毕业设计（论文）县供电局配电自动化设计方案.doc

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1、 华北电力大学(北京)2002级毕业设计论文目 录 中文摘要 英文摘要 第一章 概述1 1.1配电自动化概念11.2 实现县局配电自动化的前期工作11.3 县级配电自动化建设应遵循的原则11.4 配电自动化的意义 2第二章 县局配电自动化系统整体结构22.1县局配电自动化系统选择遵循的原则 22.2 县局配电自动化系统整体结构 2第三章 馈线自动化系统73.1 馈线自动化技术的定义、功能、作用及构成73.2馈线自动化技术原则93.3基于FTU的馈线自动化93.4故障处理方式103.5馈线自动化的技术指标113.6环网柜的选择123.7开关站与环网柜的性能价格比较12第四章 配电自动化通信系统1

2、44.1 电力系统通信方式144.2配电网通信系统的特点154.3县局配电自动化通信系统设计方案154.4县局配电自动化通信方式的选择19第五章 结论20参 考 文 献 致 谢摘 要本文根据县局配电网的实际情况，对县局配电自动化及通信系统进行了详细的功能设计。整个方案设计遵循统一规划分步实施的建设原则，并充分考虑到城区配电网持续发展的要求。方案实施需要分期分批逐年完善，因此配网自动化及通信系统的结构应具有良好的可生长性和扩充性。本文所提出的配电通信系统设计方案充分考虑了利用现有调度自动化通信系统，合理选择自动化终端设备到子站的通信方式，是一个性价比较高的混合通信设计方案，该方案实施后，将大大提

3、高县局配网自动化水平。 关 键 词 ：配电系统自动化 馈线自动化 电力系统通信 ABSTRACT Based on the actual condition of the xianju urban distribution network, the design of the distribution automation systemabides by the constructive principle united plan step by step. Taking into consideration of the demand that the urban distribution

4、network should develop continuously, theimplementation of the distribution automation system needs to be accomplished in severalyears. Thus the distribution automation system should have the capability of flexibledevelopment and expansion. The design of distribution communication system has fully ma

5、de use of the existing dispatching communication system. The communication scheme from the automation terminal equipment to substations has been carefully selected. So it is a favorate plan with high performance-cost ratio. The implementation of the scheme will greatly enhance the automation level i

6、n xianjuurban distribution system. Key words : Distribution System Automatio Feeder Automation Power System Communication 第一章 绪论1.1配电自动化概念配电系统自动化(DSA Distribution System Automation)或者是配网自动化,由中国电机工程学会城市供电专业委员会在配电系统自动化规则设计导则提出的关于配电系统自动化的定义为:“配电系统自动化是利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术,将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构

7、和地理图形进行信息及厂集成,构成完整的自动化系统,实现配电系统正常运行及事故情况的监测、保护、控制用电和配电管理的现代化。”这一定义包含的内容相当广泛,它指出了配电系统自动化是一个信息集成系统,包含了配电网有关所有管理和控制功能。而国家电力公司在10KV配网自动化发展规划要点中关于配电系统自动化的定义为:“利用现代通讯和计算机技术,对电网在线运行的设备进行远方监视和控制的网络系统。它包含10KV馈线自动化、开闭所和小区配电所自动化,配电变压器和电容器组等的检测自动化等。”1.2 实现县局配电自动化的前期工作 (1)根据国民经济发展规划和电力发展规划编制原则,编制好县城配网近期和远期的发展规划。

8、 (2)搞好县城负荷调查和负荷预测。(3)结合本县的具体情况,从经济性、先进性、可靠性、易用性等方面综合考虑,确定改造和实现县城配网自动化的方案。1.3 县级配电自动化建设应遵循的原则县级配电电自动化是一项先导工程,不是设备更新单方面的问题,而是使县级电力企业从传统管理方式中脱颖而出的全局性问题。(1)分层、分界、分项原则按着趸售收入、人材素质两个方面分类排队进行分层;试点单位根据收入、资金能力制定分界计划;根据电网结构和人材特点来确定实施的具体项目。分界、分项时,要从总体方案充分考虑各系统之间的联系。(2) 建立高质量的自动化系统,自动化系统的硬软件应兼优,水平处于领先地位,鉴于计算机的价格

