配电自动化全册配套精品完整课件.ppt

1、配电自动化全册配套 精品完整课件 第一章第一章 概述概述 配电自动化系统 第一节第一节 配电系统及其特点配电系统及其特点 一、配电系统概念 配电系统：配电区域内的配电线及配电设施的总 称 配电系统组成：变电站、配电站、配电变压器及 二次变电站以下各级线路、发电厂直配线路 和进户线及用电设备 2021-11-18第3页信息工程学院 辐射状或弱网 状的线路网络 辐射状或弱网 状的线路网络 电源侧 220（110） kV 110（35） kV 10kV 380（220）V 负荷端 高压配电系统中压配电系统低压配电系统 配电系统示意图 2021-11-18第4页信息工程学院 二、配电网的特点二、配电网

2、的特点 1、城市配电网的主要特点 深入城市中心和居民密集点，负载相对集中，发展速度快, 因此在 规划时应留有发展余地。 用户对供电质量要求高。 配电网的设计标准较高，在安全与经济合理平衡下，要求供电有较 高的可靠性。 配电网的接线较复杂，要保证调度上的灵活性，运行上的供电连续 性和经济性。 随着配电网自动化水平的提高，对供电管理水平也要求越来越高。 对配电设施要求较高。 2021-11-18第5页信息工程学院 2、 农村配电网的主要特点 供电线路长，分布面积广，负载小而分散；用电季节性 强，设备利用率低。 发展速度快，存在建设无规划，布局不合理，施工无设 计，设备质量差等先天不足。 农电队伍不

3、稳定，专业水平不理想。 农电用户多数是乡镇企业、农业排灌和农民生活用电， 用户安全用电知识较贫乏，严重影响安全供用电。 2021-11-18第6页信息工程学院 第二节第二节 配电系统自动化的概念配电系统自动化的概念 配电系统自动化： 是利用现代电子、计算机、通信及网络技术，将 配电网在线数据和离线数据等配电网数据和用 户数据、电网结构和地理图形进行信息集成， 构成完整的自动化系统，实现配电网及其设备 正常运行及事故状态下的监测、保护、控制、 用电和配电管理的现代化。 2021-11-18第7页信息工程学院 配电系统自动化的组成 配电网调度自动化 配电自动化（变电站自动化和馈线自动化） 配电管理

4、系统 配电图资系统 需方用电管理 2021-11-18第8页信息工程学院 为什么要实现配电自动化？ 传统配电设备 为什么要实现配电自动化？ 新型配电自动化系统 为什么要实现配电自动化？ 为什么要实现配电自动化？ 为什么要实现配电自动化？ 第三节第三节 配电系统自动化的意义和目的配电系统自动化的意义和目的 实现配电系统自动化的意义： 有利于在配电网正常运行时，通过监视配网运行工况， 优化配网运行方式； 有利于在保证供电可靠性的前提下, 确保电力用户用电的 时效性, 满足电力用户的供电需求； 有利于满足和确保供电的质量, 符合高新技术装备和居民 家用电器的要求, 避免高峰低谷，电压幅值和频率以及

5、谐波对用户所产生的不良影响； 有利于降低电网的损耗, 提高网络的供电能力, 减少用户 的停电几率； 有利于提高配电网设备的自身可靠性运行能力, 大大地减 轻运行人员的劳动强度和维护费用； 2021-11-18第14页信息工程学院 实现配电系统自动化的主要目的实现配电系统自动化的主要目的 提高电网供电的可靠性 提高配电网的供电质量和降低线损 提高用户满意的程度 提高供电部门的劳动生产率 2021-11-18第15页信息工程学院 第四节第四节 配电系统自动化的基本功能及实现原则配电系统自动化的基本功能及实现原则 配电系统自动化的基本功能： 配电网运行和管理功能 运行计划模拟和优化功能 运行分析和维

6、护管理功能 用户负荷监控和故障报修功能。 2021-11-18第16页信息工程学院 高级功能 基本功能 一、配电网运行和管理功能一、配电网运行和管理功能 配电网运行监视 配电网运行的控制 配电网的保护 故障诊断分析与恢复供电 运行情况统计及报告 2021-11-18第17页信息工程学院 二、运行计划模拟和优化功能二、运行计划模拟和优化功能 配电网运行模拟 倒闸操作计划的编制 入网关口电量的计划和优化 2021-11-18第18页信息工程学院 三、运行分析和维护管理功能三、运行分析和维护管理功能 对配电网故障和供电质量反馈的信息进行运行分析， 以及根据设备状况进行维修计划的编制，制订打印工 作任

