【word】 光纤通信在配电自动化中的应用.doc

光纤通信在配电自动化中的应用光纤通信在配电自动化中的应用甘健忠(河南省新乡市获嘉供电公司)应用技术?l摘要光纤通信技术已在电力通信系统中得到广泛应用,本文首先对配电自动化的内容作了简要概括,提出了配电自动化对通信系统的要求.然后针对光纤通信,列举出几种用配电自动化传输的网络.浅析光纤通信具体在配电自动化中的应用.关键词电力通信光纤通信配电自动化通信实施方案中图分类号:tm73文献标识码:a文章编号:1009914x(2011)38041902引言配电自动化,概括地说就是通过有效的通信手段,将控制中心的命令准确地传达到远方的终端设备,且将远方终端设备的运行数据信息中心收集到控制中心.由此可见,通信是实现配电自动化的关键之一,也是实现配电自动化的核心所在.所几年来,光纤通信发展迅速成为目前有线通信技术的主流手段.1配电自动化概述1,配电自动化意义当配电网发生故障或异常运行时,迅速查出故障区段及异常情况,快速隔离故障区段,及时恢复非故障区域用户的供电,缩短对用户的停电时间,减少停电面积.在正常运行情况下,通过监视配电网运行工况,优化配电网运行方式.2,通信系统在配电自动化中的地位配电自动化的各种测控功能要通过及时可靠的通信来完成.因此通信系统的性能优劣,直接决定着整个配电自动化系统的好坏.若在一个现代化的集中控制式配电自动化系统中没有高质量的通信系统,则再好的自动化功能也无从谈起.2配电自动化对通信系统的要求配电网与输电网大不相同,终端节点数量相当大,寻址达百万位级,但通道距离相对较短,数率要求也相对较低,广播式的通信方式得到广泛应用.选择通信方式应当适合当地配电网的具体情况.配电网自动化的规模,复杂程度和自动化程度决定了对通信系统的要求,主要有:1)可靠性配电系统的通信设备大都暴露在室外,要有承受阳光,雨雪,冰雹,大风和雷电等自然条件下的各种恶劣天气.另一方面还要考虑到维护方便问题,配电自动化的通信通道要保证二十四小时不问断.2)经济性配网信息采集点面多量大,终端多,所以保证通信系统的投资不能太大,以免影响配电故障信息优先,快速地传输.3)在配电网停电区和故障时有通信能力,并能捕捉到故障信息.在故障发生时,故障信息应可优先,快速地传输故障信息.光纤通信与在载波不同,光通信不受电力线是否停电的影响,在配网停电时,仍能保证通信的正常.4)在配电自动化系统中,进线监视,10kv开关闭合,变电站监控和馈线自动化对于通信速率的要求最高,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信速率的要求较低.5)提供双向通信能力,即全双工通信.数据信息的上行和控制指令的下行通信能力,如柱上开关状态的采集与控制,调度对站端设备的控制命令的下发.6),容易操作,配电网架结构复杂,设备众多且分布区域广,通信网组织困难.如果将这些数量众多的自动化终端设备直接接入配电自动化系统会影响其实时性,也会造成后台计算机的网络组织困难,在主干通信网建设上投资巨大.3电力通信现状电力通信是依靠电网的发展而建设起来的.目前,我国电力系统的专用网主要包括:光纤通信,载波通信,卫星通信,和移动通信在内的覆盖全国电网的多种类,功能齐全的专用通信网络.其中,光纤通信通过自身很多无法比拟的优越性,成为电力通信的中坚力量.4配电自动化通信方案rj45接口网一鲫j.图11)通信系统方案设计原则配电自动化通信涉及到自动化和通信两方面的内容,所以必须综合考虑二者的关系.具体表现在:要充分自利用已经建成的电力通信专用网络,适当超前考虑通信技术的发展趋势,以防在通信系统更新换代时,自动化系统因不能适应新的通信系统而遭到淘汰.主站与子站之间的通信主要采用光纤通道进行通信,因为目前电力系统的通信方式大都以光纤通信为主,载波,gprs,等为辅的通信方式.充分利用已经建成的变电站和调度之间的电力光纤专用通道.2)主站与子站之间的通信方案主站到子站的通信可以采用以下几种通信方案*sdh2m通信方式光纤环网由主站到子站之间可以下发n(n1)个2m通信通道.