9、下跌,应考虑选择最新型式。配电自动开关应选择工作可靠,性能稳定的产品。(3) 效益原则无论是综合工程,或是单项工程,都应按着逐年工程的投入资金、售电成本、售电收入,考虑税收、贷款利息和折旧,以及企业的利润,进行可行性分析,效益显著者先上,回收期过长和无效益者暂不上或缓上。1.4 配电自动化的意义 提高供电可靠性 提高配电设备的技术水平,这主要体现在: (1) 少故障停电次数和停电时间，缩小停电范围，直至避免停电。(2) 减少和缩短设备检修时间。(3) 优化网络结构和无功配置，降低电能损耗。(4) 有效调整负荷，有利于削峰填谷。(5) 共享电力系统的数据资源。 提高企业的现代化管理水平： (1)

10、 提高城区供电设备的利用率，提高供电质量。 (2) 更好地管理配电设备。 (3) 提高供电的经济性，包括降低经常性的运行维修和推迟基本建设投资。 (4) 提高供电企业的全员劳动生产率。 (5) 提高为用户服务的响应速度和服务质量。第二章 县局配电自动化系统整体结构 2.1县局配电自动化系统选择遵循的原则(1)采用集中与分布相结合,保证数据和信息资源的高度共享,避免重复投资和资源浪费,以期获得最大投资效益。(2)系统软、硬件采用层次化体系结构,充分保证系统的可扩展性、可维护性和实用性,在不失相对稳定性和先进性的基础上,从各环节上保证地区配电网远期规划的适用性。(3)遵循相关的国际标准、国家标准,

11、保证系统的开放性。(4)以高性能的地理信息系统作为整个DM S系统开发的支持平台,使包括配电SCADA 在内的DM S 的所有子系统都构筑在地理信息的基础上,保证资源的高度共享。2.2 县局配电自动化系统整体结构 系统结构设计遵循统一规划分步实施的建设原则，并考虑到县城区配电继续发展的要求，它需要分期分批逐年完善，因此要求配网自动化系统结构具有良好的可生长性和扩充性，把每期的配电自动化子系统以“积木”的方式“填加”到整个配电自动化系统中。 根据上述原则，县局配网自动化系统可分为三个层次：配网控制中心层、子站层和配电自动化终端层（即：监控终端、监测终端、其他终端）。其基本结构如下：2.2.1 配

12、网控制中心层 配网控制中心主站 它是整个系统的最高层，从整体上实现配电网的监测和控制，分析配电网的运行状态，协调配电子网之间的关系，对整个配电网络进行有效的管理，使整个配电系统处于最优的运行状态。它是整个配电网监控和管理系统的核心。它作为人机交互的窗口，可完成各种图形显示、系统维护、设备管理、报表打印、 与其它系统的信息交换功能，并具有对可控装置的控制调节。 远程配网控制分中心 属于整个系统中的某一地区的管理层，可设置在区供电局负责该区域配网的监控。可以设置在县区供电局配调中心。主要负责城镇地区整个10KV及以下线路、设备的运行监控和配电运行管理.2.2.2 配网控制中心设备选型原则 配网自动

13、化系统是监测、控制电力系统运行的实时系统，也是全局信息资源的发源地，要求系统具有很高的实时性和可靠性；因此，在计算机系统的选型时应遵循以下原则：1)计算机系统的安全性、可靠性。 2)整个系统的先进性，实用性、经济性、合理性。3)系统的开放性和可扩性。4)界面友好、易用。 1服务器 服务器操作系统采用相应的64位UNIX操作系统平台， UNIX操作系统具有很高的稳定性、安全可靠性，适合长期运行重要的应用程序和大型数据库，在很多重要的场合使用。2工作站 对图形部分要求较高的调度员工作站采用高性能的专用工作站，UNIX操作系统。3网络 由于配电自动化主站系统上配置大量服务器、工作站，数据的流量巨大，

14、为了能适应大数据流量的数据交换而不致于由于数据量巨大产生数据的拥塞而应选择高速网络。目前高速网络基本有两种：10/100M，1000M。 县局应选用10/100M网络作为配电自动化主站系统的网络设备。采用双网配置，增加主站系统的可靠性。2.2.3 子站层因为配网中监控设备点多面广，不可能把所有的站端监控设备直接连到配电主站上，这样一来必须增设中间一级，这称为子站，它将RTU和FTU采集的各种现场信息中转（上传下达）给配网控制中心的通信处理机，监控子站还具有所辖区域内故障诊断、隔离、恢复的功能。子站一般设置在大型变电站内,可采用多种通信方式向下所属馈线监控终端,向下与配网自动化主站通信。2.2.

