载频分量, 从而实现增益高载放大器, 最终达到目的;调制系统, 单边带载波机, 即单边有遏制载频的信号, 为了实现原始信号的线路频谱, 此过程需要两到三级的调制。双边带载波机, 即上下两个边有载频的信号, 在实现原始数据的线路频谱时, 只需要一级调制即可完成。在载波通讯中, 如果变电站距离调度所较远, 为了实现高质量和准确的通讯, 可以在调度所的侧面安装音频架, 并用电缆连接, 安装之后的载波机, 由于用户线路变短, 不但提高了通讯质量, 而且也便于调节通讯信号的电平。

1.3 光纤通讯自动化设备

光纤通讯自动化设备由光端机、数字通讯设备和光中继机组成。光端机是光纤通讯自动化设备中最主要的一部分, 由光接收机和发送机组成。在整个传输系统中处于PCM电端机和光纤传输线路间。在实际的工作过程中, 为了更好地实现光端机的可靠性能, 一般采用热备用的操作方法, 实现系统能够在主备状态下工作。正常的情况下, 系统是在主用部分工作, 而当主用部分发生故障时, 系统能够自动的完成备用部分的切换工作, 现阶段应用最多的方式是一主一备的形式。光中继机, 在长距离的光传输过程中, 光端机的传输距离不是可以随意变化的, 会受到一定的限制, 比如发送的光频率的限制, 接受机器灵敏程度的限制, 光纤线路的效率限制等, 然而光中继机可以很好地改善这些问题, 而且光中继机的组成部分包括光接收机、定时、再生和光发送机, 在通常情况下, 被视为不存在输入输出接口的光端机, 因此, 比光端机简单、实用。为了达到双向传输的目标, 每个传输的方向都要安装一个中继, 而一个系统中的收、发设备, 公务部分是可以作为公共部分的。

2 电力通讯的工作模式探究

电力通讯在实际的工作中其模式是多种多样的, 根据工作环境和工作内容的不同, 演变出了很多工作方式。每种工作方式都有不同的适用范围, 最终的目的是为了实现电力通讯的目标。以上提到的三种电力通讯自动化设备有其不同的适用范围和特点, 因此在实际的工作中要根据工作的具体要求选择设备设计模式。

电力通讯的研究目的是为了更好地实现信息的传送和交换。信息组成中最重要的成分是信息源, 信息源一般是非电信号, 电力通讯工作的目的首先是实现其转换为电信号, 此时需要一种输入设备来实现。发送设备的任务是通过对电信号的进一步处理, 使之能够满足信道的传输条件, 并且能够有效地利用这种传输通道。交换设备是一种接续装置, 目的是实现输入设备和发送设备的连接。其作用是能够提高发信装置的使用率。信道作为一种媒介, 分为有限信道和无线信道, 在传输中承载着信息转换的通道作用。信号在传输的过程中会受到很多因素的干扰, 比如噪音、无用信号等, 都会影响有用信号的传输。接收设备的作用是, 接收线路中的信息, 发送设备的作用是将处理过的信号恢复原始信息形式, 完成通讯。目前, 电力通讯自动化设备的应用中, 使用最广泛的是光纤传输。随着电力通讯事业的不断发展, 很多电站的不断建设, 电网的模式越来越复杂, 就需要更先进的通讯技术, 更加完善的装备做支撑。移动通讯、高频通讯等在电力通讯自动化设备的设计起到了重要的作用。

3 结束语

随着我国电力通讯业的不断壮大, 所需要的技术水平和设备要求也越来越严格。为了满足电力事业的发展要求, 建立一个全面、有效的电力通讯自动化系统, 我们要不断的研究电力通讯自动化设备的设计, 并在实际的工作中总结工作的模式, 整理出一套符合电力通讯业发展的工作模式。在复杂繁多的电力系统中, 实现高质量、高可靠的服务, 也是我们研究的重要方向。

摘要：随着电力通讯自动化设备的不断发展, 我们对电力通讯设备的要求越来越高。然而电力通讯作为一门多领域的学科, 其专业知识是非常复杂和庞大的, 涵盖了逻辑资源、线路资源、设备资源、职能资源等内容。随着网络的不断壮大, 电力通讯设备的传输量和传输线路都在不断的增大, 其高速度传输也是我们追求的目标。本文就通过实践工作对电力通讯自动化的设备和工作的模式进行了研究。

关键词：电力通讯,自动化设备,工作模式

参考文献

[1]桂晓明.电力通讯自动化设备及工作模式浅析[J].科技致富向导, 2012 (9) :56-58.

[2]张临城.浅谈电力通讯自动化设备与工作模式[J].中国科技投资, 2013 (12) :111-112.

电力通讯自动化设备 篇5

关键词：电力自动化设备；综合监控管理；电力安全生产；电力系统；电网运维 文献标识码：A

中图分类号：TM73 文章编号：1009-2374（2015）19-0056-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.19.027

随着电力事业的不断发展，国家对电力安全生产的重视程度越来越高，以不断提高电力系统的运行安全性，最终降低安全事故发生率。因此，电力自动化设备综合监控管理的真正实施需要根据设备的相关性能、各种结构，制定合适的电力自动化安全管理策略，才能真正减少故障处理时间，从而促进电力自动化综合管理水平有效提高。

1 电力自动化系统的运行情况

在经过长时间发展和改进后，电力自动化系统的机械设备变得越来越多，网络信息技术也得到有效完善，在一定程度上增加了供电公司的业务量，是促进企业长远发展的重要保障。目前，在电力自动化系统的运行中，主要类型有交换类、采集类、电源类、安全防护类和其他类型，其中交换类的自动化系统主要是指调度交换设备、中兴行政交换设备；采集类的自动化系统主要是指一次SCADA数据采集装置器、二次电量数据采集装置器；电源类的自动化系统主要是指电源分配屏、逆变电源、各种设备的输入输出电源和蓄电池等；安全防护类的自动化系统主要是指一区与二区的网络安全防护采用的纵向加密装置、网络防火墙以及一区和二区向三区传输数据时采用的网络隔离装置UPS；其他类型的自动化系统主要是指门禁系统、电力机房动环系统、负荷预测系统、主站五防系统和一体化计算平台等。

2 电力自动化设备综合监控系统的组成结构

在实际运行中，电力自动化设备综合监控系统的监控内容主要是指电能量、机房动环系统、自动化SCADA、门禁系统、OMS系统和录音系统服务器等各种设备，在进行数据采集时，主要是通过监控的自动化设备来完成。目前，采用较多的是统一数据采集方法，以充分利用对各接口都具有兼容的功能，使被监控设备的数据和自动化综合系统之间的数据得到相互交换，从而真正实现各种设备的集中监控。与此同时，在交换数据的过程中，系统还会对数据进行相关处理，以满足系统运行的各种需求。在部分设备中，数据的采集还可以采用远程传感器来完成，而在没有监测单元的配电设备、交流电源和蓄电池等设备中，可以采用配置电流感应器、电压感应器等方式，以实现自动化电源运行数据的有效采集。另外，在进行设备的警告信息采集时，可以采用告警接点接入的方式，以对烟雾告警、高温湿度采集、门禁、水浸告警和蓄电池与UPS电源等安装遥测采集模块，从而达到提高自动化设备、生产情况等相关数据准确性、可靠性的目的。

