配电自动化3-通信系统

1、 配电自动化的通信系统配电自动化的通信系统第三讲 1 配电自动化通信系统的层次结构配电自动化通信系统的层次结构 2 配电自动化的通信系统的组成及作用配电自动化的通信系统的组成及作用 3 配电自动化的通信方式及特点配电自动化的通信方式及特点 4 通信系统应用实例分析通信系统应用实例分析主 站子 站子站 子 站远方终端远方终端远方终端远方终端 。同级管理信息系统同级负荷管理系统同级用电管理系统同级其它系统调度自动化系统变电站自动化系统大中型配电自动化及管理系统组成结构-三层结构1 配电自动化通信系统的层次结构1.1 配电自动化及管理系统组成结构配电自动化及管理系统组成结构主 站 调动自动化主站子站

2、 远方终端远方终端远方终端远方终端。同级管理信息系统同级负荷管理系统同级用电管理系统同级其它系统变电站自动化系统中小型配电自动化及管理系统组成结构。站端设备站端设备FTU -各类柱上开关及环网柜控制器各类柱上开关及环网柜控制器FTU的组成：模块远方终端控制器，充电器、蓄电池的组成：模块远方终端控制器，充电器、蓄电池、机箱外壳及各种附件组成、机箱外壳及各种附件组成模块远方终端控制器必须包括：交流量采集回路，数模块远方终端控制器必须包括：交流量采集回路，数字量采集回路，数字量输出（开关量输出回路），通字量采集回路，数字量输出（开关量输出回路），通讯接口和讯接口和RAM, ROM等核心芯片。有时加入

3、等核心芯片。有时加入DSP芯芯片追求高性能的滤波和数字信号处理能力。片追求高性能的滤波和数字信号处理能力。IBM AS/400IBM S/88IBM 9370Ethernet通信前置机Desktop SystemDesktop SystemDesktop SystemIBM 3720/25/45通信前置机GPS无线微波基站变电所变电所CBCBCBCB柱上开关柱上开关箱变FTUFTUFTUCB集控中心集中转发器用户表用户表用户表用户表主站系统主站系统配电自动化及其管理系统总体结构图配电自动化及其管理系统总体结构图泰安配网自动化主站系统硬件配置示意图泰安配网自动化主站系统硬件配置示意图郑州配网自动

4、化主站系统硬件配置示意图郑州配网自动化主站系统硬件配置示意图调度工作站 GPSGPS网络 II网络 ITCM专用通信服务器数据和图形服务器镜像及WEB 系统维护工作站2M E1 V.35ATM交换机子站子站1调度工作站其他计算机系统配调中心配调中心调度SCADA/EMSMIS系统ARN 路由器SDH通讯网络通讯网络子站子站NARN 路由器BLN 路由器2M E1 V.35GPS抢修车调度工作站高级应用工作站磁盘阵列Catalyst 5500培训服务器数据处理工作站学员席工作站1.2 配电自动化通信系统的层次配电自动化通信系统的层次 一个完整的配电自动化系统包括配电自动化主站、一个完整的配电自动

5、化系统包括配电自动化主站、配电自动化子站、远方监控单元三个部分。主站和子站配电自动化子站、远方监控单元三个部分。主站和子站间的通信、子站和现场监控单元间的通信有一个共同的间的通信、子站和现场监控单元间的通信有一个共同的特点，其中一方必为计算机系统，另一方为计算机系统特点，其中一方必为计算机系统，另一方为计算机系统或其它监控单元。另一个特点是通信距离比较远，可能或其它监控单元。另一个特点是通信距离比较远，可能为几公里，甚至几十公里。为几公里，甚至几十公里。（1）主站级通信包括：）主站级通信包括： 主站主站调度调度 主站主站子站子站 主站主站变电站变电站（2）子站级通信主站主站子站子站子站子站调度

6、调度子站子站变电站变电站子站子站远方终端（远方终端（RTU/DTU/TTU）子站起到承上启下的作用！子站起到承上启下的作用！（3）终端设备通信主主FTU从从1(RTU/DTU/TTU) 从从2(RTU/DTU/TTU) 从从3(RTU/DTU/TTU) .a) 级连方式级连方式 b) 总线方式总线方式通常采用通常采用RS232接口接口 通常采用通常采用RS485接口接口主主FTU从从FTU1从从FTU2主主FTU从从FTU1从从FTU2（3）终端设备通信主主FTU从从1(RTU/DTU/TTU) 从从2(RTU/DTU/TTU) 从从3(RTU/DTU/TTU) .子站子站主主FTU远方终端（

