電力自動(dòng)化通訊設(shè)備工作原理分析

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1、電力自動(dòng)化通訊設(shè)備工作原理分析 摘要：電力通訊涉及的專(zhuān)業(yè)資源龐大而復(fù)雜，包括線路資源和設(shè)備資源，智能資源和非智能資源，物理資源和邏輯資源；另外隨著電力通訊系統(tǒng)的迅速發(fā)展，傳輸干線的數(shù)目大幅度增加，傳輸系統(tǒng)容量越來(lái)越龐大，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)管理、電路調(diào)度工作的難度和復(fù)雜度增加。鑒于此，文章對(duì)電力通訊自動(dòng)化設(shè)備與工作模式進(jìn)行了探討。 關(guān)鍵詞：電力通訊；自動(dòng)化設(shè)備；載波通訊；微波通訊；光纖通訊 一、電力通訊自動(dòng)化設(shè)備 （一）載波通訊設(shè)備 一個(gè)完整的載波通訊系統(tǒng)，按功能劃分，大體分為調(diào)制系統(tǒng)、載供系統(tǒng)、自動(dòng)電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)、振鈴系統(tǒng)和增音系統(tǒng)。其中前四部分是載波機(jī)的主要組成。 1．載波機(jī)。電力線載波機(jī)概

2、括起來(lái)由四部分組成：自動(dòng)電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)、載供系統(tǒng)、調(diào)制系統(tǒng)和振鈴系統(tǒng)。載波機(jī)類(lèi)型不同，各自系統(tǒng)的構(gòu)成原理、實(shí)現(xiàn)方式等都有所不同。調(diào)制系統(tǒng)：雙邊帶載波機(jī)傳輸?shù)氖巧舷聝蓚€(gè)邊帶加載頻信號(hào)，只要經(jīng)過(guò)一級(jí)調(diào)制即可將原始信號(hào)搬到線路頻譜；單邊帶載波機(jī)傳輸?shù)氖菃芜厧б种戚d頻的信號(hào)，一般要經(jīng)過(guò)兩級(jí)或三級(jí)調(diào)制將原始低頻信號(hào)搬往線路頻譜。自動(dòng)電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)：此系統(tǒng)的設(shè)置是為補(bǔ)償各種因素所引起的傳輸電平的波動(dòng)。在雙邊帶載波機(jī)中，載頻分量是常發(fā)送的，在接收端，將能夠反映通道衰減特性變化的載頻分量進(jìn)行檢波、整流，而后去控制高載放大器的增益，即可實(shí)現(xiàn)此目的；單邊帶載波機(jī)，設(shè)置中頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)，發(fā)信端的中頻載頻一方面送往中頻調(diào)幅器

3、，另一方面經(jīng)高頻調(diào)幅器的放大器送往載波通路，對(duì)方收信支路用窄帶濾波器選出中頻，放大后，一方面送中頻解調(diào)器進(jìn)行同步解調(diào)另一方面作為導(dǎo)頻，經(jīng)整流后，再去控制收信支路的增益或衰減，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)電平調(diào)節(jié)。振鈴系統(tǒng)：為保證調(diào)度通訊的迅速可靠，電力線載波機(jī)均設(shè)置樂(lè)自動(dòng)交換系統(tǒng)以完成振鈴呼叫自動(dòng)接續(xù)的任務(wù)。雙邊帶載波機(jī)是利用載頻分量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)呼叫，單邊帶載波機(jī)則設(shè)有專(zhuān)門(mén)的音頻振鈴信號(hào)。載供系統(tǒng)：其作用是向調(diào)制系統(tǒng)提供所需載頻頻率。在雙邊帶載波機(jī)中，發(fā)信端根據(jù)調(diào)制系統(tǒng)的需要，一般設(shè)有中頻載頻和高頻載頻，而且收信端除設(shè)有一個(gè)高頻載頻振蕩器外，中頻解調(diào)器的載頻則主要靠對(duì)方端送過(guò)來(lái)的中頻載頻，以實(shí)現(xiàn)載頻的“最終同步”