3 电力自动化设备综合监控系统的功能

通过对电力自动化设备综合监控系统进行全面分析可知，它的主要功能有以下三个方面：

3.1 数据的有效处理

根据系统的实际运行情况，对所采集的各自动化电源数据、环境数据等设置门限值，以对数据进行有效处理，从而在相关数据超过门限值情况下，及时地发出告警，以真正实现对各种自动化设备、环境设备、电源系统的实时监控。

3.2 提供人机操作界面

根据各设备的实际运行状态，电力自动化设备综合监控系统可以自动采集各种综合信息，以在机房平面图、网络组织图、设备面板图等多个视图组成的网络拓扑机构中，为工作人员提供一个直观、便捷的操纵平台，从而在电力自动化设备综合监控系统提供的人机操纵界面中，对整个网络所管理的各种设备的运行情况进行实时分析和管控。例如：拓扑结构中的网络组织图是以电子地图为整个屏幕的背景，在对各个传输范围进行整体显示的情况下，相关工作人员可以对全部线路、局站的分布情况有非常清晰的了解，在提高工作人员工作效率方面发挥着重要作用。

3.3 故障问题的及时处理

在进行故障问题的及时处理这个过程中，电力自动化设备综合监控系统的功能主要包括两个部分：一部分是对故障进行有效管理；另一部分是及时消除故障。在对故障进行有效管理时，必须对告警、告警配置和告警信息采取合适的管理措施，以通过运维人员对告警类别、级别和显示方式等进行正确定义，减少安全事故发生。在实际运行过程中，首先要对告警信息进行有效监视，然后对用户的信息进行有效的过滤和分析，最后对故障进行定位，以选择合适的告警方式，将相关信息传递到工作人员手中。由此可见，对故障进行有效管理可以实现故障信息的自动化分析和管理，并为工作人员指出故障问题的具体位置，是提高故障发现率的有效途径。在进行故障的及时消除时，系统会对故障的性质进行正确判定，以将其进行正确分类，从而减少故障问题的处理时间，提高故障处理效率。

4 电力自动化设备综合监控管理系统的应用

为了提高电力自动化系统的运行稳定性和安全性，必须注重电力自动化设备综合监控管理系统的合理应用，才能真正提高电力自动化设备综合监控管理系统的管理效用，减少电力安全事故发生，最终提高供电企业的整体效益。

目前，电力自动化设备综合监控管理系统的应用主要有以下两个方面：

4.1 综合控制

在实际运行中，如果出现不正常的运行情况，电力自动化设备综合监控管理系统会自动进行报警，并将报警信息告知值班人员，可以确保各种不正常的运行情况得到及时处理和控制，以在最短的时间内让电网恢复正常运行状态。因此，在进行综合控制的过程中，电力自动化设备综合监控管理系统可以对机房各种设备的安全实行集中管理，并对机房的情况有比较全面的动态掌控，最终实现整个电网的综合监控。例如：在对各种设备进行实时监控的过程中，电力自动化设备综合监控管理系统可以对安全防护设备、交换设备等的运行数据进行实时采集和监测，并在IP网络上进行传输，同时在服务器的自动保存和处理功能下，将相关数据传送到综合监控系统中，以真正实现各种设备的综合管理和控制，为运维工作人员提供最新、最及时、最全面的

信息。

4.2 监控方面的应用

在对各种信息进行及时采集和整理的同时，相关工作人员可以将机房图纸和告警信息充分结合在一起，并将警示信息及时显示在操作界面上，如各种声音和颜色等，以便于电力监控人员对各种设备的运行情况、工作状态进行实时监控。在对获得的告警越限数据进行分析后，可以对相关设备进行有效监视，如数据交换设备、机房环境设备和调度数据网等，以真正提高电力自动化系统运行的安全性和稳定性，降低故障发生率。

5 结语

综上所述，随着我国电力事业的快速发展，电力自动化设备综合监控管理系统的合理应用，是社会不断发展的必然趋势。通过对电力自动化设备的工作状态、运行情况进行综合监测，可以有效降低电力自动化设备的监控成本，减少各设备的故障问题，最终提高电力自动化系统的整体性能。

参考文献

[1] 张洪林.刍议电力自动化系统技术在配电网运行管理中的应用[J].科技与创新，2014，（13）.

[2] 易婵鸣.简析电力自动化技术在电力系统的应用策略[J].科技与企业，2015，（4）.

作者简介：赵艳（1973-），女，内蒙古乌兰察布人，内蒙古乌兰察布电业局调度处工程师，研究方向：电力系统及其自动化。

试论电力通讯自动化设备与工作模式 篇6

1电力通讯自动化设备

1.1载波通讯设备

载波通讯设备主要包括载波机、音频架、高频架、载波配线架等。在工作的过程中载波通讯设备主要完成通讯的调度、载供和调节, 实现电力通讯中载波信号的传输和处理, 其核心为载波机。载波机主要完成电力通讯自动化系统中信号的发送与接收, 依照规范对采集到的用户信号进行调制和解调, 将原始信号频率转变为与系统传输需求相协调的信号功率, 从而保证信号顺利传输。载波机在当前电力通讯中应用非常普遍, 已经成为电力通讯自动化设备中的重中之重。常规载波机多为电力线载波机, 其主要包括自动电平调节系统、载供系统、调制系统和振铃系统四部分内容。调制系统负责原始信号频率的调制, 将信号频率经过两级或三级调制转变到与系统相协调的信号频率范围内;自动电平调节系统主要负责电平波动的调整, 通过自动电平调整装置补偿各种因素引起的电平变化, 使其保证在信号传输需求范围内;振铃系统可以将电力调度通讯中的电力线载波机设置为自动交换系统, 从而保证自动振铃呼叫续接;载供系统主要通过载波装置完成系统的控制。

1.2微波通讯设备

微波通讯与载波通讯不同, 其主要依照站型状况完成收发微波的任务。常见的微波通讯设备主要包括终端机、收发信机、微波配线架、天馈线等。终端机负责信号的收发控制依照一定的规律将信号接收或发送出去, 实现电力通讯;收发信机通过频率信号的上变频或下变频转换将信号进行接收或发送。