7、远方终端（RTU/DTU/TTU）主站主站主主FTU远方终端（远方终端（RTU/DTU/TTU）终端设备通信主要是主从模式！终端设备通信主要是主从模式！1.3 配电自动化对通讯系统的要求1）通信的可靠性）通信的可靠性 配电自动化的通讯系统必须设计成为能够通过常规维护就配电自动化的通讯系统必须设计成为能够通过常规维护就可以在恶劣状况下工作的系统。可以在恶劣状况下工作的系统。 能够跨过故障区和停电区域保持通讯，是对通讯系统可靠能够跨过故障区和停电区域保持通讯，是对通讯系统可靠性的另一要求。性的另一要求。 2）通信系统的费用）通信系统的费用 由于配电自动化的通讯系统的造价是很可观的，因此通过由于配电

8、自动化的通讯系统的造价是很可观的，因此通过恰当地选取合适的通讯方式，可以节省大笔的建设费用。恰当地选取合适的通讯方式，可以节省大笔的建设费用。3）通信速率的要求）通信速率的要求 从功能的角度，在配电自动化系统中，进线监视、从功能的角度，在配电自动化系统中，进线监视、10kV开闭所和配电变电站监控和馈线自动化（开闭所和配电变电站监控和馈线自动化（FA）对于通讯的速）对于通讯的速率要求最高，其次是公用配变的巡检和负荷监控系统，远方率要求最高，其次是公用配变的巡检和负荷监控系统，远方抄表和计费自动化对于通讯的速率的要求较低。抄表和计费自动化对于通讯的速率的要求较低。 从配电自动化系统结构的角度，集结

9、了大量数据的主干线从配电自动化系统结构的角度，集结了大量数据的主干线对通信速率的要求要远高于分支线对通信速率的要求。对通信速率的要求要远高于分支线对通信速率的要求。4）双向通信能力）双向通信能力 配电自动化的大多数功能要求双向通信，如对于故障区段配电自动化的大多数功能要求双向通信，如对于故障区段隔离和恢复正常区域供电的功能，则必须要求有双向通讯能隔离和恢复正常区域供电的功能，则必须要求有双向通讯能力的信道。力的信道。5）通信不受停电的影响）通信不受停电的影响 配电网的调度自动化功能和故障区段隔离，及恢复正常区配电网的调度自动化功能和故障区段隔离，及恢复正常区域供电的功能要求，即使在停电的地区通

10、信仍能正常进行。域供电的功能要求，即使在停电的地区通信仍能正常进行。6）通信系统的使用与维护方便性）通信系统的使用与维护方便性 配电自动化的通信系统构成规模往往较大，而且通常采用配电自动化的通信系统构成规模往往较大，而且通常采用多种通信方式相结合，因此在设计上，应考虑尽可能地简化多种通信方式相结合，因此在设计上，应考虑尽可能地简化这一复杂的通信系统的使用与维护。这一复杂的通信系统的使用与维护。2 配电自动化的通信系统的组成及作用配电自动化的通信系统的组成及作用2.1 数字通信技术中的几个基本概念2.2 数据通信传输方式2.3 通信规约2.4 调制解调器的作用及原理2.1数字通信技术中的几个基本

11、概念（1）码元。）码元。远动通讯系统传输的数据是用码元序列表示的。若数据用一串有具体定义的脉冲表示，则称每个信号脉冲为码元，即携带信息的信号单元叫码元。在短距离传送中，逻辑高电平用“1”表示，低电平用“0”表示（称为单极脉冲）。在较长距离传输中可用正负电平表示（称为单双极脉冲）。（2）码元传输速率（传码率）码元传输速率（传码率）。单位为波特（band），它定义为单位时间（秒）内通过系统所传送的码元数（脉冲数），也称传码率。码元传输速率Nb可用下式表示为 Nb 1/Ts 假设有一个码元（“1” 或“0”）信号波形的脉冲宽度为Ts，显然Ts越小，脉冲宽度越窄，单位时间内传送的码元数越多，传送的数据

12、、符号数目也就越多，即效率越高。例如，在一个数据传输系统中，如果传送的信号波形的脉冲宽度为1.67ms，则信号传输速率约为600（band），即每秒可传送600个脉冲。（3） 信息传输速（传信率）。信息传输速（传信率）。单位是比特/秒（bit/s），它定义为单位时间（秒）内通过系统所传输的信息量，又称作数据传输速率，可用下式表示为: Rb=Nblog2N 式中：N为一个脉冲所表示的有效状态，即调制电平数（为2的整数倍）；Nb为每秒传送的脉冲数,如果数据传输系统传送的是二进制码元，则N2，那么码元传输速率Nb和信息传输速率Rb是一样的。从式可以看出，在码元传输率Nb不变的情况下，传输码元的进制越