7、务单，对维修工作的班组进行跟踪管理及对维修 结果进行分析以得知维修的费用和效益。 2021-11-18第19页信息工程学院 四、用户负荷监控和故障报修功能四、用户负荷监控和故障报修功能 用户端负荷和电能质量的遥测 用户端负荷和表计的控制 用户故障报修处理系统 2021-11-18第20页信息工程学院 配电系统自动化的实现原则配电系统自动化的实现原则 统筹考虑，全面规划 分析现状，优化设计 因地制宜，分步实施 信息共享，增强效益 充分利用，适当改造 领导重视，专业协作 2021-11-18第21页信息工程学院 第五节第五节 国内外配电系统自动化的发展概况国内外配电系统自动化的发展概况 第一阶段是

8、局部馈线自动化阶段，这一阶段的研究主 要围绕着馈线自动化 第二阶段是监控自动化阶段，这一阶段主要是应用计 算机技术对配网实现远程监视与控制 第三阶段是运行、管理综合自动化阶段，在此阶段主 要是研究实现配电系统综合自动化 2021-11-18第22页信息工程学院 国外配电网自动化发展国外配电网自动化发展 第一阶段：基于自动化开关设备相互配合的馈线自动 化系统，其主要设备为重合器和分段器，不需要建设 通信网络和主站计算机系统。代表：日本东芝公司， 美国Cooper公司。 第二阶段：一种基于通信网络、馈线监控终端和后台 计算机网络的实时应用系统。 第三阶段：一种集实时应用和管理应用于一体的配电 网管

9、理系统，系统结合了配电GIS应用系统、配电工 作管理系统等，并且与需求侧负荷管理相结合，实现 配电和用电的综合应用功能。代表：ABB、 SIEMENS、GE。 国内配电网自动化发展国内配电网自动化发展 1996年，在上海浦东金藤工业区建成基 于全电缆线络的馈线自动化系统。这是国 内第一套投入实际运行的配电网自动化系 统。 1999年，在江苏镇江和浙江绍兴试点以 架空和电缆混合线路为主的配电网自动化 系统。 2003年，当时国内规模最大的配电网自 动化应用项目青岛配电网自动化系统通过 国家电力公司验收。 国内配电网自动化发展 20022003年，杭州、宁波配电网自动化系 统和南京城区配电网调度自

10、动化系统先后由 ABB公司和南瑞公司实施。 2005年，县级电网调度/配电/集控/GIS一体化 系统，在四川省双流县成功应用。 2006年开始，上海电力公司在所辖13个区供 电所全面开展了采用电缆屏蔽层载波为主要通 信手段、以两遥（遥信、遥测）为主要功能的 配电网监测系统的建设工作。 国内配电网自动化发展 由于技术和管理上的许多原因，大多数早 期建设的配电网自动化系统没有达到预期 的效果，没有怎么运行就被闲置或废弃了 。 从2004年开始，国内许多电力公司和供电 企业都对前一轮的配电网自动化进行反思 和观望，慎重地对待配电网自动化工作的 开展。 国内配电网自动化发展 国家电网公司近期颁布了 Q

11、/GDW 382-2009配电自动化技术导则 Q/GDW 513-2010配电自动化主站系统功能 规范 Q/GDW 514-2010配电自动化终端/子站功能 规范 Q/GDW 436-2010配电线路故障指示器技术 规范 Q/GDW 567-2010配电自动化系统验收技术 规范 国内配电网自动化发展 配电网一次设备、配电终端和配电主站的 制造水平不断提高，为配电网自动化的建 设奠定了良好的设备基础。 配电网分析与优化理论的研究为配电网自 动化的建设奠定了良好的理论基础。 随着城乡配电网的建设与改造的推进，配 电网网架结构逐步趋于合理，这为进一步 发挥配电网自动化系统的作用提供了条件 。 配电网