1.3光纤通讯设备

光纤通讯设备主要包括光端机、光中继机和数字通讯设备。光端机负责电力通讯自动化系统中光纤的接收和发送, 由光线路码型变换装置和输出接口完成PCM电端机和光纤传输线路中信号的转换, 主要完成信号的二进制数字处理。除此之外, 光端机还能够实现信号的监控, 完成信号报警等;光中继机灵敏度较高, 能够在较长的距离中实现光纤信号的可靠传输, 大大改善了电力通讯的准确性、有效性和可靠性。该装置是光纤传输的接力站, 可以加大传输距离, 保证电力通讯效益;数字信号传输的效益一般优于模拟语音信号, 数字通讯设备就是以数字信号为桥梁的模拟语音信号传输装置, 主要实现信号的脉冲编码和调制、数字复接等。

2电力通讯网络的工作模式

2.1电力通讯系统的分析电力通讯自动化设备构成了电力通讯系统的基础结构, 其载波通讯设备、微波通讯设备和光纤通讯设备均可以实现通信信号的传输及处理, 完成信息交换.电力通讯网络的基础模式在该系统工作的过程中输入设备完成信号的采集和输入, 将信号源产生的信号传输到电力通信自动化装置中;交换设备实现信号的交换, 将载波信号、微波信号、光纤信号等转变为数字信号, 利用信道实现数字信号的传输, 如载波通讯设备中的发信部分;传输完成后通过载波通讯设备、微波通讯设备和光纤通讯设备等的信道输出设备将信道传输的信号解调, 还原成原有的信息形式, 从而完成通讯。

2.2设备的主要工作模式载波通讯设备主要为电力线载波通讯方式, 该通讯的过程中主要以高压输电线路作为通讯通道, 通过该线路及交换机完成区域间信号的传输。电力线载波通讯工作的核心为载波机, 该设备在长途线路传输中可以将原始信号调制为数字信号, 从而保证通信传输质量的需求。与此同时, 电力线载波通讯中还设置增音机, 对信号衰减进行补偿。微波通讯设备主要为微波中继通讯方式, 该通讯方式通过无线电实现信号的传输。微波中继通信方式工作的过程中利用两端的微波站发出微波信号, 借助中间转接站实现信号在频带上的搬移, 由载波机完成传输过程中信号的调制及解调, 从而实现信号传输。

3自动化设备工作模式的协调

3.1加强光传输中光功率的控制电力通讯自动化设备工作过程中可以适当对光传输中的光功率进行提升。上述措施能够有效改善光纤通信效益, 保证电力通讯安全稳定运行。相关资料显示:电力通讯光纤传输的过程中光功率与光端机的最大传输距离相关, 因此, 在光纤通讯设备光传输的过程中要依照光端机的最大传输距离确定光功率数据。与此同时, 光纤通讯设备中光中继机工作过程中很容易出现输入输出接口丢失现象, 造成线路码型正反发生变换, 导致系统通讯效益受到影响。

3.2全面优化电力通讯的网络模块电力通讯自动化设备工作的过程中要对电力通讯网络模块进行完善, 通过网络模块构建系统化、层次化传输体系, 从而保证各项传输方式能够高效、有序地进行。人员可以在传统设备传输方式中设置基于通讯网络的传送模块、交换模块, 借助互联网技术增强信息模块之间的协调性, 保证信号源信号能够实时、准确地传输和控制, 消除外部信号在信道中对传输信号的影响, 防止信息失真。尤其是在信号接收的过程中, 可以适当加入变换器提升设备的利用率, 为非电信息电信号的转换打下良好的基础, 从而保证电力通讯的信号接收效益。

4结语

常用的电力通讯自动化设备主要包括载波通讯设备、微波通讯设备和光纤通讯设备。上述设备在工作的过程中相互配合, 实现了基础的电力通讯自动化功能, 对我国通讯系统发展具有至关重要的意义。在电力通讯自动化设备工作的过程中, 人员要结合其工作模式及工作内容实施相应协调, 对电力通讯环节进行优化, 这样才能够最大限度地改善电力通讯质量, 提升电力通讯效益。

摘要：文章研究了电力通讯自动化的基础设备及其工作模式。首先从载波通讯设备、微波通讯设备、光纤通讯设备出发, 对电力通讯自动化的设备组成进行研究;其次, 在上述基础上结合电力通讯系统内容, 对电力通讯自动化设备的工作模式进行分析, 挖掘了工作设备与工作模式之间的协调性, 希望为电力通讯效益的改善提供一定的参考。

电力电子通讯设备及技术探讨 篇7

1.1 载波设备

载波通讯设备分为调制、载供、自动电平调节、振铃、增音5个系统, 其中前四个系统构成了电力载波机。

1.1.1 载波机的应用

不同型号的载波机, 构造的原理以及实现的方式也有区别。

调制系统的构造及实现方式为:双边带载波机经过一级调试, 利用上下两个边带加载信号, 使得原始信号搬到线路频谱;单边带载波机在单边带的作用下, 抑制信号的加载, 从而使原始信号到达线路频谱。

自动电平调节的构造及实现方式为:双边带载波机在工作中, 对那些能够反映通道变化的载频进行检测, 进而控制高载放大器的收效, 达到稳定电平波动的目的。单边带载波机的原理是, 在系统中对中频进行调节, 利用发射端将中频传输到中频条幅器, 然后通过高频条幅器把中频传输到载波通路, 接收方在收到中频以后, 利用窄带滤波器对其进行过滤、选择, 将得到的载频放大, 一部分传输到中频条幅器, 一部分作为导频, 通过加工整合, 最后控制收发频道输送的强弱, 从而达到自动电平调节的目的。这种调制系统的作用是弥补在电平在传送中, 基于各种因素引起的波动。

振铃系统的构造和原理是:在电力载波机系统中, 设置振铃系统可以让通讯传送更加快速、可靠。双边载波机通过载频分量, 能够实现自动呼叫;单边载波机设置了专门的音频来完成振铃。

1.1.2 音频架、高频架的应用

载波通讯在运行中, 当调度所跟变电站之间的距离比较远的时候, 就会降低拨号的准确率, 从而影响到通讯的质量。为了避免这种情况, 可以在它们之间设置音频架和高频架。在具体的设置中, 用电缆器将这两个设备连接起来。