15、4 子站的功能配置子站 故障处理数据传输通讯监视功能其他维护功能控制功能子站作为配电自动化系统的中间层，其作用主要有两个方面功能：通信子站功能，具有数据集中和数据转发功能，且可完成管辖区域内的馈线自动化；监控子站，具有监控功能，实现变电站或大型开闭所内的三遥功能，完成10kV馈线的自动化。子站除上述功能为还有下列功能： 1、维护功能。在配网控制中心维护子站；通过笔记本维护终端远程/本地维护子站；通过子站维护配电终端（FTU，TTU）。维护功能主要包括参数设定、工况显示和系统诊断。 2、系统自诊断和远方诊断。 3、通道监视，监视通信通道传输质量，如通道的误码率。 4、故障录波和谐波分析。 5、支

16、持多种通信规约。2.2.5 配电终端层它们是整个系统的底层，它完成柱上开关、环网开关、箱式变、配电变压器、开闭所、集抄系统等各种现场信息的采集处理及监控功能。 2.2.6监控终端的功能（FTU） 监控终端FTU主要应用于配网自动化，适用于35kV以下馈线、环网柜、开闭所的监控。考虑到城区配电线路多为同杆架设且路数不同，所以FTU应系列化满足不同容量的要求。FTU还能满足开闭所不同容量的要求。 1、三遥功能：完成35kV以下馈线、环网柜、开闭所的遥测、遥信和遥控。2、故障信号捕捉：捕捉馈线的相间短路、单相接地故障。3、自动重合器：结合断路器实现自动重合器功能。4、馈线自动化：配合子站和配网控制中

17、心实现配电线路故障自动隔离和非故障区的恢复供电。 5、谐波分析和故障录波：为分析电压质量和线路故障提供可靠的追忆数 6、维护：通过维护终端进行本地维护，接受配网控制中心和子站的远程维护。 7、通信：通过通信端口和子站或配网控制中心通信。8、数据集中转发：集中FTU、TTU或其它智能设备的数据并传送到子站或配网控制中心；转发子站或配网控制中心的数据到FTU、TTU或其它智能设备。2.27 监测终端的功能（TTU）监测终端TTU主要适用于配电网的配电变压器的监测和箱式变的监控。和表计结合可组成具有计量功能的变压器监控装置。1、监控：实现馈线的监控。 2、监测配电变压器运行工况：监测U、I、P、Q、

18、COS、KWH，并形成配变负荷曲线。 3、直流量采集：采集油温、压力等直流量的采集。4、维护功能：通过维护终端进行本地维护，接受配网控制中心和子站的远程维护。 5、通信：通过通信端口和子站或配网控制中心通信。6、数据集中转发：集中TTU、集中抄表器或其它智能设备的数据并传送到子站或配网控制中心；转发子站或配网控制中心的数据到TTU集中抄表器或其它智能设备。7、无功自动补偿第三章 馈线自动化系统 配电网馈线自动化是配电自动化系统的主要内容之一。随着经济的高速发展，人们对电力需求日益增长，同时对供电可靠性和供电质量提出了更高的要求。电力部颁布的“九五”指标，要求供电系统供电可靠性达到99.9%，根

19、据目前国内配电网的现状，若不采取有效措施，是不可能达到此要求的。配电网馈线自动化是配电系统提高供电可靠性最直接、最有效的技术手段，因此目前在配电自动化过程中首先进行的往往都是配电网馈线自动化，这也是配电自动化的基础。.3.1 馈线自动化技术的定义、功能、作用及构成 3.1.1 馈线自动化的定义按照国际电气电子工程师协会（IEEE）对配电网自动化的定义，馈线自动化系统（FAS-Feeder Automation System）是对配电线路上的设备进行远方实时监视、协调及控制的一个集成系统。3.1.2 馈线自动化的功能馈线自动化主要有以下几项功能：(1)数据采集与监控（SCADA）就是通常所说的远