12、自动化系统建设的难点配电网自动化系统建设的难点 （1）测控对象多 （2）终端设备工作环境恶劣、可靠性要求 高 （3）通信系统复杂 （4）工作电源和操作电源获取困难 （5）我国目前配电网现状落后 当前我国配电网存在的问题当前我国配电网存在的问题 (1) 配电网络电源点落后于城市建设的发展，由 于城市规模和商业的建立，电源点容量及电能 输出受到限制，尤其是电力线的传输通道。 (2) 瓶颈效应比较突出，出现卡脖子现象严重， 电能输不出去，往往因此而引起停电事故。改 革开放以来，城市建设速度加快，负荷增长率 高，但电力建设不及时，输出线半径小，线路 长。 (3) 出线通道影响与城市规划不相适应，有的地

13、 方改用地下电缆，施工及投资不允许，采用架 空导线环境条件受限，有的采用绝缘导线，网 络复杂的情况较为普遍。 (4) 早期建设的线路导线细、年久失修，高能耗设备 多，线损率高，由于导线半径小及无功缺额较大， 综合线损损耗大，个别地区配电网损耗达到30%， 一般地区在15%20%，造成能源大量浪费和环境 污染。 (5) 供电不可靠因素增大，由于配电网投资不足，设 备老化和技术性能低劣，供电事故频繁，往往是一 点故障引发全线甚至大面积停电事故。早期设备技 术性能差，设备动作频繁，引发事故多，对机构的 可靠性要求高。 (6) 电网结构复杂，环网联络接点较多。 (7) 城市电网改造涉及面广，要求较高，

14、停电难度大 。 国内配电自动化系统建设概况国内配电自动化系统建设概况 序号所属单位情况简述 1浙江省电力公司在杭州局实施了DMS系统，杭州局经过7年的建设和实用化推广，实现了配电网的数字化、信息化、营配 一体化管理，并在132条线路实现了配网自动化，在绍兴等城市开展了配网自动化试点工作。 2江苏省电力公司在12个地级市开展了配电自动化建设，建成配电自动化线路367条。 3陕西省电力公司在7个地级市开展了配电自动化建设，并于2003年在西安市区开展了配电网智能调度与大面积断电快速恢 复试点工作，在户县开展了县城配电网/县调/地理信息系统一体化的试点工作。 4山东省电力公司在济南、青岛等城市开展了

15、配电自动化试点工作；同时也在一些县供电局开展了一些试点 5河南省电力公司在郑州等城市开展了配电自动化试点工作 6河北省电力公司在唐山、石家庄等城市开展了配电自动化试点工作 7福建省电力公司 在福州、厦门等大城市开展了配网自动化工作；在福清、德化、仙游、长乐、武夷山、东山等开展了配/ 调一体化的试点工作 8甘肃省电力公司在兰州开展配电自动化试点；并在平川等地开展了配/调一体化的试点工作 9新疆自治区在乌鲁木齐等城市开展了配电自动化试点工作 10宁夏自治区在银川等城市开展了配电自动化试点工作 11北京电力公司从1997年开始在天安门广场周边地区进行配电自动化的试点，建成了广场监控系统和中南海监控系

16、统， 稳定可靠运行10多年；并从2005年开始在中心城区开始大范围的进行配电自动化的建设，目前核心区的 配电自动化覆盖面达50% 12上海电力公司从2006年起在所辖13个供电所配备了配电实时数据采集及监控系统（D-SCADA）；在其所供区域开展了 配电自动化建设 13重庆电力公司在2001年在城区供电公司率先开展配电自动化的试点，近年来又陆续在其它所辖供电公司进行了配电自 动化建设。其所供区域开展了配电自动化建设 2014-20192014-2019年建设目标年建设目标 配电自动化技术： 根据Q/GDW 1738配电网规划设计 技术导则，按照负荷密度和供电可靠性的要 求将供电区域分为A+、A

17、、B、C、D、E等六 类。按照推广应用计划，2014-2016年，A+ 、A类区域配电自动化覆盖率达到100%，B、 C类区域逐步建设或扩大配电自动化覆盖范围 ；2017-2019年，A+、A、B、C类供电区域 配电自动化覆盖率达到100%，D类区域逐步推 广故障指示器为主的配电自动化。 第二章第二章 配电自动配电自动 化的通信系统化的通信系统 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 概述：概述： 配电自动化通信

18、系统的层次结配电自动化通信系统的层次结 构构 1 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 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 FTU -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、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，数字量采集回路， 数字量输出（开关量输出回路），通讯接口和RAM, ROM等核心芯片 。有时加入DSP芯片追求高性能的滤波和数字信号处理能力。 IB