实践证明, 在音频架与高频架的作用下, 线路传输的距离会缩短, 从而有效改善通讯的质量。其次, 让远端通路信号电平的调节更加容易、便捷。

1.2 微波设备的应用

微波站具有多个型号, 每个型号具有不同的功能, 所以其设备也有差异。一般包括收、发信机、终端机、微波线架、信号塔、天线、蓄电池等设备。

1.2.1 收发信机设备

该设备的主要作用是实现信号之间的频率变换。频率变化一般指的是在通讯通道中根据频率的高低实现群路信号跟微波信号之间的变换。具体变换方式如下所述。

当信号的频率需要上调的时候, 微波收发信机将群路信号改变为微波信号;当信号的频率需要下调的时候, 微波收发信机将微波信号转变为群路信号。

1.2.2 终端机设备

在微波系统运行中, 终端机的设置是必不可少的。该设备的具体功能如下所述。

在发射信息端口, 按照一定的规律, 把不同用户的信号进行组合, 转变成为群频话路信号;在接收信息的端口, 按照一定的规律, 对传输到的群频话路信号进行解析。

1.3 光纤设备的应用

1.3.1 光端机

在整个通讯设备中, 光端机的作用很重要。在实际操作中, 为了避免光端机发生故障, 常常选择热备用方案。其组件及原理如下所述。

在通讯系统正常运转中, 当一部分设备出现问题时, 可以利用备用部分替代, 从而保证通讯质量。

光端机的主要组件为:光接收、发送电路、输入接口、定时再生电路等。输入接口的作用, 是将传送中的普通信号转化为二进制信号;光发送电路的作用, 是利用光驱电路, 把传输的用户信号变成光信号;光接收电路的作用, 是在光纤传送中, 把光脉冲信号转变为电信号, 然后对其进行放大, 在改善波形的基础上, 解决信号之间互相干扰的因素;定时再生电路的作用, 是在接触信号干扰的基础上, 进一步选择定时器, 使信号波形保持稳定的状态。因此, 针对不同的部件, 在光端机的运行中, 发挥的作用也是不同的。

1.3.2 光中继机设备

在光端机的传输中, 在距离比较远的情况下, 会受到传送功率、电路消耗的影响, 降低信号的准确度和可靠性。因此, 为了保证通讯的质量, 通常需要在光端机的传输中, 增加中继机设备。中继机设备比较简单, 能给传输机补充更多的能力, 从而延长传输的距离, 提高通讯信号的质量。

1.3.3 数字设备

该设备由PCM基群与高次群复接组成。其工作原理如下所述。

在电力通讯中, PCM将信号进行编制, 转化成数字信号, 然后利用高次群复接设备, 将这些信号进行加工并进行传送, 同时在处理的过程中, 把传送的信号还原成模拟的话音。

2 电力通讯的运营机制

通讯的本质就是实现信息的传送与交换。现实中, 信息的形式可以说是多种多样的, 包括文字、图片、语音等, 但是最终都要利用输入设备, 将它们转变成为电信号。

发送设备的作用, 是对电信号进行过滤、放大等处理, 以满足传输的需要。与发送、输入设备不同, 接收、输出设备的功能是将传输的信息转化成为原始信息, 从而完成整个通讯工作。随着电力工业的不断发展, 各种先进的设备 (数字微波、移动通讯、数字交换机、特高频通讯) 等, 相继被应用到电力通讯当中, 促进了通讯事业的发展。

3 结语

随着我国经济的不断发展, 对电力系统的要求也越来越高。因此, 伴随着我国电力系统的不断升级, 电力系统通信事业也得到了快速的发展。电力通信电源系统作为通信设备的“心脏”, 直接影响到电力通信设备的正常运行。

在此通过对电力通信设备的载波设备、微波设备、光纤设备的应用三个方面进行详细分析, 探讨电力通讯设备的运营机制, 从而得出结论, 要提高电力电子通讯质量的机制, 保证信号的准确性与可靠性, 必须加强规划各种电力网络系统。这一问题也是电力电子通讯部门工作的重要目标, 所以建立一个综合、高效的电力资源系统, 非常有价值。

参考文献

[1]赵静.浅谈电力通讯自动化设备与工作模式[J].河南科技, 2014 (06) .

[2]宋阳.电力电子通讯设备及技术探讨[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2011 (20) .

[3]孙婷.电子通信设备接地问题分析[J].辽宁师专学报 (自然科学版) , 2014 (04) .

电力通讯自动化设备 篇8

1 项目研发背景及主要功能

电力线是每个家庭、单位最为普及、覆盖范围最广的一种物理通信媒介。电力线网络的主要功能是输送电能, 但是, 随着信息技术的发展, 基于电力线载波通信 (Power Line Communication, 简称PLC) , 利用电力线进行数据通信, 传递各种信息, 不仅提供了实用的新兴通信手段, 而且具有现有物理链路、不占用无线频道资源、易维护、易推广、易使用、低成本、解决用户端“最后100米”的通信问题等优点, 无疑有着广阔的应用前景和巨大的市场潜力。

本项目主要研发内容:基于研发高性能PLC通信、控制设备 (载波集中器、载波用电采集器、载波控制器、互动终端、智能插座等) , 构建实用型PLC通信网络;利用GPRS无线通道, 把PLC通信网络和计算机网络对接, 最终形成一个完整的无需重新布线的数据通信网络。

1.1 项目主要功能

使用该套系统, 能实现在局域网内计算机通过安装配套服务端软件实现定时开关计算机, 对投影机实现软开关, 有效提升了工作效率, 最重要的是通过对投影机的关机及延时断电, 提高了投影机灯泡寿命 (投影机关机后, 如果马上断电, 投影机散热系统停止工作, 严重影响投影机灯泡寿命。) , 对多媒体教室空调、音响系统及照明系统进行控制, 同时还能实时查看各教室设备使用情况 (是否正常工作) , 及对实验室示波器、电路实验集成实验台等设备进行断电控制。该系统通过电力线载波控制技术, 利用现有的电力线实现对设备的控制, 降低了布线成本, 还可以根据功课表安排, 实现智能定时开启和关闭实验室多媒体设备, 夏天空调预冷, 给学生创造舒适的上课环境。课间通过大楼闭路查看各个多媒体教室及实验室情况, 遇到临时停课或者调课, 手动调整关闭实验室设备, 做到节能减排, 大大减少了设备管理人员的工作量, 下来还可以通过实验室大门改造, 结合自动门禁系统, 基本可以做到无人值守。

1.2 项目结构图

如图1所示。

1.3 项目设备安装说明

服务器安装在集中器附近, 安装数据库并且搭建网站连上学校局域网, 其他电脑可以通过局域网登陆服务器上的网站进行操作。

集中器安装在大楼中间总线附近, 通过GPRS与服务器通信。

互动终端安装在多媒体教室中, 通过电力线载波与集中器通信, 如果集中器与互动终端距离太远时根据实际情况使用中继器放大信号。

控制器安装在被控设备前面连接电源, 被控设备通过控制器接通电源。控制器通过2.4G无线模块与互动终端通信, 一个互动终端最多连接8个控制器, 如果需要超过8个控制器时可以适当的增加互动终端解决。控制器还可以电流传感器监测被控设备是否启动, 并将被控设备的用电状态返回服务器。

