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1、光纤通信技术在配电网中的应用设计研究朱成明摘要：为了确保电力系统的安全稳定运行，配电网自动化系统发挥了关键作用,如何根据配电网的特点合理设计和配置光纤通信设备，包括光纤环网通信方式、光纤通信路由设计、光纤环路通信接口、光缆及光纤收发设备的选择、光纤的防护及光缆铺设技术。研究和分析光纤通信技术在配电网自动化系统中的应用具有重要的现实意义。关键词：光纤，通信技术，配电网，自动化背景配电网通信系统的特点是测点多、分散、覆盖面广。应根据各个城市配电网的具体情况，按照市中心、市区、郊区、农电等不同条件，选择不同的通信方式。市中心、市区负荷密集，由于杂散波干扰、高层建筑阻挡等因素，不宜采用无线通信方式。而
2、光纤通信具有高速、可靠、抗干扰的特点，应是市中心、市区配电网首选的一种通信方式。对于光纤通信，人们普遍关心的是价格问题，其实随着光纤通信技术的发展，性能价格比已比较适中。1光纤通信网络功能光纤通信与其它通信方式相比有其独特性，配电自动化系统光纤通信是环网通信方式，其主要功能与特点为，是一种高速率数据通信网。可靠性高，抗干扰能力强。其误码率远优于其它通信方式。光纤通信不受电磁波或其它强电磁场的影响。通信网络具有自愈功能。在环形结构光纤通信网络中，若通信环链接的测点比较多，为了提高光纤通信的可靠性，采用双环通信网，互为热备用，一旦通信环有故障，光端设备能自选路由，自动愈合，保证主站到各个子站之间通
3、信畅通，确保了通信的可靠性。配置灵活，扩展方便。配电网若要增加新的测点，只要在就近的光纤通信环网内，打开环路直接链接即可。2光纤通信网络特点光纤通信的主要特点是传输容量大、高速率、传输距离长、抗干扰性强、绝缘性能好等，适用于变电所、高压线路等高电压强电磁干扰环境，目前在电力系统中广泛应用。现有光纤通信方式主要通过光端机、商用以太网交换机、工业以太网交换机、PON通信设备等模式实现。光端机通信目前广泛应用于主网通信中,其特点是处理业务能力强，可接入业务类型多，可利用光纤组网成环及自愈，可靠性强，但设备经济效益差。以太网通信可大大提高系统的信息交换速度，保障系统通信的高可靠性和高实时性。相比于商用
4、以太网交换机，工业以太网交换机是一种基于工业现场而设计的网络设备，其相应时间更为严格、信息传送具有顺序性、更好地环境适应性等特点可以更好地适应配网通信现状。PON技术消除了端与端之间的有源设备，可以避免外部设备的电磁干扰和雷电影响，提高系统可靠性，同时可节省维护成本。PON的业务透明性较好，原则上可适用于任何制式和速率的信号。目前随着光纤成本不断下降，经济效益越来越显著，光纤通信方式也已成为许多配电网建设的首选方案。然而，配网光缆的建设及维护难度极大地制约了光纤通信方式的全面应用。3配电网通信技术的重要性随着科学技术的飞速发展，使得电力通信从原来的电力载波通信发展到现在的电力光通信技术。电力系
5、统的发电厂，变电站，输配电和继电保护等系统都先后采用了以光纤通信为主导的光通信技术与电子通信技术相融合的现代通信方式,并建成了相当规模的现代先进电力通信网络。电力通信网络是电力系统内部的专用通信网络，有着跟公用电信网不同的特点，是公用电信网不可能替代的。它是电力系统监测电力设备的专用通道，有很强的专业性和必要性,它是随着电力系统发展而逐渐形成的。电网运行数据采集的可靠性和实时性是电力系统通信网络最重要的特点，即在电力系统出现故障时，要尽快地把故障信息返回到监视界面，给调度人员提供判断依据，使电网迅速恢复。这就要求即使在电网中断的时候通信系统也能够正常工作，另外，电力业务对延时性的要求较高，不能