20、动，即四遥（遥信、遥测、遥控、遥调）功能。（2） 故障定位、隔离及恢复供电 指线路故障区段（包括小电流接地故障）的定位与隔离及无故障区段供电的自动恢复。（3） 无功控制 指线路上无功补偿电容器组的自动投切控制。3.1.2馈线自动化的作用馈线自动化的作用在于：1 减少停电时间，提高供电可靠性。 利用馈线自动化系统，可实现故障自动定位、隔离及恢复供电，从而减少停电时间，缩小故障范围。2 提高供电质量 馈线自动化系统实时监视线路电压的变化，自动调节变压器输出电压或投切补偿电容器组，保证用户电压符合要求。 3 节省总体投资 馈线自动化往往采用环网设计、辐射网运行，在给用户供电的线路故障退出运行后，通过

21、操作联络开关，由其它的健康线路供电，充分地发挥设备的潜力，显著地节省线路上的投资。 4 减少电网运行与检修费用。馈线自动化系统对配电线路及设备运行状态进行实时监视，并提供数据与资料，以便及时确定线路故障点及原因，缩短故障修复时间，为实现设备的及时检修创造了条件，3.1.3 馈线自动化系统的构成 馈线自动化系统可分为一次设备、控制箱、分散多点通信、控制主站及SCADA/DMS主站等五个层次。其中控制主站可设在变电站中，也可单独设置在配调控制中心。1、 一次设备 （1） 开关 实现馈线自动化首先要求配电网配电网按环网设计、以辐射方式运行。采用的开关设备有自动重合器、负荷开关及分段器等。故障隔离及恢

22、复供电有两种方式：按顺序重合和SCADA监控系统配合遥控负荷开关、分段器。 （2）电压、电流互感器 传统的电压、电流互感器体积大、成本高，不适于在变电站外的线路上使用。馈电线路监控系统对电压、电流变换器的负载能力精度要求相对较低，一般使用电压、电流传感装置。电流传感器体积小、造价低，内嵌在绝缘子内，配套安装在柱上开关上或线路开关柜内。 2、 控制箱 控制箱起到联结开关与SCADA监控系统的桥梁作用。它包括的主要部件有： （1） 开关操动控制电路 该电路应具有防止误操作安全闭锁的功能，能够选择遥控或当地手动操作，并有手动开、合开关按纽及AC电源或DC蓄电池电压指示。（2） 不间断供电电源 不间断

23、供电电源为开关操动机构及二次电子设备提供电源，一般采用两组12伏直流可充电蓄电池串联供电。它可由电压传感器（互感器）的二次侧220V电压经稳压器充电。在交流电源停电时蓄电池应能维持一段时间的工作。 （3） 控制箱体 控制箱体一般是户外安装，需要有较强的防腐蚀能力，由自然通风保持内部器件干燥，在气候特别潮湿的地区，可在箱内装一小功率电加热器，以防止内部器件上凝露。 3、 远方终端（FTU） FTU是馈线自动化系统中的一个关键单元。完成数据采集及开关设备的控制等功能。容量小一些，一般遥测（Yc）16路，遥信(Yx) 16路，遥控(Yk) 4-8路。FTU必须具备识别故障电流及方向的功能。 4、 通

24、信终端 3.1.4馈线自动化技术原则 1）故障处理采用智能分布与集中控制相结合的方法 DA系统的故障检测、定位、隔离与恢复控制分为三个层次，一是以配电终端为基础的故障检测，二是以子站为中心的区域控制，三是以配网控制调度中心为管理中心的高层全局控制。 馈线终端负责故障的检测，并执行子站故障处理命令。子站负责处理所辖区域馈线终端的故障上报，查询故障信息、分析故障位置及实现故障的当地隔离，且提供非故障区域的供电策略，实现恢复供电。当故障区域超出所辖区域或隔离不成功，子站上报故障给主站，由主站协调实现进一步处理。 2）子站能向主站及时上报故障信息及处理结果，使主站能全程监视故障处理过程。3.3基于FT

