光纤通信在配电网测控的应用:光纤通信的应用

时间：2019-05-03 03:12:20　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：光纤通信是以光纤〔即光导纤维)为传输介质的通信方式。光纤通信电路主要由光发送机、光接收机、光纤（光缆)等组成。　　关键词：光纤;通信;配电网;测控;应用　　光纤通信技术进入工程实用是近二三十年的事。电力系统最早使用光纤通信是1981 年，真正推广使用还是20世纪90年代。到上世纪末电力系统光缆总长度已达近2万公里，光纤通信站近两千个。进入21世纪后，光纤通信发展更快，先进省电力公司总部至各地市级电力公司之间有直通光缆和光纤通信；地市级电力公司到各市县电力企业之间以及到各大型变电站之间也都有光缆和光纤通信。500KV输电线路上都架设了复合架空地线光缆，实现了跨区、跨省之间的光纤通信。电力系统光纤通信的迅速发展大大推动了电力系统测控和信息技术的进一步发展。
　　配电网自动化工程最早采用光纤通信技术是1996年上海浦东金藤配电网自动化工程。当时采用美国公司的光端机，国产的多模光缆，运行稳定，效果很好，打破了当时对光纤通信认为高不可攀、投资昂贵的神话。此后城市新建小区的DA工程都乐于采用光纤通信，现在国产单模光缆和单模光端机的技术得到普及。
　　1.光纤、光缆的结构
　　光纤是用以传输光信号的介质波导，也称光导纤维。它由纯度很髙的二氧化硅玻璃经特殊工艺过程拉成很细很细的纤芯，外面涂一层树脂，称为一次涂覆(或称预涂覆〉，便成为纤芯。纤芯外再加保护层，称为二次涂覆，又称套塑，然后再加加强芯、护套等便构成光缆。
　　2.光端机
　　光端机是将电信号转换为适合于在光系统中传输的光信号，或反过来将光信号转换为电信号的设备。按光信号的传输方向，光端机分为光发送机与光接收机两种。通常发送机与接收机总是做在一起，所以光端机又称光收发器。
　　光端机依其功能分为：一般光端机。即具有基本功能的光端机。自愈光端机。当光缆折断或光端机供电电源中断时，引起通信中断，该种光端机能检测到故障，自动寻找迂回路径，维持通信；一旦故障消除，便自动恢复原先的通信路径。智能光端机。在自愈光端机的基础上增加自适应功能，方便运行。
　　2．1一般光端机
　　光端机包含光发送机和光接收机两部分。浦东金藤工程为国内首家使用光纤通信技术，1996年引进美国DYMEC公司的光端机，以此为例加以介绍。
　　2．1．1光发送机。输入的电信号接至标准接口电路上，经过驱动电路放大后驱动发光器件，发出光脉冲，注入光纤电路。同时，其背向光又由本机检测、放大、比较，控制驱动电路，实现输出光功率及驱动电流的自动控制。如光信号中断，或光功率下降很多，告警电路便发出告警。
　　2．1．2光接收机。由光纤线路来的光信号经光电检测器变换为电信号，被放大、均衡，其脉冲形状才可以满足判决要求。为使信号输出稳定，采用了自动增益控制电路。为进行判决，还需要从接收信号中提取时钟信号。在判决电路中对接收信号进行判决，恢复为光发送机输入端原来的编码电信号。
　　2．2自愈光端机
　　自愈光端机是国电自动化研究院开发的单模自愈光端机，用于浦东伟绩站配电自动化工程。
　　1996年金藤工程用了国产多模光缆，进口的多模光端机，选用多模符合前述技术条件，价格也低，相反若选单模，价格无法承受。到了1999年情况变化了，单模光缆价格很低，而多模光缆因产量低，价格反而很贵；单模自愈光端机若还用美国产品，价格便难接受，所以选用了国产新产品。这样方案既采用了单模和自愈的最先进技术，工程造价也不高。国产设备至今运行稳定，反映了我国技术的迅速进步。
　　2．3智能光端机
　　智能光端机是在自愈光端机的基础上增加自动化操作功能，方便使用，主要有：
　　自适应光接口。一般光端机都有两个光接口，分别接两根纤芯。一根作为发送口，另外一根作为接收口，严格定义，发送丁还是接收&不允许接错。但智能光端机的光口则可以任意接，内部会自动适应。更新型的光端机光接口只有一个光接口，光的发送和接收信号复用在一根纤芯上，避免了发送T还是接收R接错。
　　自适应电接口。一般光端机电接口也有严格定义，智能光端机的电口通信速率则可以根据接口软件的设置自动适应。早期网络型光端机的网络口都是10Mb口。早期光端机电接口只有一个，新型智能光端机的电接口有2个、4个，甚至更多，并且增加了一个控制接口，通过接口软件设置光端机的工作方式，可完成本地数据交换、总线仲裁、数据流方向识别、通道自动配置等基本的通信功能。还具备很多管理和维护功能，对于网络型光端机还具备网管和网络安全管理等功能。
　　3.光纤通信网组网
　　光纤通信网在配电网通信组网中常用的有以下3种：点对点。单环网。双环网。
　　3．1点对点方式
　　光端机只用一对光口：一个发送T端和一个接收R端。两个光端机的T端、R端与对方的R端、T端分别相连，进行A发B 收，或B发A收的全双工数据通信。
　　配电网测控中主站对一个终端或一个从站之间的数据交换便采用点对点通信方式进行。
　　3．2单环网方式
　　每个光端机只用一个T端和一个R端。将每个终端的T端与相邻的R 端一一相连，构成环型网。单环网方式中只有一个为主，其他都为从，从端机应设为中继方式。主端机T端发出的信号经过各个从端机中继接力后，最终返回到主端机的R端。这种单环网只能实行半双工的主从工作方式，即主发令时，各从只能听；然后只许其中一个从应答，向主报告。每个从依主的控制命令轮流向主报告。
　　3．3双环网方式
　　每个光端机应具有两对光口。在单环的基础上增加另一个环，称为备用环，工作环与备用环的相连方向相反。
　　双环网可以实现自愈工作方式。当任一处光缆折断，或光端机故障，或光端机供电电源掉电，引起光通信中断，光通信的路径便自动地从断点两侧的光端机内折返，沿备用环的路径回到主端机，这样便自动恢复正常光通信。
　　一旦故障修复，自愈光端机会自动地恢复原来光路径的工作方式，即恢复原来沿工作环的光路径。自愈双环网是当前较好的光通信方式，可靠性高，投资不大。因为光缆芯数增加不大影响光缆工程的投资，自愈光端机的价格不太贵，国内已经掌握此技术，所以自愈双环网方式适宜推广。
　　光纤通信，尤其自愈双环网方式的光纤通信，特别适宜于城市配电网自动化工程，因为城市配电网当今多半用电缆配电，利用电力电缆沟放光缆非常方便，只要设计考虑好，不会增加工程投资。浦东金藤工程已经证明是可行的。过去，通信电缆绝对不许和电力电缆同沟架设，因为有电磁干扰。当电力发生接地短路时，甚至对通信电缆的安全有威胁。对于光缆就不存在这个问题，光通信的误码率大幅提高，通信可靠性也好。
　　参考文献
　　[1] 郭素艳．浅议工业电气自动化及其在生产中的实践[J]．科技风,2010(4).
　　[2] 刘永强．浅谈我国电气自动化的现状及发展前景[J]．黑龙江科技信息,2011(2).

推荐访问:光纤通信测控配电网

光纤通信在配电网测控的应用:光纤通信的应用

最新文章

热门文章