操作员使用计算机或手机通过局域网登陆服务器上的网站, 根据网站提示对某个被控设备发出指令, 服务器根据操作员的操作生成指令通过集中器发送到目标所属互动终端, 目标所属互动终端再向目标控制器发送指令, 控制器接到指令后根据指令内容做出相应操作, 或者手机端操作软件在教室内直接利用蓝牙功能对互动终端发出相应操作指令。

2 技术要点及开发流程

项目研发过程以电力线载波通信为重点, 深入研究PLC通信网络的网关、中继、路由等技术的实现方法, 并通过试验数据分析, 建立PLC通信网络模型, 开发相关集中器、用电采集器、智能互动终端、载波控制器、智能插座等载波通信设备和软件。在借鉴和研究国内外现有产品的基础上, 根据学校需求, 开发样品。经过测试, 试运行, 市场拓展, 从而实现产业化。

2.1 项目基本框架

项目研发任务分工为:项目设备软硬件研发、PLC通信网络构建、数据库设计、平台中间件、GPRS收发软件、手机操作软件、软件控制系统等软件开发和监控、软件平台开发。

(1) 基于电力线载波通信技术, 将智能互动终端或载波控制器、用电采集器、集中器组成一个电力线载波通信网络, 通信规约遵循DL/T 645-1997的要求, 与广东电网公司配变监测计量终端具有基本相同的规约格式和数据项编码。集中器为PLC网络的通信基站, 负责与平台中间件通信, 对接收数据包进行安全过滤和重定向发送, 不对规约数据域进行任何解释。

(2) 以智能互动终端为网关, 通过无线数字通信技术实现智能控制。

(3) 项目设备采用工业级ARM的32位嵌入式微处理器和嵌入式C+操作系统进行研发, 具有处理速度快、性能稳定、功耗低等特点, 支持64M数据存储器和512K程序存储器, 具有存储量大, 数据保存时间长, 支持在线下载和系统升级。实现项目设备数据通信、中继功能、路由功能、数据管理等复杂功能要求。

(4) 采用GPRS通信技术实现本项目PLC网络与平台通信, GPRS收发软件为PLC网络与平台通信的桥梁, 只负责对通道数据包进行安全过滤和重定向发送, 不对规约数据域进行任何解释。

(5) 通过标准接口, 实现平台与相关系统通信并保障数据安全。

(6) 通过RS485通信技术, 实现采集器与数字电表通信。

(7) 通过互动终端、互动网站、手机短信实现平台与用户互动。

(8) 平台软件体系结构采用三层C/S结构, 表示层、功能层、数据层分层进行安全管理, 多层安全防线构成严密的安全管理机制。

(9) 系统软件采用ORACLE数据库与可视编程开发语言开发设计。

(10) 手机软件由手机客户端操作软件和GPRS接收软件组成, 项目将开发i Phone苹果版本、android版本, 供不同智能手机用户使用。

2.2 电力线载波通信设计

配电变压器对载波信号有隔离作用, 分布在不同台区的用电采集器、互动终端、载波控制器不能通过PLC通信, 每个台区至少必须有一台集中器, 集中器与同一台区的互动终端群集或载波控制器群集、用电采集器群集构成一个独立的PLC局域网。项目在电力线通信方面, 把软件网关、自动路由、软件中继等技术融入设计进电力载波通信中, 克服电力线通信缺点, 提高PLC局域网通信质量:

(1) 根据电力线不同相位之间PLC信号存在干扰、衰减的特点, PLC信号一般只能在单相电力线上传输, 通信距离很近时, 不同相间可能收到信号。以用电采集器为网关, 把PLC网络分割为一个主干PLC网络 (集中器― ― 多台用电采集器、载波控制器) 和多个分支PLC网络 (一台采集器― ― 多个智能互动终端) 。隔离智能互动终端与主干PLC网络的直接通信, 增加PLC信道传输资源, 缩短网络线路距离, 增长载波通信距离。

(2) 主干PLC网络在电力线三相上, 采用三种不同频率进行信号调制/解调。增加PLC信道传输资源, 实现低速率和高传输次数的高效率, 提高主干PLC网络载波通信的抗干扰能力和并发吞吐量。

(3) 项目通信规约支持16级软件中继, 缩短网络线路距离, 增长载波通信距离, 解决主干PLC网络的通信距离。

(4) 用电采集器支持自动路由功能, 使数据包获得最佳传输路径, 提高载波通信抗干扰、衰减、回波、叠加的能力。

(5) 分支PLC网络采用独立三块载波模块载波通信 (不采用三相耦合技术) , 增加PLC信道传输资源, 同时利用芯片 (具有自动变频功能的电力载波通信专用芯片) 对付低压电力线信道中的时变干扰及时变频率响应, 实现数据的可靠接收。

(6) 分支PLC网络解决楼宇内采集器与互动终端的通信距离。

(7) 载波控制器内置电流互动器, 采集器受控用电设备的实时用电数据, 实现对用电设备的能耗计算。

2.3 互动终端

具有电力线载波通信接入的互动终端, 包括:电力线载波通信模块、单片机处理模块、联网模块、用户交互模块。

电力线载波通信模块与电力线相连, 利用电力线传输数据, 实现智能教室的接入, 使互动终端成为智能教室网络节点;电力线载波通信模块, 采用电力线载波通信芯片设计, 对载波信号进行调制和解调, 所述的电力线载波通信芯片采用MI200E芯片。单片机处理模块由单片机控制电路构成, 单片机处理模块分别与电力线载波通信模块、联网模块、用户交互模块进行通信, 单片机处理模块设有智能教室功能软件, 对与互动终端进行交互的指令进行分析和处理, 实现智能教室的功能, 指令可以是用电安全、用电设备监控、用电信息等, 是服务于智能教室的信息指令。用户交互模块包括显示单元、输入控制单元和存储单元, 为用户提供经济、实用的人机交互界面。联网模块包括蓝牙通信模块和G24无线通信模块, G24无线通信模块用于与设备控制器连接, 对用电设备进行智能监控;蓝牙通信模块用于与智能手机或平板电脑连接, 实现把智能手机或平板电脑虚拟为互动终端的交互设备, 提高交互的方便性和可视效果, 智能手机或平板电脑, 运行智能教室功能软件, 利用蓝牙通信接口与互动终端进行通信。互动终端设置于教室中, 利用电力线载波通信模块通过电力线与集中器相连, 进行电力线载波通信, 实现智能教室的接入, 使互动终端成为设备管理系统的网络节点。载波集中器用于与计算机互联网网络通信, 如果中间距离过远 (视通讯信号衰减程度) , 应加入中继器, 这样构成一个智能实验楼设备控制网络:计算机与载波集中器通过GPRS通信、载波中继器与载波集中器通过电力线通信, 智能手机可以通过蓝牙模块与互动终端通讯, 或者通过连接互联网接入服务器。用户可以通过互动终端、智能手机、互联网三种方式进行智能管理系统交互。