25、U的馈线自动化目前馈线自动化大致可分为两类：基于具有就地控制功能的线路自动重合器或分段器的馈线自动化系统；基于馈线FTU和通信网络的馈线自动化系统。由于第一种方案存在切断故障时间较长、系统可靠性低、可能扩大事故影响范围、仅在故障时才能发挥作用、不能远方遥控完成正常的倒闸操作、不能实时监视线路状况、无法掌握用户用电规律以及不能最优地管理运行电网等缺点，再加上随着电子与通信技术的发展所导致的馈线FTU和通信网络建设成本的降低，在一些乡镇企业发达的对供电质量和可靠性要求相对较高农网中，采用基于FTU的馈线自动化技术将得到很好的社会经济效益。 基于FTU的馈线自动化系统是通过在变电所出口断路器及环网柜

26、FTU，以及在配电变压器处安装TTU，并建设可靠的通信网络将它们和配电网控制中心的SCADA系统连接，再配合相关的处理软件所构成的高性能系统。 该系统在正常情况下，远方实时监视馈线分段开关与联络开关的状态和馈线电流、电压情况，并实现线路开关的远方合闸和分闸操作以优化配网的运行方式，从而达到充分发挥现有设备容量和降低线损的目的；在故障时获取故障信息，并自动判别和隔离馈线故障区段以及恢复对非故障区域的供电，从而达到减小停电面积和缩短停电时间的目的。其主要功能包括：配网馈线运行状态监测；馈线故障检测；故障定位；故障隔离；馈线负荷重新优化配置(网络重构)；无故障区段供电恢复；馈线过负荷时，系统切换操作

27、；正常计划调度操作；馈线开关远方控制操作；统计及记录：开关动作次数累计、供电可靠性统计、事故记录报告、负荷记录等。 在10KV 环形电缆配电网络中采用环网柜加装FTU并设置配电自动化系统。环网柜可以是户外式亦可以是户内式 。环网柜一般有2路进线和2路出线 2路进线分别接入环网两侧 。 数个环网柜连成 1 个供电环网。 在各环网柜上的 FTU通过通道 ( 一般采用光纤)与配电自动化系统相连, 网络出现故障时, 主站系统根据FTU 送来的信息 ,过软件运算, 遥控环网柜的负荷开关,达到故障定位、隔离和恢复供电的目的。由于本环网为电缆网，故障一般为永久性故障，所以不考虑重合闸方式，但FTU本身具备重

28、合闸功能。3.4故障处理方式 从图3-1可以看出,在正常运行时为开环运行,在故障时依靠馈线远方终端FTU提供信息来进行故障定位,然后依靠环网柜的负荷开关进行故障隔离和非故障恢复供电。具体过程通过图3-1来说明,正常运行时,A8-2负荷开关为打开状态。当d处发生永久性故障时,FTU1和FTU2检测到故障电流超过整定值,电源1出口断路器跳闸,A2-2负荷开关不动作,断路器重合不成功,FTU1和FTU2再次流过故障电流,而FTU3无故障电流经过,DAS系统计算机运算得出故障在A2-2和A3-1两台负荷开关之间的电路上,DAS通过遥控断开A2-2和A3-1两台负荷对故障隔离,断路器再次合闸,恢复供电,

29、然后遥控合上环网柜8的A8-2负荷开关,由电源2对环网柜3的用户供电。其他点的故障,情况类似。(注：A2-2为环网柜2的隔离开关2，：A3-1为环网柜3的隔离开关1，：A8-2为环网柜8的隔离开关2即常分开关 ） 环网柜1 环网柜2 环网柜3 环网柜4FTU1 FTU2 d FTU3 FTU4电源1 分支箱电源2 FTU5 FTU6 FTU7 FTU8 环网柜5 环网柜6 环网柜7 环网柜8 常合开关 常分开关 馈线图3-1环网柜组成的“手拉手”环网从图4-1可以看出,在正常运行时为开环运行,在故障时依靠馈线远方终端FTU提供信息来进行故障定位,然后依靠环网柜的负荷开关进行故障隔离和非故障和非