19、M AS/400 IBM S/88 IBM 9370 Ethernet 通信前置机 Desktop System Desktop System Desktop System IBM 3720/25/45 通信前置机 GPS 无线 微波 基站 变电所变电所 CB CB CB CB 柱上 开关 柱上 开关 箱变 FTU FTU FTU CB 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 郑州配网自动化主站系统硬件配置示意图 调度工作站 GPS 网络 II 网络 I TCM专用

20、 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.35 ATM交换机 子站1 调度工作站 其他计算机系统 配调中心 调度SCADA/EMS MIS系统 ARN 路由器 SDH通讯网络 子站N ARN 路由器 BLN 路由器 2M E1 V.35 GPS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 2 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、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

21、同的特点，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，可能为几公里，甚至几十公里。 （1）主站级通信包括： 主站调度 主站子站 主站变电站 （2 2）子站级通信）子站级通信 主站子站 子站调度 子站变电站 子站远方终端（RTU/DTU/TTU） 子站起到承上启下的作用！ （3 3）终端设备通信）终端设备通信 主FTU从1(RTU/DTU/TTU) 从2(RTU/DTU/TTU) 从3(RTU/DTU/TTU) . a) 级连方式 b) 总线方式 通常采用RS232接口 通常采用RS 485接口 主FTU 从FTU1 从FTU2 主FTU 从FTU1

22、 从FTU2 （3 3）终端设备通信）终端设备通信 主FTU从1(RTU/DTU/TTU) 从2(RTU/DTU/TTU) 从3(RTU/DTU/TTU) . 子站主FTU远方终端（RTU/DTU/TTU） 主站主FTU远方终端（RTU/DTU/TTU） 终端设备通信主要是主从模式！ 3 配电自动化对通讯系统的要求 1）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，是对通讯系统可靠性 的另一要求。 2）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，因此通过恰 当地选取合适的通讯方式，可以节省大笔的建

23、设费用。 3）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、10kV开 闭所和配电变电站监控和馈线自动化（FA）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。 4）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。 5）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 域供电的功能要求，即使在停电的地区通信仍能正常进行

24、。 6）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 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。 4 4 信道复用信道复用 频分多路复用 时分多路复用 波分多路复用 码分多路复用 一、数字通信技术中的几个基本概念 码元：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。 第一节第一节 配电自动化通信系统的组成及作用配电自动化通信系统的组成及作用 2021-11-18第48页 沈阳工程学院 码元传输速率（传码率）：单位为波特（band），它 定义为单位时间（每秒）内通过系统所传送的

25、码元数 （脉冲数）。也称传码率。 码元传输速率Nb可用下式表示 Nb=1/Ts （band） 码元传输速率 码元信号波形脉冲宽度 2021-11-18第49页 沈阳工程学院 信息传输速率（传信率）：单位是比特/秒（bits）， 它定义为单位时间内（每秒）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 R= Nb 1og2N（bits） 每秒传送的脉冲数 一个脉冲所表示的有 效状态，即调制电平数 2021-11-18第50页 沈阳工程学院 消息传输速率（消息率）：单位是比特/秒（bits） 它定义为单位时间内（每秒）通过系统传输的从信源 发出的消息量。记作Rm 消息率与传信率之间的关

26、系为： bm RR 消息传输效率 2021-11-18第51页 沈阳工程学院 误码率：在某一数据传输过程中，发生错误的码元数 与总传输码元数之比称为误码率。 带宽（Band windth）：它是指传输模拟信号的频带 宽度，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。 基带：在实际工作中人们所需要传输的原始信号，无 论是模拟信号还是数字信号通常其频率都较低，它们 所占据的这部分频带，通常称为基本频带，简称为基 带，基带也就是指信号本身的基本频带。 基带传输：将基带信号直接在信道中传输。 2021-11-18第52页 沈阳工程学院 调制与解调：就是在调制器

27、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 频带传输：借助于载波来传输数字基带信号的传输方 式 2021-11-18第53页 沈阳工程学院 报文：是一组包含数据和呼叫控制信号的二进制数， 是在数据传输中具有多种特定含义的信息内容。 报文分组：将报文分成若干个报文段，并在每一报文 段上加上传送时所必需的控制信息。 2021-11-18第54页 沈阳工程学院 报文号 ID 到点 T 源点 S 校验正 文 报文 总控制信息 校验正文1STPtolP1ID校验正文nSTP