13、高，即N值越大的话，则Rb越大，也就是所传输的信息量越大；但对应的系统进制数越大，其技术问题越复杂，实现越困难。另外，传输信道的频带也给传输速率带来一定的限制。（4） 消息传输速率（消息率）消息传输速率（消息率）。单位是比特/秒（bit/s），它定义为单位时间（秒）内通过系统传输的从信息源发出的信息量，记做Rm。 传码率、传信率和消息率三者定义 5）误码率。）误码率。在莫一数据传输过程中，发生错误的码元数与总传输码元数之比称为误码率。电力系统远动通信中要求误码率小于105误码率与通信的质量以及各种干扰的大小等因素有关.（6）带宽（）带宽（Band Windth）。它是指传输模拟信号的频带宽度，

14、模拟信号带宽由较高频率减去较低频率得到，但为了表达方便，通常利用频率范围来描述带宽。例如，音频信号的带宽是3003400Hz。（7）基带和基带传输。基带和基带传输。在实际工作中人们所需要传输的原始信号（信息信号），无论是模拟信号（如语音信号、图象信号等），还是数字信号（如计算机和各种数字终端输出的信号），通常其频率都较低，它们所占据的这部分频带，通常成为基本频带（简称为基带），基带也就是指信号本身的基本频带。基带信号中的每个基带脉冲实际上就是一个可传输的码元。如果将基带信号直接在信道（以传输媒质为基础的信号通道）中传输，就称为基带传输。 （8）调制与频带传输）调制与频带传输。由于基带传输的信道

15、通常是有线信道，如明线、对称电缆、同轴电缆等，所以不能远距离传输。为了远距离传输，一般要利用无线通道或载波通道，如利用载波通道，这时就须借助于正弦载波，通过频谱变换和搬移后，在进行传输。 所谓调制就是在调制器中，将数字基带信号调制到载波上，变为数字载波信号。这种用载波运载基带信号的过程称为调制。反之，从已调制过的载波信号中，将作为调制信号的原基带信号分离出来的过程称为解调。(9) (9) 报文及报文分组报文及报文分组。报文是一组包含数据和呼叫控制信号（例如地址）的二进制数，是在数据传输中具有多种特定含义的信息内容。（1010）以太网（）以太网（ETHERNETETHERNET）。它是一种局部通

16、信网，通常在线路半径110km中等规模的范围内使用，为单一组织或单位的非公用网，网中的传输介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤等。它的特点是：信道带宽较宽；传输速率可达10Mbit/s;误码率很低（一般为1081011）. 2.2数据通信的传输方式数据通信的传输方式（1）通信系统的传输方式按照信息传输的）通信系统的传输方式按照信息传输的方向和时间可分为：单工通信、半双工通信方向和时间可分为：单工通信、半双工通信和全双工通信三种方式和全双工通信三种方式单工通信：单工通信：按单一方向传送的工作方式半双工通信：半双工通信：是指信息可以双方向传送，只能分时交替进行全双工通信：全双工通信：可以同时进行双方向

17、的传送信息2）典型数据通信系统的组成）典型数据通信系统的组成数据传输设备数据传输设备（DCE）的主要作用是将数据终端设备数据终端设备（DTE）送来的基带数字信号转变成使用与远距离传送的数字载波信号。常见数据传输设备有：调制解调器（modem）、复接分接器、数传电台、载波机和光端机。数据传输信道：数据传输信道：按载体传输形式：有线传输和无线传输按数据传输形式：模拟信道和数字信道（3）典型数据通信系统的接口）典型数据通信系统的接口数据传输设备的主要作用是讲数据终端设备送来的基带数字信号转变成适用于远距离传送的数字载波信号。常见数据传输设备（DCE）与数据终端设备（DTE）之间的接口：RS-232或

18、RS-485接口。 RS-232接口：美国电子工程学会1973年制订的串行接口 几百米。逻辑电平。RS-485接口：改进的串行接口采用双线传输信号几千米 差分方式的电位差，转换成逻辑电平。2.3 通信规约通信规约（Protocol） 所谓通信规约是指调度端和执行端通信时共同使用的人工语言的语法规则及应答关系。规约规定怎样开始/结束通信、谁管理通信、怎样传输信息、数据是怎样表示和保护的、工作机理、支持的数据类、支持的命令以及怎样检测/纠错等内容。调度端和执行端只有使用相同的通信规约，彼此才能明白对方所发信息的意义，通信才能正常进行。 OSI标准制订通信规约是发展趋势标准制订通信规约是发展趋势 国