30、故障恢复供电。具体过程通过图4-1来说明,正常运行时,A8-2负荷开关为打开状态。当d处发生永久性故障时,FTU1和FTU2检测到故障电流超过整定值,电源1出口断路器跳闸,A2-2负荷开关不动作,断路器重合不成功,FTU1和FTU2再次故障电流,而FTU3无故障电流经过,DAS系统计算机运算得处故障在A2-2和A3-1两台负荷开关之间的电路上,DAS通过遥控断开A2-2和A3-1两台负荷对故障隔离,断路器再次合闸,恢复供电,然后遥控合上环网柜8的A8-2负荷开关,由电源2对环网柜3的用户供电。其他点的故障,情况类似3.5馈线自动化的技术指标 故障隔离时间 40秒 非故障区域自动恢复供电时间 1

31、分钟3.6环网柜的选择环网柜的价格和性能在各种环网柜中,价格最低的是国产空气式开关(包括产气、压气式)的国产环网柜,但性能指标较低,体积较大,可靠性不高;性能指标最好、可靠性最高、体积最小的是进口S F6 环网柜,但价格最高;真空环网柜性能指标较高,但操作机构的可靠性不高,体积也相对较大。真空和S F6 环网柜由于性能指标高,是发展的趋势。目前无论是国产真空负荷开关还是S F6 负荷开关,都还普遍存在着操作机构不过关、可靠性较低的问题。本人认为,基于长期利益(确保长期可靠运行、供电、减轻维护费用、免除二次投资等)和易扩展性的考虑,进口SF6 环网柜是首选,现在反映较好的有西门子、F & G 、

32、ABB生产的SF6 环网柜,另外,可选一些合资企业生产的,如扬州京隆电器开关有限公司(引ABB 公司技术)生产的环网柜型号HGC-10BC/型环网柜, 广东番禺华丰高压电器公司(引进ABB 、F&G 公司技术) HXGN1-10-A型环网柜。3.7开关站与环网柜的性能价格比较1.开关站典型接线见图3-3，两回馈线供给两个开关站，构成一个环网。由图3-2与图3-3可以看出，一回馈线供给4个环网柜，其出线路数达到8路，相当于一个2进8出的开关站。两回馈线构成一个“手拉手”环网，完全满足开关站的转供负荷的功能，而且出线变为分散分布，至每个分支的电缆得到缩短。完全可以取代开关站。2.可靠性：见图3-2

33、和图3-3，环网柜每个区段控制2路出线，停电几率RS1=25%；开关站每个区段控制4路，停电几率RS2=50%；同时因停电面积大而检修停电的时间长，故停电时户数较少，从而大大提高了供电可靠性。3.环网柜因设备分散，便于分布实施和扩建。4.设备技术先进，装置的档次提升。5. 造价分析：环网柜的设备及监控终端按进口价格测算。项 目规 格电气设备土 建(不含征地费)出线电缆自动化监控终端每路出线费用开关站10路(2进8出)6万元(占地100m2)增加6万元增加6万元7万元15万元环网柜4路(2进2出)19万元1万元(占地3m2)无6万元13万元由以上分析，可以看出环网柜拥有较高的性价比，是配网改造中

34、电缆线路节点的理想产品。第四章 配电自动化通信系统配网自动化通信系统是配网自动化系统中非常重要的环节，是配电网自动化的神经系统。配电网运行数据的采集、配电网运行状态的改变、配电网的优化均通过通信系统。先进可靠的通信系统是实现配电自动化的关健所在。但配电网架结构复杂、设备众多分布区域广、通信网组织因难。如果将这些数量众多的自动化终端设备直接接入DAS中会影响其系统实时性，也会造成后台计算机网络组织困难，在主干通信网建设上投资巨大。同时，由于自动化设备站点分布不均衡，也会造成数据流量不均衡，影响系统数据传输的准确性和时效性。 DAS需要借助于有效的通信手段，将控制中心的控制命令准确地传送到大量的远