28、tolPnID 报文 分组 分控制信息分控制信息 报文及报文分组示意图 P1，Pn报文分组号；Ptol 报文分组总数；T到点编号；S源点编号 2021-11-18第55页 沈阳工程学院 接头 转换器 中继器 转换器 转换器 转换器 转换器 接口 控制器 主机 HOST 接 口 控 制 器 主机 HOST 接 口 控 制 器 主机 HOST 终端连接器 第 一 E T H E R 段 第二ETHER段 同轴 电缆 以太网结构框图 2021-11-1856沈阳工程学院 实时（Realtime）：计算机同外部事件的交互作用， 其响应速度必须满足整个系统在时间上的要求，通常 这个时间要求在几毫秒至几秒

29、的范围内，这样就称为 具有实时性，若超出这个范围就不是实时了。 2021-11-18第57页 沈阳工程学院 （一）数据通信系统的传输方式 单工通信：是指信息只能按一个方向传送的工作方式 半双工通信：半双工通信方式是指信息可以双方向传 送，但两个方向的传输不能同时进行，只能分时交替 进行的工作方式 全双工通信 ：是指通信双方可以同时进行双方向的传 送信息的工作方式 二、二、 配电自动化通信系统配电自动化通信系统 2021-11-18第58页 沈阳工程学院 发送设备接收设备 接收设备发送设备 接收设备 接收设备发送设备 接收设备 接收设备发送设备 接收设备 接收设备接收设备 发送设备 2021-1

30、1-1859沈阳工程学院 完成信号的 传输任务 采集电网中一 些信息如：电 气量、开关量 等 将数据终端设 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 数据传输信道 数据 终端 设备 DET RTU 数据 传输 设备 DCE 数据 传输 设备 DCE 数据 终端 设备 DET SCADA RS-232RS-232 （二）配电自动化通信系统的组成及作用 2021-11-18第60页 沈阳工程学院 1 调制解调器作用 （1）将基带信号的频谱搬移到载频附近，以适应信道 频带的要求，便于发送和接收。 （2）实现信道的多路复用。 （3）压缩信号带宽，以便于利用话带传输设备进行数 据

31、传输。 （三）调制解调器作用及调制的基本原理（三）调制解调器作用及调制的基本原理 2021-11-18第61页 沈阳工程学院 2 2、调制的基本原理、调制的基本原理 ）（ 设有一个正弦波电压：设有一个正弦波电压： tUu m sin 就载荷了码元信号。就载荷了码元信号。 一个正弦波电压一个正弦波电压随码元信号变化，这样随码元信号变化，这样、 、因此我们可以让因此我们可以让变成另一个不同电压。变成另一个不同电压。 来的来的中的任何一个就会使原中的任何一个就会使原、改变改变 t U utU m m 2021-11-18第62页 沈阳工程学院 数字调幅ASK利用正弦波的振幅变化来代表码元 信号的“0

32、”或“1”，频率及相位不变 。 数字调频FSK是让正弦波频率随码元的不同而变 化，振幅和相位不变。 数字调相PSK是让正弦波初相角随码元“0”、 “1”而变化，而振幅和频率保持不变。根据初相位不 同，又分成二元绝对调相和二元相对调相两种。在绝 对调相中，初相位为0代表码元“0”，初相位为 代 表码元“1”，二元相对调相是利用相邻两个正弦波的 相位差代表码元，相位差为 ，代表码元“1”，相位 差为0，代表码元“0”。 三种调制方式三种调制方式 2021-11-18第63页 沈阳工程学院 调制的几种基本脉冲波形调制的几种基本脉冲波形 码元波形 调幅波形 调频波形 二元绝对调 相波形 二元相对调 相

33、波形 2021-11-18第64页 沈阳工程学院 第二节第二节 配电系统自动化的通信方式及其特配电系统自动化的通信方式及其特 点点 通信方式 有线通信 无线通信 调 幅 广 播 甚 高 频 无 线 电 超 高 频 无 线 电 微 波 通 信 卫 星 通 信 光 纤 通 信 载 波 通 信 专 线 电 信 本 地 网 传 呼 2021-11-18第65页 沈阳工程学院 光纤通信：是以光波作为信息载体，以光导纤维作为 传输介质的先进的通信手段。 光纤通信的优点： （1）传输频带很宽，通信容量大。 （2）传输衰耗小，适合于长距离传输。 （3）体积小，重量轻，可绕性强，敷设方便。 （4）输入与输出间电