19、际化标准组织ISO定义了一个开放式系统互联模型标准OSI，该模型包含了七层协议，即物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，每一层都强调特殊的网络功能。任何一层只向它的上一层提供服务，并接受下一层的服务申请，每一层只与它的对应层进行通信。 （1） 物理层物理层物理层提供两个通信实体之间的数据传输路径，它负责在连接两个相邻的节点之间的各种媒介上透明地传输任意位流。该层定义物理网络结构、所使用的媒介的机械和电气特性以及传输编码和计时时间等。（2）数据链路层）数据链路层数据链路层是将物理层的“位”组成“帧”，定义网络逻辑拓扑结构、媒介访问策略、物理地址、寻址方式，并提供连接服务。

20、（3）网络层网络层网络层的作用是将数据转移到一个特定的网络位置，并且确保正确数据经过路由选择发送到由不同网络组成的网际网，即提供连接服务。（4）传输层）传输层传输层提供端到端的数据报文传输，它将下层的信息组成段，并将这些段提交给回话层，或者更上层的协议处理；它使用网络层的路由服务，并提供数据连接服务。（5）会话层）会话层会话层实现服务请求者和提供者之间的通信。通信会话被用来建立、维护、同步并且管理通信实体之间的对话机制所制约。通常，本层协议也帮助较高层协议识别和连接到网络上提供的各种服务。（6）表示层）表示层表示层能把数据转换成一种能被各个计算机以及允许的应用程序相互理解的约定格式（传输语法）

21、。表示层的主要作用是翻译和加密。（7）应用层）应用层应用层包含了针对每一项网络服务的所有问题和功能。换句话说，上面6层协议包含了通常支持网络服务的任务和技术，而应用层则提供了完成指定网络服务功能所需的协议。2.4 调制解调器的作用和原理调制解调器的作用和原理所谓调制解调器是讲数字基带信号调制在载波上，变为数字载波信号，这种过程叫调制（modulate)调制器。从已调制过的载波信号中，讲作为调制信号的原基带信号分离出来的过程 称为解调过程（demodulator)解调器。调制解调器的作用调制解调器的作用a) 讲基带信号的频谱移到载频附近，以适应信道频带的要求，便于发送和接收。b)实现信道的多路复

22、用。c)压缩信号带宽，以便于利用话带传输设备进行数据传输调制的基本原理调制的基本原理有一个正弦电压信号 u=UMax Sin(wt+) 我们可以让正弦波电压的幅值，角频率和初相角随源码信号变化。1）数字调幅ASK（amplitude shift keying）2) 数字调频FSK(frequency shift keying)3) 数字调相PSK(phase shift keying) 调制的几个基本的脉冲波形图调制的几个基本的脉冲波形图a) 码元波形码元波形b) 调幅波形调幅波形c) 调频波形调频波形d) 二元绝对调相波形二元绝对调相波形e)二元相对调相波形二元相对调相波形3 配电系统自动化

23、的通信方式及特点配电系统自动化的通信方式及特点（1 1）电力线载波通信的特点）电力线载波通信的特点 传统的高压线路载波技术是以实现长距离的两点通传统的高压线路载波技术是以实现长距离的两点通信为目标是一种点对点的传输方式，因此在线路两侧装信为目标是一种点对点的传输方式，因此在线路两侧装有阻波器以防止区内信号泄露，同时也避免区外信号及有阻波器以防止区内信号泄露，同时也避免区外信号及噪声进入本区段。对于无断点的线路，例如变电站与变噪声进入本区段。对于无断点的线路，例如变电站与变电站之间，采用载波通信，效果较好。对于配电网线路，电站之间，采用载波通信，效果较好。对于配电网线路，由于线路多台配电变压器以

24、及线路由于柱上开关的断点，由于线路多台配电变压器以及线路由于柱上开关的断点，还有配电线路本身存在的高噪声、阻抗变化大和衰耗大还有配电线路本身存在的高噪声、阻抗变化大和衰耗大等因素，使载波通信在配电线路中使用受到了较大的影等因素，使载波通信在配电线路中使用受到了较大的影响。响。3.1 电力线载波通信电力线载波通信 （2）载波通信的组成应用）载波通信的组成应用 图 “相一地”制高频通道的构成1一输电线；2 高频阻波器；3耦合电容器；4 结合滤波器5 放电间隙；6接地隔离开关；7 高频电缆；8 高频收发信机（3）在设计配电线载波通信系统方案时，应明）在设计配电线载波通信系统方案时，应明确以下技术问题