4、。 2．音頻架、高頻架。在載波通訊中，如果調(diào)度所和變電站相距較遠(yuǎn)，為了保證撥號(hào)的準(zhǔn)確性和通訊質(zhì)量，在調(diào)度所側(cè)安裝音頻架，而在變電站側(cè)安裝高頻架，兩架之間用音頻電纜連接起來(lái)。載波機(jī)按音頻架、高頻架分架安裝后，用戶線很短，通訊質(zhì)量明顯提高，另外給遠(yuǎn)動(dòng)通路信號(hào)電平的調(diào)整也帶來(lái)方便。同時(shí)，話音通路四線端亦在調(diào)度所，便于與交換機(jī)接口組成專(zhuān)用業(yè)務(wù)通訊網(wǎng)。 （二）微波通訊設(shè)備 根據(jù)微波站的作用，所承擔(dān)任務(wù)的不同，微波站分為不同類(lèi)型。根據(jù)站型的不同，其設(shè)備也有所不同。但一般來(lái)說(shuō)，包括以下設(shè)備：終端機(jī)、收發(fā)信機(jī)、天饋線、微波配線架、電源、蓄電池、鐵塔等。 1．收、發(fā)信機(jī)。微波收、發(fā)信機(jī)的主要任務(wù)就是在群

5、路信號(hào)與微波信號(hào)之間進(jìn)行頻率變換。在發(fā)信通道，頻率變換過(guò)程是將信號(hào)的頻率往高處變（群路信號(hào)變?yōu)槲⒉ㄐ盘?hào)），即上變頻。在收信通道，頻率變換過(guò)程是將信號(hào)的頻率往低處變（微波信號(hào)變?yōu)槿郝沸盘?hào)），即下變頻。 2．終端機(jī)。微波通訊系統(tǒng)中，必須有復(fù)用設(shè)備作為終端機(jī)，其作用是：在發(fā)信端，將各用戶的話路信號(hào)，按一定的規(guī)律組合成群頻話路信號(hào)；在收信端，將群頻話路信號(hào)，按相應(yīng)規(guī)律解出各個(gè)話路信號(hào)。 （三）光纖通訊設(shè)備 光纖通訊系統(tǒng)主要包括光端機(jī)和光中繼機(jī)以及脈沖編碼調(diào)制PCM數(shù)字通訊設(shè)備。 1．光端機(jī)。光端機(jī)是光纖通訊系統(tǒng)中主要設(shè)備。它由光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)組成。在系統(tǒng)中的位置介于PCM電端機(jī)和光纖傳輸線路

6、之間。光發(fā)送機(jī)由輸入接口、光線路碼型變換和光發(fā)送電路組成。光接收機(jī)由光接收定時(shí)再生、光線路碼型變換和輸出接口等組成。光端機(jī)中還有其他輔助電路，如公務(wù)、監(jiān)控、告警、輸入分配、倒換、區(qū)間通訊、電源等。在實(shí)際應(yīng)用中，為了提高光端機(jī)的可靠性，往往采用熱備用方法，使系統(tǒng)在主備狀態(tài)下工作，正常情況下主用部分工作，當(dāng)主用部分發(fā)生故障時(shí)，可自動(dòng)切換到備用部分工作，目前應(yīng)用較多的是一主一備方式。光端機(jī)各主要組成部分作用輸入接口：將PCM綜合業(yè)務(wù)接入系統(tǒng)送來(lái)的信號(hào)變成二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)。光線路碼型變換：簡(jiǎn)稱(chēng)碼型變換，將輸入接口送來(lái)的普通二進(jìn)制信號(hào)變換為適于在光纖線路中傳送的碼型信號(hào)。光發(fā)送電路：包括光驅(qū)動(dòng)電路、自動(dòng)光

7、功率控制電路和自動(dòng)溫度控制電路。光驅(qū)動(dòng)電路將碼型變換后的信號(hào)變換成光信號(hào)向?qū)Ψ絺鬏?。光接收電路：將通過(guò)光纖送來(lái)的光脈沖信號(hào)變換成電信號(hào)，并進(jìn)行放大，均衡改善脈沖波形，清除碼間干擾。定時(shí)再生電路：由定時(shí)提出和再生兩部分組成，從均衡以后的信號(hào)流中抽取定時(shí)器，再經(jīng)定時(shí)判決，產(chǎn)生出規(guī)則波形的線路碼信號(hào)流。光線路碼型反變換：簡(jiǎn)稱(chēng)碼型反變換。將再生出來(lái)的線路信號(hào)還原成普通二進(jìn)制信號(hào)流。光端機(jī)一般采用條架結(jié)構(gòu)，單元框方式。不同速率下工作的光端機(jī)，單元框的組成情況也不同。 2．光中繼機(jī)。在進(jìn)行長(zhǎng)距離光傳輸時(shí)，由于受發(fā)送光功率、接收機(jī)靈敏度、光纖線路衰耗等限制，光端機(jī)之間的最大傳輸距離是有限的。例如34Mbi