34、隔离，不怕电磁干扰。 （5）保密性好，无漏信号和串音干扰。 （6）抗腐蚀，抗酸碱，且光缆可直埋地下。 一、有线通信一、有线通信 ( (一）光纤通信一）光纤通信 2021-11-18第66页 沈阳工程学院 光纤通信的缺点： （l）强度不如金属线。 （2）连接比较困难。 （3）分路和耦合不方便。 （4） 弯曲半径不宜太小。 2021-11-18第67页 沈阳工程学院 2 2、光纤通信系统的组成、光纤通信系统的组成 2021-11-1868 沈阳工程学院 发送 接收 电端机 光缆 光端机中继器光端机电端机 光缆 完成对 信息源 的处理。 将电信 号转换 成光信 号。 将经过远距离传 输后被衰减和畸

35、变了的光信号放 大、整形和再生 成一定强度后， 继续传送。 将光信 号还原 成电信 号。 光纤通信系统的网络形式光纤通信系统的网络形式 点对点光纤通信系统点对点光纤通信系统 光电适配器 光纤 光电适配器 RS-232C或 RS-485 RS-232C或 RS-485 2021-11-18第69页 沈阳工程学院 光纤通信系统的网络形式光纤通信系统的网络形式 T T型光纤通信系统型光纤通信系统 光纤 电端机 光端机 电端机 光端机 电端机 光端机 光纤光纤 光纤 双向T耦合器双向T耦合器双向T耦合器 传输方向 2021-11-18第70页 沈阳工程学院 光纤通信系统的网络形式光纤通信系统的网络形式

36、 环型光纤通信系统环型光纤通信系统 电端机 光端机 电端机 光端机 电端机 光端机 光纤 中继器中继器 电端机 光端机 光纤 中继器 中继器 光纤 光纤 2021-11-18第71页 沈阳工程学院 载波通信是利用某一载波频率经非通信线路传输信息 的通信方式。 （二）载波通信（二）载波通信 2021-11-18第72页 沈阳工程学院 电力线载波通道（高频通道）的组成及各电力线载波通道（高频通道）的组成及各 元件元件 作用作用 QF1 QF2 耦合电容器 高频电缆 高频阻波器 输电线路 隙隙 间间 电电 放放 关 开 地 接 M N 结结合合滤滤波波器器 GFX GSX GFX GSX 将低压的高

37、频收 发信机耦合到高 压线路上 只让高频电 流在本线路 上流动 让高频电流 能顺利通过 连接高频收 发信机与结 合滤波器 防止过电压 损坏收发信 机 接收和发出 高频信号 在调试收发信机 等设备时，合上 该开关，保证人 身设备安全 2021-11-18第73页 沈阳工程学院 配电线载波通信系统配电线载波通信系统 2021-11-18第74页 沈阳工程学院 利用电力线扩频载波技术实现的一种通信方案利用电力线扩频载波技术实现的一种通信方案 2021-11-18第75页 沈阳工程学院 专线的“挂灯笼”连接方式 （三）专线（三）专线 监 控 中 心 开关设备开关设备 2021-11-18第76页 沈阳

38、工程学院 利用电信通信网(市内电话网)组成配网通信系统 租用电话线：指电力公司租用专门的电话线路用于配 电网自动化通信。 拨号电话：在需要进行数据采集与控制的配电网点上， 安装或利用现成拨号电话，在被监控点和监控中心之 间通过电话网传送数据和命令。 （四）电信本地网（四）电信本地网 2021-11-18第77页 沈阳工程学院 利用商业传呼网的自动传呼服务，实现从监控中心到 RTU的单向通信。它实际上是一种将有线通信（公用 电话网）和无线通信（自动传呼）相结合的通信方式。 具体实现方法：为每个RTU申请一个自动传呼号，并 安装一套特制的接收装置；当需要对配电网某RTU进 行操作时，由监控中心的监