6、耽误数据的及时上传，要求电网信息及时下发，命令迅速、及时、可靠。所以配电自动化通信系统是连接配电自动化系统主站与开闭所现场配电测控终端的系统，是建设配电自动化系统的关键技术，通信系统的好坏在很大程度上决定了自动化系统的优劣。4光纤通信关键技术分析4.1 光纤通信光端口每个光端机具有两个光端口T和R,电信号转换成光信号，经光端口发出。光端口采用ST型接头，以便与光缆连接。光缆上的光接头可由技术人员使用专用工具进行制作。数据通信口光信号转换成电信号，通过光端机数据通信口，与终端设备相连接。通信接口采用标准的EIA-422或日A-485。光端机数据通信接口方式灵活，可以满足用户的需求。4.2 光端设
7、备分类单模光纤：纤芯直径通常为7Hm13m这样细的光纤，仅有一条轴向通路用于光的传播。用于驱动单模光纤的光束必须高聚焦。所用的光发射和接收设备价格较高，但传输距离比较远(大于20km)o(2)多模光纤：纤芯直径d50mo这种大口径光纤，允许不同的通路传播光束。光发射和接收设备价格较低，但传输距离一般在6.5km以内。根据环路上节点之间传送距离选择不同类型的光纤和光端设备及光的工作波长。根据配电系统通信网的特点，建议采用光纤环网通信，主站一子站式配置方式，如果节点之间距离不长，可采用多模光缆，工作波长为短波长，选820m850m的光端设备。多模光纤的规格为62.5m125j当节点之间距离比较远时
8、，随着单模光缆价格的降低，可优先选用单模光缆。选择光缆，应考虑防挤压、防碰撞、防弯曲、防潮等防护措施，这对光缆使用寿命至关重要。束管式光缆具有高性能防护措施，可以架空、管道或直埋铺设。4.3 配电网光纤通信技术可靠性评估近年来，随着我国光纤通信网络技术的快速发展，大大改变了以往由于配电网的点多面广、线路多、控制变化复杂等缺陷，提高了电网系统的信息化和自动化水平，但是，受安装条件的限制，国内的通信技术运用电缆传输的质量较差，经常导致数据结果传输失败等问题，可靠性差，使得建设完善的配电网通信系统困难重重，光纤通信技术的应用和普及为建设一个高品质的智能配电网系统创造了可能性，在具有抗强电磁干扰的特性
9、的优点外，还表现出信息数据误码率低，传输速率快，信息数据的保密性高等性能。4.4 配电网光纤通信网络可靠性评估配电网光纤通信网络的评估具有重要的现实意义，随着我国经济信息化的不断发展和推进，数字通信的水平大大提高，现代化的通信网络正朝着光缆化和数字化的全方位发展和进步，光纤通信的应用和普及已成为现代网络技术发展的一种必然趋势，极大的发展和支持数字信息化通信网络的进步，对配电网光纤通信可靠性的评估具有重要工程和理论意义，配电网通信网络技术的元件的可靠性受到其在网络系统拓扑结构中的配置位置和元件可靠性参数的影响，准确地评估出光纤网络系统的可靠性对于配电网络技术发展具有重要意义。随着我国配电网通信技
10、术的不断发展与进步，配电网的通信网络必将迎来新的发展前景，光纤技术的推广和普及应用，不仅承载着配电网自动化的遥信、遥测、遥控、遥调等业务,而且在监测传感业务和材料制造业上都将有所前进。不同类型的光纤通信系统在不同层次的网络服务上将有更大的突破进展，从而继续发挥光纤材料为大规模的网络通信系统开发提供巨大的支持力度。在未来光纤材料的设计上，将会朝着既高效又环保的材料方向前进，更优质、高效地服务于现代化的通信网络系统。6结语光纤通信在配电网自动化系统中的应用，在国内刚刚起步，人们只有在实际应用中，不断解决所出现的技术问题，才能使配电系统光纤通信网的应用更趋完善。参考文献1李惠宇，罗小莉，于盛林.配电自动化系统方案J.电力系统自动化.200,5.张岚.配电自动化通信方式综述UL电力系统通信，2018,6.刘国民，游大海，.配电自动化通信系统研究与工程实践J.电力建设，2017,2.