35、方终端，并且将反映远方设备运行情况的数据信息收集到控制中心。 电力网通过发电、输电、配电、用电各个环节伸向千家万户，形成配电网设备比较分散、环境复杂、覆盖面广的特点。从目前技术水平来看，单一的通信手段难以满足较大规模的城区DAS的需要，多种通信方式在配电网中的混合使用不失为一种设计方案。4.1 电力系统通信方式1、音频电缆：目前的通信方式中，使用音频电缆无疑是投资最少，建设周期最快的方式之一。电话线已被电力企业广泛应用于SCADA和继电保护中，长期的实践证明它是一种成熟的通信方式。但电缆的传输速率较低，不能满足配网自动化的高速率的要求。 2、载波通信：自从本世纪20年代电力线载波通信(CPUe

36、y Line Caniey，简称PLC)推出以来，PLC已成为成就而有效的电力通信手段之一，主要服务于电力线输传，传输健电保护，调度通信，SCADA和语音通信所要的信息。 3、无线扩频：扩频技术与常规无线电通信的最大区别在于利用一组速率远远高于信号速率的伪随机噪声码Pseudo Noise Code（简称PN码）对原信号进行扩频调制。4、微波通信:微波通信是一种无线通信方式，依靠电磁波在空间的传播来实现信息传输。从80年代，微波通信开始从模拟方式向数字方式过渡。微波通信的特点是：频带宽，通信容量大；受外界的干扰小，可靠性高；微波无线的方向性强，增益高，可降低发信机的输出功率；通信灵活，投资少，

37、见效快。目前多应用于调度自动化实时监控与传输。 5、光纤通信:光纤通信是以光波为载体，以光导纤维为传输介质的通信方式。它的主要特点是频带宽、容量大、损耗小、中继距离长、抗干扰性强、通信安全、便于随电力电缆铺设，目前其在电力系统的发展速度很快。 6、低压电力线载波：低压电力线载波是在220/380V低压电力线上进行信号传输，与高压电力线载波通信有较大的区别，突出表现在工作环境恶劣、线路阻抗小、信号衰减强、干扰大且时变性大等特点。4.2配电网通信系统的特点 配电网的通信设备有别于输电网，它的终端数量极大，但通道相对较短。而且配电自动化监控和管理系统的不同功能对通信的要求也不同。配电自动化监控和管理

38、系统对配电通信系统的要求有：1、高度的可靠性：配电系统的通信设备大多暴露在户外，需承受各种恶劣的自然条件的影响和电磁的干扰，同时还要考虑到维护方便； 2、经济性：通信系统投资不能太大，建设费用和维护费用不能过高，以免影响配电自动化系统的总体经济效益；3、有双向通讯能力，便于扩展，主干线上停电时不受影响； 4、通信系统必须满足目前和将来数据传输速率的要求，并适合配电网分散多点的特点。4.3县局配电自动化通信系统设计方案4.3.1方案一配网自动化通信系统可分为三个层次：配网控制中心远程配网控制分中心；配网控制中心子站；子站配电终端。配网控制中心远程配网控制分中心 根据县局的目前已建设了到各主要行政

39、单位和变电站的光纤通信系统的现状，配网控制中心远程配网控制分中心的通信可以采用三种形式：ATM、SDH 2M+路由器、光纤收发器； ATM多用于多媒体传送。 SDH 2M+路由器：该方式具有节约通信信道资源的优点，但由于其最高实际传输速率为2M，制约了远程配网控制分中心访问配网控制中心的访问速度。 光纤收发器：该方式具有通信速率高的优点，各远程配网控制分中心到配网控制中心可直接使用一对光纤进行通信，其最大通信速率可达到100M。但其缺点是需要一对直达光纤，由于目前通信光缆留有一定的余度，光纤收发器通信方式为优。 配网控制中心子站 子站一般设置在变电站或大型开闭所内，各变电站目前到局调度中心基本

40、已建设了光纤、微波通信系统，且具有较大的富裕，可用来进行配网数据的高速传输。所以采用该方式作为配网控制中心到子站的通信方式。 子站配电终端 子站到配电配电终端的通信有下列几种情况，子站到主干线FTU、TTU间的TTU间的通信，子站和其他终端的通信。 子站到主站主干线上FTU、TTU的通信：子站到主干线上FTU间的通信采用光纤以太网通信方式。TTU和子站的通信可采用屏蔽双绞线和FTU通信，通过FTU的转发构成和子站的通信。 子站到支线上的FTU、TTU间的通信：采用屏蔽双绞线通信方式，通过它和附近主干线上的FTU通信，构成和子站的通信。 子站和其他终端的通信：通过TTU或FTU转发构成和站控站端