39、控计算机拨打相应的传呼 号；拨通之后，将转换成电话按键号的命令信息连续 拨打出去；RTU端接收到传呼信息之后，作逆向转换， 确认无误后，执行相应操作。 ( (五五) )传呼（传呼（CallingCalling） 2021-11-18第78页 沈阳工程学院 （一）调幅（AM）广播 用于配电自动化的调幅广播采用不干扰现有调幅广播 电台的频率范围工作，一般用于对大量用户进行负荷 控制，是一种单向通信方式。 它使用调幅广播电台把已调制的负荷控制信号发送到 位于配电系统各地的负荷控制单元。 二、无线通信二、无线通信 2021-11-18第79页 沈阳工程学院 甚高频：频率在（30300）MHz之间无线电

40、波段称 为甚高频（Very High Frequency，简称VHF）。 甚高频（VHF）无线电优缺点：在配电自动化通信系 统中经常采用800MHZ的信道。其信号覆盖面积有限， 容易产生失真和阴影，可用于单通道的负荷控制，可 以保持与停电区域通信，投资较低。 （二）甚高频（二）甚高频（VHFVHF）无线电无线电 2021-11-18第80页 沈阳工程学院 超高频：频率在（3001000）MHZ的无线电波段 被称作超高频（Ultra High Frequency，简称 UHF）。 超高频无线电优缺点：比低频无线电容易被大气吸收、 产生失真和阴影，但可靠性相当高，不易产生互相干 扰。 （三）超高频

41、（三）超高频（UHFUHF）无线电无线电 2021-11-18第81页 沈阳工程学院 微波通信的频率在1GHz以上，这种通信方式目前广 泛应用于继电保护和输电网调度自动化系统中。微波 通信方式的带宽充足、传输容量大、质量高、配置灵 活，尤其是在一点多址的小微波（TDMA）推出后， 其使用性能更加加强。 （四）微波通信（四）微波通信 2021-11-18第82页 沈阳工程学院 卫星通信：利用位于同步轨道的通信卫星作为中继站 来转发或反射无线电信号，在地面站进行通信的一种 通信方式。 （五）卫星通信（五）卫星通信 2021-11-18第83页 沈阳工程学院 一、雷电的形式及其危害 雷电引起的过电压

42、，叫做大气过电压。这种过电压危 害相当大。大气过电压可分为直击雷过电压和感应雷 过电压两种基本形式。 第三节第三节 配电自动化通信系统的抗干扰及其配电自动化通信系统的抗干扰及其 保护措施保护措施 2021-11-18第84页 沈阳工程学院 带有大量电荷的雷云，当其周围的电场强度达到使空 气绝缘破坏的程度时，空气开始游离，形成导电性的 通道，通道从云中带电中心向地面发展。当距离地面 达某一高度时，先导通道就沿其头部至感应电荷集中 点的方向连续发展，直至放电。若对线路或设备放电， 则线路或设备就称为被雷击，那么线路或设备遭受雷 击时，将通过很大的电流，由此产生的过电压称为直 击雷过电压。 ( (一

43、）直击雷过电压一）直击雷过电压 2021-11-18第85页 沈阳工程学院 带有负电荷的雷云接近输电线路时，强大的电场在导 线上产生静电感应。由于带有负电荷雷云的存在，束 缚着导线上的正电荷。当雷云对导线附近地面地物放 电后，雷云电荷被中和而失去对导线上电荷的束缚作 用，电荷便向导线两侧流动。由此而产生的过电压称 为感应过电压。 （二）感应雷过电压（二）感应雷过电压 2021-11-18第86页 沈阳工程学院 雷电的机械效应：击毁杆塔和建筑，伤害人畜； 雷电的热效应：可以烧断导线、烧毁设备、造成火灾 雷电的电热效应：产生过电压，击穿电气绝缘、绝缘 子闪络，造成输电线短路故障，引起继电保护动作跳

44、 开线路开关，线路停电或引起火灾、人身伤亡等。 （三）雷电的危害（三）雷电的危害 2021-11-18第87页 沈阳工程学院 采用避雷设备（避雷针、避雷线、避雷器）对建筑和 设备进行保护； 在被保护设备的前后安装避雷器和保护间隙，将雷电 波的峰值和陡度降低，以保证设备的绝缘水平； 针对不同的装置在安装接线和制造中采取一些相应的 防雷措施。 二、自动化通信系统的防雷措施二、自动化通信系统的防雷措施 2021-11-18第88页 沈阳工程学院 三、杂音干扰以及防止措施三、杂音干扰以及防止措施 防止杂音干扰的措施 改善通道电性能， 降低信道干扰 采用抗干扰编码减少干扰 杂音干扰类型 线路杂音 路际串

