基于光纤通信方式的抄表系统通道设计

http://www.paper.edu.cn

基于光纤通信方式的抄表系统通道设计
施蔚青1,2 ,谭太洋2
1

昆明理工大学电力工程学院,云南省昆明市(650051) 2 云南电网公司楚雄供电局,云南省楚雄市(675000)
E-mail: swq021@sohu.com

摘 要: 通信系统是远方抄表系统的神经系统,通信系统的可靠与否,将直接影响到系统 的数据采集可靠性; 通信系统的合理与否, 将直接影响到系统的运行速度、 故障恢复性能。 因此高可靠性、合理的通信系统是系统的关键。 关键词: 光纤,通信,抄表

1. 引言
通信系统是远方抄表系统的神经系统, 通信系统的可靠与否, 将直接影响到系统的数据 采集可靠性;通信系统的合理与否,将直接影响到系统的运行速度、故障恢复性能。因此高 可靠性、合理的通信系统是系统的关键。

2. 方案原理
抄表系统的通信部分可根据各抄表点实际的地理位置和环境情况采用不同的通信方法 相结合。 开发区部分是本期远抄工程主要实现对象。 目前电力部门已在配网自动化工程中建 设了自己的光缆主干通道,有的通信信道(光纤或有线方式)已延伸至各公变、用户变和开 闭所的TTU及其它设备。因此建议在低压集中抄表系统建设工程中,采用以光纤为主的通信 方式将公变、用户变、开闭所集中器、电能表至主站通信,从各终端点引光纤尾缆至主干通 道。这样做将有以下几个优点: 通信信道利用率增强、通信系统投资合理,减少重复建设。配网自动化设备可直接利用 现有的通道。 这样的通信方式使光纤主干信道延伸到主要的工业、 居民小区, 为将来电力局光纤通信 网提供增值服务打下基础。 光纤通信方式的信号不易受干扰、 衰减小、 信息量大的特点也正满足抄表系统通信主干

1

http://www.paper.edu.cn

通道特别是室外变压器端终端设备通信的需求,同时也利于系统的设备扩展。 此外该方式的实现也符合电力系统建设以光纤为主干, 结合多种通信方式的综合应用网 络的要求。[1]

3. 工程需要
根据现有的通信网络状况,抄表集中器、电能表光通信通信通道可采用两种方法实现: ①使用独立的通道,独立的光收发设备,直接通过光纤主干网通道送至中心站。 ②与TTU共同使用同一通信信道, 共用同一光收发设备, 抄表数据通过TTU转发经主通道 送至中心站通信前置机, 由前置机处理分流数据后经中心站局域网送至抄表主站通信机, 接 口输出设备为10M/100MHUB。[2] 以上两种实现方法经考虑建议采用方法②。首先,采用方法①,在每个通信点就需要两 套的通信设备(抄表、TTU)。这样的投资完全违背了使用光缆通信的初衷,造成较大浪费。 第二, 采用方法②使抄表主站在布局上更灵活, 而不必考虑接近光缆入口。 第三, 从可靠性、 利用率方面, 除需数据分流外二者在数据通道处理上没有任何区别; 同时由于光缆有足够的 速率和带宽,因此也不存在信道拥挤的情况。

4. 工程方案
根据目前光纤通信网的实际情况和本期抄表系统功能需求, 以及考虑光纤网络建设对将 来网络综合利用的需求,有以下几个设想方案供参考: 1.全光纤通信方案(单模) 本方案所有的公变、 开闭所、 用户变全部采用光纤通信方式、 使用光纤尾缆连接变压器、 开闭所抄表终端、TTU至光纤主干通道,由主干通道汇至抄表系统主站,配网自动化主站。 从而实现主站至开发区变压器端的全光纤通信化。 该方案使系统通信投入一步到位,但也带来系统投资大、工程复杂的问题。 2.光纤-有线结合方式(单模) 本方案采用光纤和有线混合组网方式:从光主干通道引尾缆至开发区3个开闭所和其它 几个变压器相对集中(用户相对集中)的公变点,这一段采用光纤通信方式;以该部分变压 器点为中心, 其余附近变压器点采用屏蔽双绞线485总线通信方式接入该点汇至光纤通信网。 该方案既实现了基本的光纤网进入小区的构想, 同时也降低了投资成本, 减轻了前期工 程的复杂性,易于建设。RS485作为一种廉价的总线(接口)技术,在1KM的网络长度中可实 现1200b/s的速率,能够满足需求单一的分散变压器TTU、抄表集中器的需求。同时这样的网 络结构对于将来的网络升级(485双绞线改为光纤),网络功能扩展也带来较大的灵活性。 3.单模-多模光纤混合网