如图2所示, 电力线载波通信模块采用MI200E芯片进行设计, MI200E是一款专门针对低压电力线进行优化设计的高集成度、高性能的电力线载波通讯芯片, 是一个可工作于码分多址 (CDMA) 方式的半双工调制解调芯片。MI200E的各项物理指标均满足EN50065-1以及IEC61000-3-8的标准要求。MI200E通过一个SPI (Serial Peripheral Interface) 接口实现与所述的单片机处理模块进行数据交换。

如图3所示, 单片机和MI200E数据交换工作原理:MI200E设有多个8 位指令寄存器, 经过串行数据输入信号来访问, 在串行时钟的上升沿输入数据, 整个操作期间片选信号引脚必须置低电平, 片选信号置低电平后, 在时钟的第一个上升沿采样输入数据, 片选信号是静态的, 允许复位操作。在读指令周期内, 数据通过串行数据输出引脚在串行时钟的下降沿移出。所有的操作码、字节地址、数据通过串行数据输入引脚写入寄存器, 串行数据在时钟的上升沿被锁存。串行时钟控制串行总线上的数据输入输出时序。出现在串行数据输入管脚上的操作码、地址或数据在时钟的上升沿被锁存, 而串行数据输出引脚上的数据则是在时钟的下降沿变化。当帧头被正确接收到时, 帧指示引脚输出低有效电平, 引发单片机中断, 单片机可以读取数据。MI200E的发送、接收均采用差分方式, 通过内置的数字功率放大器和信号耦合电路, 在电力线上接收或发送信号, 信号调制采用的是复杂正交调制原理, 该原理应用在信号衰减变化剧烈的电力线信道有极优越的表现。MI200E的内置过零检测功能, 结合外围电路, 可以提高信号发送功率, 整流电路为载波通信模块工作提供电源。

如图4所示, 蓝牙通信模块工作原理, 蓝牙串口数据输出与单片串行输出连接, 蓝牙串口数据输入与单片机的串行输入连接, 蓝牙中断指示引脚与单片机的中断连接, 蓝牙串行通信主从设置引脚, 置低为从模式, 置高电平3.3V为主模式。这样蓝牙通信模块的数据输入和输出转换成单片机的数据输入和输出, 蓝牙通信模块为全双工通信方式, 该模块主要用于互动终端与带有蓝牙通信接口的智能手机或平板电脑, 进行短距离的数据无线传输。

如图5所示, G24无线通信模块工作原理, G24无线通信模块串口数据输出与单片串行输出连接, G24无线通信模块串口数据输入与单片机的串行输入连接, G24无线通信模块为半双工通信方式, 设置为主模式, 通信的协调完全由单片机控制, 单片机采用带地址码的数据帧发送数据或命令, 从站正常工作时默认在数据接收状态, 全部从站都接收, 并将接收到的地址码本地地址码比较, 不同则将数据全部丢掉, 不做任何响应;地址码相同, 则证明数据是给本地的, 从站根据传过来的数据或命令进行不同的响应, 将响应的数据发送回去, 所述的从站是指设有G24无线通信模块的设备控制器或智能开关。

3 结语

该设计方案具有结构简单、施工方便、成本低、工作方式灵活可靠、抗干扰能力强、通讯距离长等特点。通过使用该系统能达到节能目标, 并大大优化多媒体大楼的管理, 减少管理人员压力。

参考文献

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[6]李志强.基于虚拟仪器技术的仿真系统的设计与开发.中国测试技术, 2005.

[7]黄智伟.无线数字收发电路设计.电子工业出版社, 2003.5.

电力通讯自动化设备 篇9

1.1 SOA

面向服务的体系结构(service oriented architecture,SOA)是一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元(称为服务)通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在各种这样的系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。

这种具有中立的接口定义(没有强制绑定到特定的实现上)的特征称为服务之间的松耦合。松耦合系统的好处有两点：(1)灵活性高;(2)当组成整个应用程序的每个服务的内部结构和实现逐渐地发生改变时，它能够继续存在。而另一方面，紧耦合意味着应用程序的不同组件之间的接口与其功能和结构是紧密相连的，因而当需要对部分或整个应用程序进行某种形式的更改时，它们就显得非常脆弱。

对松耦合系统的需要来源于业务应用程序需根据业务的需要变得更加灵活，以适应不断变化的环境，比如经常改变的政策、业务级别、业务重点、合作伙伴关系、行业地位以及其它与业务有关的因素，这些因素甚至会影响业务的性质。能够灵活地适应环境变化的业务称为按需(on demand)业务，在按需业务中，一旦需要，就可以对执行任务的方式进行必要的更改。

虽然面向服务的体系结构不是一个新鲜事物，但它却是传统的面向对象模型的替代模型，面向对象的模型是紧耦合的，已经存在20多年了。虽然基于SOA的系统并不排除使用面向对象的方法来构建单个服务，但是其整体设计却是面向服务的。由于它考虑到了系统内的对象，所以虽然SOA是基于对象的，但是作为一个整体，它却不是面向对象的。不同之处在于接口本身。SOA系统原型的一个典型例子是通用对象请求代理体系结构(common object request broker architecture,CORBA)，它已经出现很长时间了，其定义的概念与SOA相似。

然而，现在的SOA已经有所不同了，因为它依赖于一些更新的进展，这些进展是以可扩展标记语言(extensible markup language,XML)为基础的。通过使用基于XML的语言(称为Web服务描述语言，web services definition language,WSDL)来描述接口，服务已经转到更动态且更灵活的接121系统中，非以前CORBA中的接口描述语言(interface definition language,IDL)可比了。面向服务的体系结构的协作如图1所示。

面向服务的体系结构中的角色包括：

1)服务使用者：服务使用者是一个应用程序、一个软件模块或需要一个服务的另一个服务。它发起对注册中心中的服务的查询，通过传输绑定服务，并且执行服务功能。服务使用者根据接口契约来执行服务。

2)服务提供者：服务提供者是一个可通过网络寻址的实体，它接受和执行来自使用者的请求。它将A己的服务和接口契约发布到服务注册中心，以便服务使用者可以发现和访问该服务。

3)服务注册中心：服务注册中心是服务发现的支持者。它包含一个可用服务的存储库，并允许感兴趣的服务使用者查找服务提供者接口。

1.2 JMS技术

当前，DCOM、CORBA、RMI等中间件技术已广泛应用于各个领域。但是，面对规模和复杂度都越来越高的分布式系统，这些技术显示出共同的局限性：1)客户端和服务端的紧耦合，即客户进程和服务进程都必须正常运行;2)同步通信;3)点对点通信。