45、扰 通信设备 固有的杂音 制际串扰 2021-11-18第89页 沈阳工程学院 抗干扰编码：就是对要传送的信息进行加工，按预定的规则附加抗干扰编码：就是对要传送的信息进行加工，按预定的规则附加 若干监督码元，使它具有一定的特征，在接收端则按约定的规则若干监督码元，使它具有一定的特征，在接收端则按约定的规则 对收到的码进行检验，从而检查出错误，或者进行纠正错误对收到的码进行检验，从而检查出错误，或者进行纠正错误 防止杂音干扰的措施 改善通道电性能， 降低信道干扰 采用抗干扰编码减少干扰 循 环 检 错 法 检 错 重 发 法 前 向 纠 正 法 反 馈 检 验 法 混 合 纠 错 法 2021-

46、11-18第90页 沈阳工程学院 通信规约(Protocol)：是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。 第四节第四节 通信规约通信规约 2021-11-18第91页 沈阳工程学院 一、开放式系统互联模型标准一、开放式系统互联模型标准OSIOSI 一、开放式系统互联模型标准OSI 物 理 层 数 据 链 路 层 网 络 层 会 话 层 传 输 层 表 示 层 应 用 层 2021-11-18第92页 沈阳工程学院 IEC6087

47、0一5系列远动通信规约体系 IEC61850系列变电站数据通信协议体系 IEC60870一6系列计算机（控制中心）数据通信协议 体系 IEC8705一101、适用于远动 IEC870一5一102、适用于电能计量 IEC870一5一103 适用于继电保护设备通信 二、二、IECIEC系列通信规约系列通信规约 2021-11-18第93页 沈阳工程学院 三、电力系统通信协议体系三、电力系统通信协议体系UCAUCA 通信协议体系UCA主要内容 控制中心之间通信协议现场设备模型数据访问集中服务 2021-11-18第94页 沈阳工程学院 应答式规约又称Polling规约。它以主站为主，依次向 各RTU

48、发出查询命令，各RTU依查询命令进行回答， 回答信息串的长度是可变的。 应答式规约的特点：一是，RTU有问必答，当RTU收 到主机查询命令后，必须在规定的时间内应答，否则 视为本次通信失败；二是，RTU无问不答，当RTU未 收到主机查询命令时，绝对不允许主动上报信息。 四、其他通信规约四、其他通信规约 2021-11-18第95页 沈阳工程学院 循环式规约又称CDT（Cyclic Data Transmission） 规约，它是一种RTU自发地不断循环上报现场数据的 规约，上报信息串的长度是可变的。 循环式规约的特点：一是，数据传送以现场端为主， RTU自发地不断循环上报现场数据给主站，而主站

49、被 动接收；二是，数据格式在发送端与接收端事先约定 好，按时间顺序首先发送起始同步字，然后依次发送 控制字和信息字，如此周而复始，连续循环发送；三 是，重要数据发送周期短，实时性强，一般数据发送 周期长，实时性差，遥信变位优先插入传送。 2021-11-18第96页 沈阳工程学院 对等方式规约：（DNP规约（distributed network protocol）分布式网络规约） 采用网络通信方式；支持点对点、一点多址、多点多 址和对等的通信方式；支持问答式和自动上报数据传 输方式；支持通信冲突碰撞避免检测方式，能保证数 据传输的可靠性；支持传送带时标的电量参数。 2021-11-18第97

50、页 沈阳工程学院 通信系统的建设是配电自动化系统的关键之 一。从目前的技术水平看，没有任何一种单一的 通讯手段能够全面满足各种规模的配电自动化的 需要，因此多种通讯方式在配电网中的混合使用 就难于避免，下表列出配电网可能用到的各种通 讯方式。 配电自动化的多种通讯方式 与DTU、FTU互联与DTU、FTU互联 光端机 与其它设 备通信 变电站 RTU 保护 子站 高速光纤网络到主站 监控 子站 路由器 光端设备 通信前 置装置 配电自动化的通讯系统 主站（局内） SDH网络 接入设备 接入设备 接入设备 接入设备 接入设备 接入设备 接入设备 滨河子站 北郊子站 老城子站 王村子站 南郊子站