41、的通信。通信，子站到支线上的FTU、4.3.2 方案二 光纤环网通信 在配电自动化系统中，光纤网以前较多的是组成环状网。一则结构简单，二则可靠性强。采用光纤自愈环网通信方式时，网络由各节点双向闭环串接而成。正常时，一环路工作另一环路备用，若其中某一段光纤因施工等意外原因而开断，则可以利用光纤双环网的自愈功能，继续保持通信联系，这种通信具有很高的可靠性。 光纤环网配电自动化实现方案：1）主站与子站之间采用单模光纤，以光纤以太网方式相连，通信速率100M，需光纤转换模块2对（2个子站）；2）子站与干线上环网柜、开闭所、FTU之间采用单模光纤，通过光纤双环相连（采用单模双发双收的光MODEM）实现带

42、自愈的双环通信；3） 干线TTU，支线FTU、TTU，通过双绞线就近连到干线的FTU，采用Lonworks现场总线协议，由FTU集中转发信息。 终端层环上设备与子站交换信息，环间通过主站子站光纤以太网交换信息；干线TTU，支线FTU、TTU，通过双绞线就近连到干线的FTU，进入到本通信网。对于一个子站，通过本站环和主站子站光纤以太网获取本子站范围内的信息，从而完成DA功能。 见光纤环网配网系统通信示意图 4-1 4-1光纤环网配网系统通信示意图4.4县局配电自动化通信方式的选择在县局DAS建设中，通信网建设本着可靠性、先进性与经济性相结合的原则，网络结构划分为3层次，主站系统设在县供电局主楼，

43、子站在县局主变电站。通信方式选择如下： a.用户抄表采用低压电力线载波。电量集中抄表器在抄表场合，实时性要求不高，通信可选用音频、双绞线、电话线、配电线载波等媒体。但在应用PSTN和CATV网络传输数据方面，考虑到不同行业间的差异和协调原因，推荐采用低压电力线载波方式实现集中抄表。它的最大优点是利用现有的链路资源（电力线）；缺点是容量小、传输距离较短、通信质量差，当馈电线故障或有检修作业时，通信中断。但在目前配电网发展阶段，远方抄表中低压电力线载波方式可谓经济可行。b.自动化终端设备到子站可采用光纤、数传电台或屏蔽双绞线的通信方式。无线数传通信使用高频扩频码达到扩展待传输的数字信息宽的目的，其

44、特点是抗干扰能力强、隐蔽性好、容量大、传输的，速率高。在配电自动化中适合于用做通信主干线，其设备满足CDT和Polling等远程通信协议的需要，但是在地形复杂区域的实施效果不能保证信号的可靠传输，有待继续改进。光纤通信具有传输频带宽、通信容量大、损耗低、抗电磁干扰等特点，但是在一些工程的配电网线路设计论证中证明，在配电网线路TTU，FTU设备较多的情况下采用光Modem实现线路光纤通信，投资大且故障率高，应慎重使用，以免造成资源浪费。综上所述，目前配电网线路采用屏蔽双绞线通信技术最为成熟。 C. 子站到主站层可采用微波、载波或光纤通信方式。一点多址微波设备采用TDMA及TDD（时分双工）或FD

45、D（频分双工），在电力系统应用已十分广泛，但成本较高，无传射能力，不适用于配电网多障碍物（城区建筑）、设备点位置低的环境。数字载波目前得到了很大的发展，但是在系统传输过程中不能保证在电力线路故障情况下可靠连续传输配电线路信息，故在配电网通信中只能考虑作为备用通道。光纤通信中PDH，SDH传输标准的运行已十分可靠，在配电网中用做主干传输，能真正做到实时采集故障信息，及时下达遥控指令，在工程实践中证明其性价比较高，是首选的通信方式。 第五章 结论 我国县局电网目前的管理技术非常落后,在电网自动化高度发展的今天,形成了明显的反差。但是随着改革开放,人民的生活逐步提高,用电的需求迅猛增高,县区配电网的结构越来越复杂,对可靠性的要求越来越高,如何快速排