面向消息的中间件(Message Oriented Middleware,MOM)较好的解决了以上问题。已有的MOM系统包括IBM的MQSeries、Microsoft的MSMQ等。JMS(Java Message Service)是SUN提出的旨在统一各种MOM系统接口的规范，它包含点对点(Point to Point,PTP)和发布/订阅(Publish/Subscribe)两种消息模型，提供可靠消息传输、事务和消息过滤等机制。

JMS应用一般都包含至少三个组成部分：两个JMS客户和一个JMS服务器。两个客户通过JMS服务器相互通信。JMs客户是使用JMs API发送和接收消息的客户应用程序。

应用程序使用JMS进行通信时，有两种实现方法：JMs主题和JMs队列。JMs主题从一个JMS客户接收消息，然后将这些消息分发给所有注册为主题监听者的JMS客户。相反，JMs队列只将消息分发给一个客户，不管有多少客户注册为队列监听者。

另外，在消息的接收方式上，可以分为同步接收和异步接收。消息的同步接收是指客户端主动去接收消息。JMS客户端可以采用MessageConsumer的receive方法去接收下一个消息。消息的异步接收是指当消息到达时，主动通知客户端。

JMS客户端可以通过注册一个实现MessageListener接1:1的对象到MessageConsumer，这样，每当消息到达时，JMS Provider会调用MessageListener中的onMessage方法。

一般来说，使用JMS有以下几个优点：

1)减少应用程序间的耦合;

2)支持集群和失效转移，具有良好的扩展性和容错性;

3)提供分布式、事务性信息处理功能;

4)异构性。

在使用JMS时，将消息封装成XML的形式，而XML已经成为系统之间交互的标准格式，因此，不论数据库采用何种类型，只要封装的数据满足XML的格式，就可以该系统中进行传递。

但是，当确定使用JMS技术后，需要根据具体的业务需求来分别选择不同的交互模式。

2 计量自动化系统特点

电力行业的计量自动化系统，是以SOA架构模式的应用系统，作为电力营销的基础系统，处于一个非常重要的位置。

计量自动化系统在技术架构和应用需求上有它非常独特点：

1)计量自动化系统应用需求复杂，跟相关系统的数据交互比较多;

2)计量自动化系统在技术上需要实现实时应用功能，如实时对变电站和大用户用电现场的状况进行处理相比电力行业的SCADA和营销系统，从技术要求和应用功能上，处于一个“中间”的位置，这就是：

(1)计量自动化系统的应用功能相对营销系统简单，但相对SCADA系统复杂;

(2)计量自动化系统的通信实时要求上相对SCADA简单，实时性要求也没那么高;但比营销系统却复杂(营销系统几乎没有实时通讯要求)。

如图2，基于以上的特点，计量自动化化系统在架构模式上要有一套独特模式来架构其应用。

3 架构设计

为了不失通讯实时性和功能的易用性，系统采用传统的后台实时架构模式+SOA架构模式来设计，如图3。

数据采集子系统采用传统的应用程序开发模式，采用C/C++工具开发，作为后台程序的它采用多线程并发处理的机制来实现对数据采集终端状况的监测，对于数据采集终端实时上报的数据进行规约处理，并写入到数据库中。

应用服务器(WEB服务器)是基于SOA的架构模式，采用J2EE架构方式，实现其复杂的数据统计分析应用功能。

4 采集子系统

采集子系统在整个产品中处于一个非常重要的位置，它是数据采集终端和应用的桥梁，在采集子系统中，采集子系统模块设计如图4。

数据采集模块：实现跟数据采集终端的通讯，接收和发送功能。

通讯规约处理：解析和组织通讯规约。

规约转换成XML文档：将接收到数据采集终端的通讯规约进行转换，由原16进制度规约码转换成XML文档格式。

JMS消息：转换成XML格式的实时消息通过JMS发送到应用服务器上。

5 应用服务器

如图5所示，应用服务器是JMS消息处理的核心，它包括了从采集子系统接收消息事件，对消息进行业务处理，消息打包，消息转发等功能。

在消息数据推送过程中，系统中消息发送方和消息接收方可以有多种交互形式。有的交互在系统的装配过程中就已经静态绑定，而有的交互则是在系统的运行过程中动态绑定的。按照交互的消息分类，交互可以分为同步消息传递和异步消息传递两大类;按照交互的参与者基数分类，交互可以分为一对一、一一对多、多对一和多对多四种形式。表1列出了交互模式的分类情况。

其中，多对多实际可分解为：多对一十一对一十一对多。因此,多对多又可以分解成:1×2×3=6种不同的交互方式。

6 规约报文

数据，上报的数据采用目前行数据采集终端对用电现场的环境进行监测，当发现运行现场的数据有超阀值时，系统将实时上报业内的通讯规约标准(《广东大客户电力负荷管理系统通讯规约》、《电力负荷管理系统数据传输规约04版》，这两种规约都遵从GB/T18657(等同IEC60870-5)推荐的传输规约模式，采用三层增强型结构，适用于平衡式和非平衡式等通信网络。规约规定了电力负荷管理系统中主站和终端之间进行数据传输的帧格式、数据编码及传输规则。规约适用于点对点、多点共线及一点对多点的通信方式，适用于主站对终端执行主从问答方式以及终端主动上传方式的通信。

7 结论

本文主要阐述了在电力行业计量自动化系统中采用传统的TCP(UDP)通讯方式和基于应用服务器JMS通讯方式相结合来解决电力计量自动化系统的实时通讯问题，包括对电力行业标准规约二进制码的解析，形成可用于JMS传递XML文档格式，以便于跨开发平台的数据传递。文档中对系统的每一层的应用设计都作了描述，特别是在与实时通讯相关的两层：采集子系统、应用服务器层。并且对JMS消息的多种交互模式和系统中应用做了深刻的描述。

通过这种设计思路，计量自动化系统即不失应用功能和数据共享，也不失实时通信的功能，两者的结合将推动计量自动化系统。

参考文献

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[7]郝荣国.SOA架构在ERP系统中的应用[J].中小企业管理与科技,2009(9):236.