25、：确以下技术问题：l 随着线路结构的变动（分段开关、联络开关和分支开关的动随着线路结构的变动（分段开关、联络开关和分支开关的动作），载波信号的衰减情况也要发生变化，在设计时应考虑最作），载波信号的衰减情况也要发生变化，在设计时应考虑最坏的情况。坏的情况。l随着线路的用电负荷变动，载波信号的衰减情况也要发生变随着线路的用电负荷变动，载波信号的衰减情况也要发生变化，一般负荷越重，衰减越严重，在设计时应考虑最坏的情况。化，一般负荷越重，衰减越严重，在设计时应考虑最坏的情况。l 不同的用电设备对载波信号的干扰也不同，直接整流环节和不同的用电设备对载波信号的干扰也不同，直接整流环节和高频激励的气体放电灯

26、对载波信号的干扰较大。高频激励的气体放电灯对载波信号的干扰较大。l地埋电缆的线地埋电缆的线-线、线线、线-地之间的分布电容较大，因此对载波信地之间的分布电容较大，因此对载波信号的衰减较大，并且频率越高，衰减越大，因此要求在有地埋号的衰减较大，并且频率越高，衰减越大，因此要求在有地埋电缆的线路上，使用较低的载波频率。电缆的线路上，使用较低的载波频率。l配电线载波频率越低，线路衰减越小，受配电线载波频率越低，线路衰减越小，受50Hz工频的谐波干扰工频的谐波干扰越强；其频率越高，线路衰减越大，受越强；其频率越高，线路衰减越大，受50Hz工频的谐波干扰越弱。工频的谐波干扰越弱。故综合考虑，配电线载波信

27、号的频率范围应为故综合考虑，配电线载波信号的频率范围应为540kHz, 在衰减在衰减可以接受的情况下，使用可以接受的情况下，使用2040kHz最佳。最佳。l因使用的频率较低，耦合滤波器必须在因使用的频率较低，耦合滤波器必须在10000pF以上，阻波器以上，阻波器和结合滤波器也与和结合滤波器也与PLC不同。不同。l因线路分支较多，为降低成本，一般不在各分支上加阻波器，因线路分支较多，为降低成本，一般不在各分支上加阻波器，为此必须采取以下措施：载波机采用为此必须采取以下措施：载波机采用FSK方式提高抗干扰能力；方式提高抗干扰能力；增大输出功率以提高信噪比和适应范围；具备一定的输出功率裕增大输出功率

28、以提高信噪比和适应范围；具备一定的输出功率裕量，以保证在最不利的情况下满足使用要求。量，以保证在最不利的情况下满足使用要求。l对一些非常复杂且信号衰减大的线路，或对一些能产生对一些非常复杂且信号衰减大的线路，或对一些能产生强干扰的分支，应适当加设阻波器以降低信号衰减和减少强干扰的分支，应适当加设阻波器以降低信号衰减和减少干扰信号进入载波通道。干扰信号进入载波通道。l对于一些在通信距离上满足不了的环网配电线路，可以对于一些在通信距离上满足不了的环网配电线路，可以在其当中适当位置加设阻波器，并将其两侧的线路上的设在其当中适当位置加设阻波器，并将其两侧的线路上的设备信息分别上报给两侧相应的主变电所，

29、如下图所示为较备信息分别上报给两侧相应的主变电所，如下图所示为较长馈线载波通信系统的组成。长馈线载波通信系统的组成。（4）电力线载波通信的优缺点）电力线载波通信的优缺点综合上述，配电线载波通信有如下优点和缺点：综合上述，配电线载波通信有如下优点和缺点：优点：优点：可以完全为电力公司所控制，因而便于管理；可以完全为电力公司所控制，因而便于管理；可以沟通电力公司所关心的任何测控点；可以沟通电力公司所关心的任何测控点；不需要得到无线电管理委员会不需要得到无线电管理委员会(FCC)的许可等。的许可等。缺点：缺点：配电线载波通信系统的数据传输速率较低，容易受到干扰、配电线载波通信系统的数据传输速率较低，

30、容易受到干扰、非线性失真和信道间交叉调制的影响；非线性失真和信道间交叉调制的影响；配电线载波通信系统采用的电容器和电感器的体积较大、配电线载波通信系统采用的电容器和电感器的体积较大、价格也较高；价格也较高；（1）光纤的结构与尺寸3.2 光纤通信光纤通信光纤是一种适合光波传输、损耗小、可弯曲的玻璃丝光纤是一种适合光波传输、损耗小、可弯曲的玻璃丝SiO2材料；材料；其结构包括纤芯、缓冲层和包层，它们都是玻璃的，外其结构包括纤芯、缓冲层和包层，它们都是玻璃的，外面还有由涂复材料和塑料制成的涂层和保护层。纤芯和面还有由涂复材料和塑料制成的涂层和保护层。纤芯和包层决定了光特性，所以纤芯采用高纯度材料，以