每个2m可分为32路时隙,其中30路时隙可做业务通道,相当于30路64k数据通道.我们可以根据业务的需要来配置数据板,如rs232,v.24等.采用这种通信方式,具有速率快,可靠性高的特点.目前,电力系统的光纤环网都具备自愈功能,在光缆线路中如果有某一点出现故障,通道可通过环网迂回重新建立.在维护过程中不会出现通道中断的现像.光纤收发器通信方式:如图1,这种通信方式是直接在一根光纤的两端安装光纤收发器,利用光收发器的光电转换功能,进行自动化信息的传输.这种通信方式的优点是光接口可直接转换为rj45接口,从而具备10/100m网络数据转换功能.直接通过光纤传输信息,所以其速率很高.但是这种方式需要单独占用一芯光纤,会造成通抖所所一rywav:-一一:一一*:一图2通信系统改造规划图图3on3000电力系统网络通信结构科技博览i419应用技术ichinascienceandtechnologyreview浅谈机电一体化在煤矿的应用侯桂琴(龙煤集团七台合分公司新建煤矿)摘要煤炭是我国重要的能源,煤炭工业的大力发展,在我国的国民经济建设发展中占居重要的地位.因而,近年来各级煤矿企业领导都十分重视机电一体化技术在煤炭生产中的应用与推广.本文对煤矿机电一体化技术的应用进行研究关键词煤矿机电一体化应用中图分类号:th一39文献标识码:a文章编号:1009914x(2011)38-0420-011概述煤矿机电一体化产品是把各项高新技术融于一体的高科技产品,其主要技术包括:微电子,计算机,自动控制,人工智能,传感产品可靠性等等,这些都是科技高速发展的热门技术.在煤矿企业中,开始利用机电一体化技术对煤炭系统进行改造旧设备和开发新产品,并取得了巨大的成功,这让人们清楚地意识到,机电一体化技术和产品的发展是实现高效,安全,机械化采煤和煤矿机电产品更新换代的重要途径.2煤矿机电一体化技术产品的应用2.1矿井运输提升产品的应用在煤矿生产中,因为现代化煤矿发展的需要,对煤矿机械化采煤提出更高的要求,那么随之对井下,井上的运输和提升系统的要求也就越来越高.如今,对于国外一些采煤技术比较先进的国家,煤矿井下大巷的运输系统大多是采用带式运输机,他们基本上是采用直流式交流变频装置驱动方式,主要以电力电子器件为核心.在英国和意大利等国家,高性能,高可靠性的磁阻电机在煤矿提升系统中也得以应用.还有德国自主研发的内装式交交变频调速提升机,它采用机电一体化技术把电机和滚筒做成一体,这样的融合技术不论在机械结构设计方面还是在电气控制系统方面在世界上都处于领先地位.在我国,大多数煤矿井下生产已经实现了皮带化,采用大巷强力带式运输机运输的方式也非常普遍.另外.计算机控制系统发展也非常迅速,它们具有很多种及时故障诊断和自我保护等功能,如应用过程中的轴承温度,倒转,跑偏及断带等故障,可能在某些方面没有面面俱到,在使用上还不能满足一些功能,但是从发展的角度看问题,这的确是一个很好的开始.目前,我国直径在两米以上的提升机有l700多台,其中90%为交流提升机,并且均是采用转差功率消耗型的转子串电阻调速,电控系统部分绝大多数仍采用继电器接触器系统,只有一小部分采用可控制编程器.直流提升机多数为发电机拖动,虽有部分可控硅供电系统,也均为模拟量控制.而plc可编程控制器使用比较简单,程序设计起来也比较容易,不需要一些复杂的输入输出接口装置,抵抗外界的干扰能力也很强,因此,它能在环境比较恶劣的情况下进行长时间工作.2.2综合机械化采煤1970年,我国自主设计制造装配了第一套综合机械化采煤工作面,并在大同矿务局进行试验使用,一直试验使用到80年代后期,这项技术的使用标志着我国的煤矿综合机械化采煤有了重大的突破性发展,推动了煤矿自动化的发展进程,同样,采煤机也由液压牵引开始转向电牵引;液压支架的控制系统也逐渐向计算机化发展,以计算机为核心,采用电液控制,移架自动化得以实现.另外,对工作面刮板运输机也进行了微机监控装置的配置,实现计算机自动化控制.