8、t/s光端機(jī)的傳輸距離一般在50～60km的范圍，155Mbit/s光端機(jī)的傳輸距離一般在40～55km的范圍，若傳輸距離超過(guò)這些范圍，則通常須考慮加中繼機(jī)，相當(dāng)于光纖傳輸?shù)慕恿φ荆@樣可以將傳輸距離大大延長(zhǎng)。由于光中繼機(jī)的作用可知，光中繼機(jī)應(yīng)由光接收機(jī)、定時(shí)、再生、光發(fā)送等電路組成。一般情況下，可以看成是沒(méi)有輸入輸出接口及線路碼型正反變換的光端機(jī)背靠背的相連。因此，光中繼機(jī)總的來(lái)說(shuō)比光端機(jī)簡(jiǎn)單，為了實(shí)現(xiàn)雙向傳輸，在中繼站，每個(gè)傳輸方向必須設(shè)置中繼，對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)的光中繼機(jī)的兩套收、發(fā)設(shè)備，公務(wù)部分是公共的。 3．?dāng)?shù)字通訊設(shè)備。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)字通訊設(shè)備包括PCM基群和高次群復(fù)接設(shè)備。PCM基群設(shè)

9、備是將模擬的話音信號(hào)通過(guò)脈沖編碼、調(diào)制，變成數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)數(shù)字復(fù)接技術(shù)，將多路PCM信號(hào)變成一路基群速率為2048Mbit/s信號(hào)進(jìn)行傳送，以及將收到的PCM基群信號(hào)通過(guò)相反的處理過(guò)程，還原成模擬的話音信號(hào)的一種設(shè)備。 二、電力通訊網(wǎng)絡(luò)的工作模式 通訊的目的是為了傳送、交換信息。雖然信息有多種形式（如語(yǔ)音，圖像或文字等），但一般通訊系統(tǒng)的組成都可以概括為：信源是指信息的產(chǎn)生來(lái)源，這些信息都是非電信息，要轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，需要一種變換器，即輸入設(shè)備。交換設(shè)備是溝通輸入設(shè)備與發(fā)送設(shè)備的接續(xù)裝置。它可以經(jīng)濟(jì)地使用發(fā)信設(shè)備，提高發(fā)信設(shè)備的利用率。發(fā)送設(shè)備的任務(wù)是將各種信息的電信號(hào)經(jīng)過(guò)處理（如調(diào)制、濾

10、波、放大等）使之滿足信道傳輸?shù)囊?，并?jīng)濟(jì)有效地利用信道。載波通訊中，載波機(jī)的發(fā)信部分就是一種發(fā)送設(shè)備。信道是信息傳輸?shù)拿浇椋爬ǖ刂v分有線信道和無(wú)線信道。信號(hào)在傳輸過(guò)程中，還會(huì)受到它們是接收線路傳輸?shù)男畔?，并把它恢?fù)為原始信息形式，完成通訊。在電力工業(yè)中，現(xiàn)已形成以網(wǎng)局及省局為中心的專(zhuān)用通訊網(wǎng)，并且已開(kāi)通包括全國(guó)各大城市的跨省長(zhǎng)途通訊干線網(wǎng)絡(luò)。在現(xiàn)行的通訊網(wǎng)中光纖通訊已占主導(dǎo)地位。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，大電站、大機(jī)組、超高壓輸電線路不斷增加，電網(wǎng)規(guī)模越來(lái)越大；通訊技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，裝備水平不斷提高，更新周期明顯縮短。數(shù)字微波、衛(wèi)星通訊、移動(dòng)通訊、對(duì)流層散射通訊、特高頻通訊、擴(kuò)展頻譜通訊、數(shù)字程控交換機(jī)以及數(shù)據(jù)網(wǎng)等新興通訊技術(shù)在電力系統(tǒng)中會(huì)得以逐漸推廣與應(yīng)用。 三、結(jié)語(yǔ) 在合理規(guī)劃、設(shè)計(jì)和實(shí)施各種網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，如何為電力系統(tǒng)提供種類(lèi)繁多、質(zhì)量可靠的服務(wù)，就成為擺在電力通訊部門(mén)面前的一個(gè)重要課題，而建立一個(gè)綜合、高效的電力系統(tǒng)通訊資源管理系統(tǒng)則是解決這一問(wèn)題的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)工程，具有十分重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。 參考文獻(xiàn)： 張淑娥，孔英會(huì)，高強(qiáng)．電力系統(tǒng)通信技術(shù)．北京：中國(guó)電力出版社，2005． 張先迪，李正良．圖論及其應(yīng)用．北京：高等教育出版社，2005．