31、避免包层决定了光特性，所以纤芯采用高纯度材料，以避免杂质引起损耗；包层采用纯度稍差的材料，其折射率稍杂质引起损耗；包层采用纯度稍差的材料，其折射率稍高于缓冲层，但低于纤芯。包层的作用是加大外直径，高于缓冲层，但低于纤芯。包层的作用是加大外直径，使光纤结实，能抵抗弯曲。使光纤结实，能抵抗弯曲。光纤的结构光纤的尺寸n描述光纤尺寸的参数有两个：n内芯直径和反射层直径，其度量单位都为微米(m, 1m=110-6m)。n最细的光纤其内芯直径通常只有510m，粗一些的光纤其内芯直径为50100m。n局域网中最常用的光纤是62.5m/125m的光纤，其中62.5m是内芯直径，而125m是反射层的直径。（2）

32、光纤的类型n多模光纤(Multimode Fiber, MMF) 光信号不止一种波长，典型的多模光纤尺寸为62.5m/125mn单模光纤(Singlemode Fiber, SMF ) 光信息只有一种波长，典型的单模光纤尺寸为8m/125m（3）光纤通信系统（4）光纤通信的优缺点）光纤通信的优缺点优优点：点： (1) (1)传输频带传输频带很很宽宽，通信容量大。，通信容量大。 (2) (2)传输传输衰耗小，适合于衰耗小，适合于长长距离距离传输传输。 (3) (3)体体积积小，重量小，重量轻轻，可，可绕绕性性强强，敷，敷设设方便。方便。 (4) (4)输输入与入与输输出出间电间电隔离，不怕隔离，

33、不怕电电磁干磁干扰扰。 (5) (5)保密性好，无漏信号和串音干保密性好，无漏信号和串音干扰扰。 (6) (6)抗腐抗腐蚀蚀，抗酸碱，且光，抗酸碱，且光缆缆可直埋地下。可直埋地下。缺点：缺点： （1)1)强强度不如金属度不如金属线线。 (2) (2)连连接比接比较较困困难难。 (3) (3)分路和耦合不方便。分路和耦合不方便。 (4) (4)弯曲半径不宜太小。弯曲半径不宜太小。( (5 5) )光纤通信系统的组成光纤通信系统的组成 通信容量大，中继距离长（在多模光纤中光信号可传输通信容量大，中继距离长（在多模光纤中光信号可传输6 6kmkm左右，左右，在单模光纤中可传输在单模光纤中可传输303

34、0kmkm左右）。特点是可靠性高，传输速率高，左右）。特点是可靠性高，传输速率高，不受雷电、开关操作的影响，抗电磁等干扰的能力强，可作为语言、不受雷电、开关操作的影响，抗电磁等干扰的能力强，可作为语言、数据和图象的传输。因此光纤通信已经成为城市配电网通信的主要数据和图象的传输。因此光纤通信已经成为城市配电网通信的主要方式，也是当前较好的通信手段。方式，也是当前较好的通信手段。光纤自愈环网光纤自愈环网光端机光端机光端机光端机光端机光端机光端机光端机FTUFTUFTUFTUFTUFTU配电主站配电主站A A环环B B环环F光纤自愈环网光纤自愈环网光端机光端机光端机光端机光端机光端机光端机光端机FT

35、UFTUFTUFTUFTUFTU配电主站配电主站A环B B环环FA A环环多通道光端机多通道光端机COM1COM2COM3COM4COM5网管A进B出B进A出多通道光端机示意图多通道光端机示意图数据子站513.3 高频电压脉动控制系统高频电压脉动控制系统信号传送范围可以从高压配电线经柱上变压器信号传送范围可以从高压配电线经柱上变压器或箱式变压器至低压用户端。或箱式变压器至低压用户端。信号传送特性受谐波和负载端装设的并联电容信号传送特性受谐波和负载端装设的并联电容器影响，频率选择要恰当器影响，频率选择要恰当(50Hz系统多用系统多用283.3Hz，60Hz系统多用系统多用260Hz)。调制方式与