机电一体化技术在综合机械化采煤中的应用,使设备动作趋于协调,且安全性,可靠性大为提高,操作性能更加完善,为煤炭企业带来了更高的经济效益.2.3矿井安全生产监控系统从多数煤矿使用监控系统的效果来看,还存在一些问题,但是主要问题是传感器的不足,并且使用过程中,其稳定性相对较差,使用寿命不足,一些研究所和使用单位在这方面进行了大量的研究,对一些关键技术也实施多次再没计改进措施,但仍然没有得到预期的效果,因此这些在实际现场应用率不是很高.在国外,由于计算机网络软硬件技术发展很快,运行速度和质量也在不断提高,传输介质由同轴电缆发展到光缆,信息媒体由字符发展到声像,煤矿的安全监控系统有了很大的发展,他们的机电一体化技术在监控系统上的应用已有了非常高的水平.我国煤矿安全生产监控系统是煤炭行业内部机电一体化技术推广应用最快的产品,一些高校滓研所和企业正在研究和生产煤矿安全生产监控系统.3对我国煤矿机电一体化技术的思考在2o世纪,我国煤矿机电一体化技术(产品)取得了较大的发展,机电一体化技术应用到了煤矿每个环节,但相对国外先进煤矿还是比较落后的.因此,要让我国煤矿机电一体化技术达到世界先进技术水平,必须掌握信息时代机电一体化技术的特点和相关技术发展的动态.应提高我国煤矿机电一体化产品的规范化,标准化,系列化和通用化的程度以计算机为机电一体化的核心装置,因为计算机运算和存贮能力非常强,且体积和功耗小,更加适合于工作空间狭小的煤矿机电一体化产品,在设计煤矿机电一体化产品时,应尽可能的选用功能强大的嵌入式计算机,从而保证工作性能更可靠对于新开发的煤矿机电一体化产品应具有通信功能,同时,要选用很好的开放性和高可靠性的通信模块,方便与控制网络进行连接通信控静】.煤矿机电一体化产品需要达到智能化发展水平,能判断机电设备和周围环境的状态,使设备能自动适应环境并以最优的状态工作,同时能快速地对所采集的参数进行分析,从而对故障进行诊断,再根据这些诊断结果对以后工作过程中的故障进行预泓要对矿用传感器进行深入研究和开发,提高矿用传感器的可靠性和使用寿命,同时考虑传感器的数字化,集成化,智能化和多维化,使矿用传感器在比较恶劣的工作环境下进行信号的测量,并保证其测量准确度,并具有自校正,自诊断,状态识别和自我调节等功能;要关注国内外高新技术的发展,将那些适于煤矿井下工作环境的高新技术用于煤矿机电一体化产品,从而提高煤矿现代化,达到煤矿自动化生产.结语煤矿机电一体化技术是煤矿综合自动化的发展基础,更是煤矿企业信息化建设的重要支撑技术,煤矿机电一体化技术在采,掘,运,装备等方面的应用和推广,大力地推动我国煤矿综合生产力,同时,为实现安全,高效,洁净,结构优化的现代化,高科技煤炭工业生产打下了坚实的基础.参考文献:1李建勇.机电一体化技术m】.北京:科学出版社.2004.2高钟毓.机电控制工程【m.北京:清华大学出版社.2002.3】3顾京.现代机床设备【m】.北京:化学工业出版社.2001.信系统的成本提高,不符合通信经济性的要求.3)子站与终端的通信方案子站与终端及终端与终端之间的通信具有:分布广,节点多的特点,如果采用光纤的通信方式则会使成本大幅提高,不复合经济性的要求.所在这类通信方式适合采用无线,馈线,载波等通信方式.5获裹县供电有限责任公司调配自动化1,获嘉供电公司一次系统概况及方案设计获嘉县境内正在运行的l10kv公用变电站有3座(永安变,陈亢变和武王变).35kv公用变电站lo座(岳庄变,照镜变,开贺变,大清变,徐营变,位庄变,中和变,大辛庄变,冯庄变,太山变),10kv开关站l座(亢村开关站)我局主站端采用的配电自动化设备是国电南瑞公司生产的on3000电网调配自动化集成系统,子站端是东方电子公司的.主站端on3000系统已经建设完工,目前处于调试阶段.在未来几年内,我公司将完成子站端的自动化改造方案.在on3000通信网络系统设计中综合考虑了调度,配网的各种可能通信420l科技博览方式,进行了一体化设计.特别考虑到配网自动化是一个非常复杂的系统,不仅是由于设备数量庞大,种类繁多,地域分布广,而且作为综合自动化的一部分,它与调度系统和其它管理自动化系统都有着千丝万屡的联系.为此,这里提出on3000电力系统网络