2

http://www.paper.edu.cn

从节约投资的角度考虑, 同时各变压器终端点距离主干通道距离较近, 系统也可以采用 单模-多模光纤混合组网的方式, 即: 从主干至各变压器终端部分的通信采用多模光纤方式, 每个终端相对集中的区域采用一套单模-多模转换设备,实现多模至单模网络的接入。 该方案能够节约一定的投资,但对于电网这样节点较多,结构复杂,且系统原有单模设 备与将投入设备交叉使用较多,因此该方案在具体实施过程中会比较复杂和难于维护。

5. 相关设备
1)电源 由于本期工程集中器部分未配备自流电源和后备电源,因此在方案中增设了电源部分 (含后备电源),该电源供给光端机和TTU,当变压器停电时,后备电源负责维持光端机的 正常工作。 2)变压器各终端防水外箱 变压器处各设备如TTU,抄表集中器、电能表、互感器等如果各自使用独立外箱,将显 的凌乱和不易管理,建议对各设备外箱进行统一设计安排,TTU、抄表集中器、电能表、光 纤收发器等安装于同一箱体内;互感器及相关设备单独安排在一个箱体内。 纤通信部分通信前置机 该设备由配网自动化主站通信前置机完成。 此外配网自动化系统中的远程抄表子系统也 基本完成, 该子系统具有独立的远抄通信前置机软件, 因此也可选择在此基础上设置独立的 通信前置机。

4)光端机(OTR-2021)性能及参数: 该设备作为异步低速数据任意接入的光数据复用设备(ODT),是为了满足电力网的数 据传输而特定研制的,该设备体积小,重量轻,功耗低,性能稳定可靠,组网灵活方便。 本设备具有如下特性: 传输速率从0~115.2kb/s全透明传输; 提供一个标准的RS-485接口,在1000m范围内可连接多达32个子节点; 用户安装无须调试,即插即用; 强电磁干扰环境及强雷电环境安全传输。 技术指标和电气特性 最高速率达115.2kb/s; 环境条件 允许工作环境温度 相对湿度 电源 -15℃~75℃ 95%(25℃)

3

http://www.paper.edu.cn

直流电压

+12V±10%

6. 结语
由于配网自动化在我国起步较晚, 各地区实现情况不尽相同, 给实施集中抄表系统工程 带来了不同的困难。 利用已有的各供电局已有的光纤通道, 将是供电局在实际方案设计中一 种性能价格比较高的通信方式。

参考文献
[1] 王明俊,于尔铿,刘广一,配电网自动化及其发展,电网技术,1996,20(12) [2] 刘健,配电自动化系统,北京:中国水利水电出版社,1998,13-16

One Design For The channel of the Remote Readout Meter System based on Optical Fiber Network
Shi Weiqing 1,2
1

Tan Taiyang 2

School of Electrical Engineeing,Kunming University of Science and Technology,kunming 650051,Yunnan Province,China 2 ChuXiong Bureau,Yunnan power grid Corporation, chuxiong 675000,Yunnan Province,China ABSTRACT This paper introduces the design of of channel for the remote readout meter system ,analyzes some relevant problems existed in operation.at the end ,the paper introduces some importment points in design. KEY WORDS: optical fiber, optical fiber, readout meter system

4


相关文档

基于MATLAB的光纤通信演示系统设计
基于FPGA的光纤通信系统的设计与实现
浅谈抄表系统的通信通道设计
基于FPGA和光纤通信的音频传输系统设计
基于RS485和光纤通信技术的测控系统设计与实现
基于matlab的光纤通信课程设计的组建与实现
基于STM1的光纤通信自愈保护系统的研究与设计
基于VC_的光纤通信中继距离设计软件系统_周峰
基于光纤通信治安防范系统设计与实现
基于逻辑设计的光纤通信8B_10B编解码方法研究
电脑版