36、传送速度的关系用移幅幅控调制方式与传送速度的关系用移幅幅控(ASK)方式时低于方式时低于10bps, 用移频幅控用移频幅控(FSK)方式时为方式时为5060bps。高频电压脉动控制技术特点：高频电压脉动控制技术特点：3.4 工频控制技术工频控制技术工频控制技术的特点：工频控制技术的特点：信号发生原理是在工频电源电压过过点附近用用晶管控信号发生原理是在工频电源电压过过点附近用用晶管控制电容放电或通过电感吸收电流产生脉冲波。制电容放电或通过电感吸收电流产生脉冲波。传送速度是通过在过过点同时传送多个通道脉冲，可以传送速度是通过在过过点同时传送多个通道脉冲，可以实现很高的传送速度。实现很高的传送速度。

37、传送可靠性受负荷阻抗变化的影响，并要要意利用控制传送可靠性受负荷阻抗变化的影响，并要要意利用控制相位原理的其他设备所发出的脉冲的干扰。相位原理的其他设备所发出的脉冲的干扰。 是一种双向通信方式，它也是利用电力传输线作为信是一种双向通信方式，它也是利用电力传输线作为信号传输途径，并利用电压过过的时机进行信号调制。号传输途径，并利用电压过过的时机进行信号调制。工频控制技术的优点和缺点：工频控制技术的优点和缺点：工频控制技术与脉动控制技术相比，设备更简单，工频控制技术与脉动控制技术相比，设备更简单，投资更节省；投资更节省；与配电线载波系统相比，工频控制技术不存在由于与配电线载波系统相比，工频控制技术

38、不存在由于驻波而带来的盲点问题。驻波而带来的盲点问题。同脉动控制技术类类，工频控制技术存在的的出问同脉动控制技术类类，工频控制技术存在的的出问题是当停电时通信将中断，这妨碍了其应用于配电自动题是当停电时通信将中断，这妨碍了其应用于配电自动化系统的其它功能中，但是对于自动抄表和负荷控制却化系统的其它功能中，但是对于自动抄表和负荷控制却不会受到影响。不会受到影响。 电话线已被电力公司广泛应用于电话线已被电力公司广泛应用于SCADA和继电保护中，长期的实践证和继电保护中，长期的实践证明它是一种成熟的通信方式。单从技术角度看，利用电话线通信是很适合明它是一种成熟的通信方式。单从技术角度看，利用电话线通

39、信是很适合于配电自动化系统的，利用电话线通信可以达到较高的波特率，而且容易于配电自动化系统的，利用电话线通信可以达到较高的波特率，而且容易实现双向通信。但是电话专线的租用费用往往较高，并且电力公司无法完实现双向通信。但是电话专线的租用费用往往较高，并且电力公司无法完全掌握电话线通信的维护以确保其可靠运行。全掌握电话线通信的维护以确保其可靠运行。3.5 电话线通信电话线通信专线电话：专线电话：能传输高达能传输高达2400bps的数据的数据, 但必须支付较高的租金。这种方但必须支付较高的租金。这种方式适用于对通信速率有较高要求的场合，如式适用于对通信速率有较高要求的场合，如FTU、TTU与区域工作

40、站之间与区域工作站之间以及区域工作站或以及区域工作站或RTU与配电自动化主站间的通信等。与配电自动化主站间的通信等。公用电话网的拨号电话公用电话网的拨号电话：代替租用专线可以大大降低使用费用：代替租用专线可以大大降低使用费用, 并且在接并且在接通后也能传输达到通后也能传输达到2400bps的传输速率的传输速率, 但是联通的时间但是联通的时间(包括拨号、振包括拨号、振铃检测和摘机铃检测和摘机) 较长，尤其是遇上通道忙，一时接不通的情形，因此仅适较长，尤其是遇上通道忙，一时接不通的情形，因此仅适用于对通信速率要求不高的场合，如远程自动抄表等。用于对通信速率要求不高的场合，如远程自动抄表等。采用电话

41、线的优点和不足：采用电话线的优点和不足：a)优点：采用电话线传输数据利用了电话网的现有资源，因优点：采用电话线传输数据利用了电话网的现有资源，因此具有简单、投资少和使用方便等优点。此具有简单、投资少和使用方便等优点。b)不足：不足： 传输速率受限，一般在传输速率受限，一般在2400bps以内。以内。 有的街区从市容角度考虑不允许架线横跨马路，这使得架有的街区从市容角度考虑不允许架线横跨马路，这使得架设电话线困难重重。设电话线困难重重。 电力公司无法完全掌握电话线的维护以确保其可靠运行。电力公司无法完全掌握电话线的维护以确保其可靠运行。 电话线难以覆盖到许多区域。电话线难以覆盖到许多区域。 传输