简述自动化电力设备防雷措施 篇10

1 微电子器件耐冲击水平与TVS管和固态放电管特性

微电子器件中TTL数字电路的抗冲击能力最弱, 12.SV、30us脉宽的冲击电压可使TTL电路误动甚至损坏;雷电流产生的磁场达0.07GS时可使微电子器件误动, 无电磁屏蔽时即使雷电流通道远在1km外, 也可能使微电子设备误动。

对电子装置防雷, 以前的做法是选用压敏电阻 (氧化锌迅雷器———MOA) 保护, 一般选用MOA的直流1m A电压UIm A为被保护器件工作电压的2.2倍至2.5倍。通雷击时, MOA的残压达UIm A电压的2倍左右, 即压效电阻的残压约为被保护器件工作电压的4.4~5倍。对TTL电路其工作电压为SV, 用MOA保护, 遇雷击时器件上的残压约为44x SV, 此已远远大于12.SV、30us的受损水平标准 (雷电压波头为1.2us) 。更何况目前市场上能买到的直流1m A电压最小的压敏电阻UIm A=15V。可见压敏电阻不能使TTL器件免遭雷害。为使微电子器件遇雷击时不损坏, 有效的办法是选用新型保护器件———TVS管或固态放电管。

TVS管即瞬态电压抑制器。当其两极受到反向瞬态B高能量冲击时, 它能以 (1-00) X10-12S量级的速度, 将其两极间的高胆抗变为低阻抗, 吸收高达数千瓦的浪涌功率, 使两极间的电压嵌位于一个预定值 (一般小于2.5倍额定工作电压) , 有效的保护电路中的元器件免受各种浪涌脉冲的破坏。

TVS管的伏安特性。其正向特性与普通二极管相同, 反向特性为典型的PN结雪崩器件。在瞬态脉冲电流的作用下, 流过TVS省的电流, 由原来的反向漏电流ID。上升到IR (25℃下, IR=lm A) 时, 其两极呈现的电压由额定反向关断电压UBR上升到击穿电压UBR, TVS管被击穿。随着峰值脉冲电流的出现, 流过TVS管的电流达到峰值脉冲电流IPP, 其两极的电压被给位到预定的最大精位电压Ue以下。其后, 随着脉冲电流按指数衰减, TVS管两极电压不断下降, 最后恢复到起始状态, 这就是TVS管抑制出现的浪涌脉冲功率, 保护电子元件的过程。

TVS管的显著特点为:响应速度快 (ps级) 、瞬时吸收功率大 (数千瓦) 、漏电流小 (n A级) 、击穿电压偏差小 (土5%UBR与土10%UBR两种) 、箝位电压较易控制 (箝位电压队与击穿电压Uc。之比为l.2:1.4) 、体积小等。它对被保护装置免遭静电、雷电、操作过电压、开关打火等各种电磁波干扰十分有效, 可有效地抑制共模、差模干扰。

固态放电管是基于可控硅 (亦称晶闸管) 的原理和结构的一种三端负阻器件。用于保护敏感易损的集成电路, 使之免遭雷电和操作波的冲击。其所具有的精确导通电压。

上千安的通流容量、快速响应和极小的极间电容, 使其成为通信设备防雷保护的重要器件。固态放电管的工作状态如同一个开关。

在断开状态下, 其漏电流IDRM极小, 不影响保护电路的工作。当瞬间过电压超过其断态峰值电压UDRM时, 产生瞬间雪崩效应, 一旦瞬间电流超过开关电流IS, 其电压即降为UT (约5V) , 瞬间涌电流就此旁路而保护了并联的敏感电子器件。浪涌之后, 当到电流降到最小维时电流IH以下, 固态放电管自然恢复, 回到其断开状态。

2 电源与UPS的过电压保护

感应雷或沿电源线进入室内的雷电侵入波会使电源电压急聚升高, 从而导致UPS及其后接设备损坏。有些UPS中尽管装有压敏电阻, 但还是很难保护自己及后接微电子设备。

对电源装置可靠而有效的防雷方法是采用四级保护。第一级用三极气体放电管, 将大的雷电限制到后续保护系统可允许的范围;第二级用限流模块;第三级用压敏电阻;第四级用TVS管。使输出的箱位电压达到规定的要求。采用上述四级保护后, UPS或被保护电源一般不会因雷击而损坏。

3 油机过电压保护

载波机遇雷击易损坏的部分通常为电源盘、用户活路盘及高频电路盘。高频电路盘上通常装有压敏电阻, 具有一定的耐雷水平;电源部分可采用上述电源过电压保护方式;用户话路盘由于铃流电压与通话电压不一致, 来要在保护装置上扭已考虑, 使之在两种不同电压下均能有效地保护用户话路部分。最好的办法是将保护器件置于载波机内, 考虑到实际情况, 外量保护模块应设计考虑得周全一些。

为取得很好的效果, 用户话路盘、程控交换机通信线、Modem及信号线的过电压保护应采用四级保护。过电压保护器最好能同时具有保护模块失效自动报警、过电压次数自动记录、停电后记录的过电压次数不丢失等功能。

4 接地电阻与屏蔽

4.1 接地良好的接地是防雷中至关重要的一环。接地电阻值越小过电压值越低。因此, 在经济合理的前提下应尽可能降低接地电阻。

通信调度综合楼的通信站应与同一楼内的动力装置共同接地网并尽可能与防雷接地网直接相连。通信机房内应敷设均压带并围绕机房敷设环行接地母线。

在电力调度通信综合楼内, 需另设接地网的特殊设备, 其接地网与大楼主地网之间可通过击穿保险器或放电器连接, 以保证正常时隔离, 雷击时均衡电位。接地的其他方面均应严格按有关规程办理。

4.2 屏蔽。

为减少雷电电磁干扰, 通信机房及通信调度综合楼的建筑钢筋、金属地板均应相互焊接, 形成等电位法拉第笼。设备对屏蔽有较高要求时, 机房大面应敷设金属屏蔽网, 将屏蔽网与机房内环行接地母线均匀多点相连。

架空电力线由站内终端引下后应更换为屏蔽电缆;室外通信电缆应采用屏蔽电缆, 屏蔽层两端要接地;对于既有销带又有屏蔽层的电缆, 在室内应将错带与屏蔽层同时接地, 而在另一端只将屏蔽层接地。电缆进入室内前水平埋地10m以上, 埋地深度应大于0.6m;非屏蔽电缆应穿镀锌铁管并水平埋地10m以上, 铁管两端应接地。若在室外入口端将电力线与铁管间加接压敏电阻, 防雷效果会更好。

5 综合性防密措施与应用

为避免雷害, 对电力调度自动化系统, 应采用“整体防御、综合治理、多重保护”的方针。除采用上述保护与接地措施外, 配电变压器高低压侧均应装接氧化锌避雷器, 并且高低压侧避雷器与变压器二次测中性线三点联合接地。程控交换机室外进出线、Modem等应装过电压保护器;当RTU等装置离显示屏较远时应装信号线过电压保护器。根据上述原理和方法, 我们在多雷区———湖北省通山县电力局与安陆市电力局等单位进行了防雷措施实施。除进行适当的地网改造外, 在易受雷击的设备前安装了载波机过电压保护器、电源过电压保护器、过电压保护器、信号线过电压保护器。通过两年的实际运行考验, 凡按们提出的防雷接地要求进行改造且安装了过电压保护器的被保护装置均安然无恙。整个县级电力调度自动化系统由每年雷击至使调度设备连年受损, 变为平安无事。

6 结论