42、差错率高，误码率往往高达传输差错率高，误码率往往高达10-310-5。 传输距离受限制，因为对于长距离传输，由于经多段转接，传输距离受限制，因为对于长距离传输，由于经多段转接，群延时大，信号畸变严重，为此必须对线路采取均衡措施。群延时大，信号畸变严重，为此必须对线路采取均衡措施。 拨号电话的接续时间长且有时接不通。拨号电话的接续时间长且有时接不通。 现场总线现场总线(Field Bus)是近二十年来发展起来的新技术，它是近二十年来发展起来的新技术，它是连接智能现场设备和自动化系统的数字式双向传输、多分支是连接智能现场设备和自动化系统的数字式双向传输、多分支结构的通信网络。结构的通信网络。(1)

43、 现场总线的特点：现场总线的特点：全数字化的双向数据传输。全数字化的双向数据传输。智能程度高，可以完成差错控制和一些采集与控制算法，可以智能程度高，可以完成差错控制和一些采集与控制算法，可以具有一定的报文处理能力。具有一定的报文处理能力。拓扑结构灵活，可构成总线型、环形、星形等各种结构。拓扑结构灵活，可构成总线型、环形、星形等各种结构。开放式结构，便于设备间互连。开放式结构，便于设备间互连。3.6 现场总线和现场总线和RS485 现场总线的一对传输线上可以共线联接多台设备，使现场设现场总线的一对传输线上可以共线联接多台设备，使现场设备的通信简单化。备的通信简单化。 现场总线采用经打包后的数字信

44、息传输，并具有检错和纠错现场总线采用经打包后的数字信息传输，并具有检错和纠错手段，因而抗干扰能力强。手段，因而抗干扰能力强。 现场总线是开放式系统，它是根据开放互连系统协议现场总线是开放式系统，它是根据开放互连系统协议(OSI)的七层协议制订的，可根据需要将不同厂商的设备互换互连的七层协议制订的，可根据需要将不同厂商的设备互换互连, 还可以共享数据库。还可以共享数据库。 采用现场总线的所有厂商都采用统一的组态方法，因而设备采用现场总线的所有厂商都采用统一的组态方法，因而设备便于掌握。便于掌握。(2) 现场总线的优越性体现在以下几个方面：现场总线的优越性体现在以下几个方面： 常用的现场总线：有常

45、用的现场总线：有CAN BUS(Controller Area Network)、LON WORKS(Local Operating Networks)和和PROFI BUS(Process Field Bus)等。等。 它是一种改进的串行接口标准，其接口环节简单且不它是一种改进的串行接口标准，其接口环节简单且不含含CPU。与。与RS-232C不同，不同，RS-485采用双线传输信号，采用双线传输信号，在发送时采用差分的方式将逻辑电平转换为电位差来传送，在发送时采用差分的方式将逻辑电平转换为电位差来传送，在接收时将电位差还原为逻辑电平。在接收时将电位差还原为逻辑电平。RS-485最多可支持最多

46、可支持64256个发送个发送/接收器对，最远传输距离为接收器对，最远传输距离为2.5km(9600bps)，最高传输速率为，最高传输速率为2.4Mbps。(3) RS-485：3.7 无线通信系统无线通信系统 实践证明无线通信系统在配电自动化中是具有生命力的。实践证明无线通信系统在配电自动化中是具有生命力的。无线通信系统是一种覆盖面广的通信方式，它不需要传输线，无线通信系统是一种覆盖面广的通信方式，它不需要传输线，而且可以构成双向通信系统。所有的无线通信系统都能够和而且可以构成双向通信系统。所有的无线通信系统都能够和停电区域通讯。传统的无线通信系统包括以下几种：停电区域通讯。传统的无线通信系统

47、包括以下几种：（1）传统无线通信系统）传统无线通信系统调幅调幅(AM)广播。广播。调频调频(FM)广播。广播。无线寻呼网。无线寻呼网。甚高频甚高频(VHF)通信。通信。特高频特高频(UHF)通信。通信。微波通信。微波通信。卫星通信。卫星通信。目前，专门用于输电网和配电自动化的无线扩频通信设备已目前，专门用于输电网和配电自动化的无线扩频通信设备已经产品化，它既可以点对点的方式工作，又可以点对多点的经产品化，它既可以点对点的方式工作，又可以点对多点的方式工作，可满足方式工作，可满足CDT和和POLLING等远程通信规约的需要。等远程通信规约的需要。无线扩频通信系统比较适合于构成无线扩频通信系统比较适合于构成10kV开闭所、小区变或开闭所、小区变或用于集结分散测控对象的区域工作站对配电自动化用于集结分散测控对象的区