光纖通信技術(shù)在煤礦配網(wǎng)自動化中的合理應用

艾惠明

摘 要：光纜通信技術(shù)應用到煤礦配網(wǎng)系統(tǒng)中，有助于進一步優(yōu)化配網(wǎng)自動化，節(jié)約成本消耗。文章主要從配網(wǎng)系統(tǒng)、光纜通信等做了闡述。當前，光纜通信技術(shù)運用到煤礦配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中意義重大。

關(guān)鍵詞：煤礦配網(wǎng)自動化；光纜通信；運用

隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，人們對電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量和可靠性都提出了更高的要求[1]。人們迫切需要較高的供電服務，此外，也對電力的可靠性和質(zhì)量提出了較高要求。配網(wǎng)自動化是配網(wǎng)系統(tǒng)中一種有效的技術(shù)手段。近些年，國家加大了對城市和農(nóng)村電網(wǎng)的改造，各個供電局也加大了對配網(wǎng)自動化的投資力度。配網(wǎng)自動化在逐漸發(fā)展過程中，產(chǎn)生了一個突出問題，即：通信問題。

1 配網(wǎng)系統(tǒng)

和SCADA調(diào)度系統(tǒng)相同的是，配網(wǎng)系統(tǒng)也需要一個高效的通信系統(tǒng)，具有自己的特色，也就是要體現(xiàn)終端數(shù)量。配網(wǎng)系統(tǒng)中的柱子上斷路器、配電變壓器和開閉所等都非常多。要想有效對這些設備進行監(jiān)控，需要借助較多的TTU和FTU，隨著配網(wǎng)系統(tǒng)的安裝，F(xiàn)TU需要針對性地安裝，根據(jù)地域分布廣的特點，分散通訊節(jié)點。

（1）經(jīng)濟性

配網(wǎng)作業(yè)時，要結(jié)合配網(wǎng)系統(tǒng)總體的經(jīng)濟效益，不能有過大的通訊系統(tǒng)投資，保障有效利用當前的主網(wǎng)通信資源，整體規(guī)劃主配網(wǎng)，減少多余的投資。

（2）可靠性：

配網(wǎng)系統(tǒng)眾多的通信設備是暴露室外的，處于一種不利的狀況，時刻承受雷電、冰雹和陽光等自然災害的侵襲。此外，通信設備要減少各種電磁的干擾，保障能夠長時間工作，確保當線路斷電時，通信系統(tǒng)依然可以正常工作。

（3）雙向通信

配網(wǎng)自動化要具有遙控、遙信和遙測的功能，從中可見，雙向通信功能是如此重要。

（4）尋址量大

通信系統(tǒng)要考慮當前或者未來數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰€要升級系統(tǒng)，滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?/p>

2 光纖通信

隨著激光技術(shù)和較低損耗光纖的產(chǎn)生，光纖通信系統(tǒng)借助先進的技術(shù)優(yōu)勢和顯著的經(jīng)濟優(yōu)勢，正在快速發(fā)展，在全球范圍內(nèi)普遍開展起來。光纖通信的系統(tǒng)傳輸介質(zhì)為光纖，是一種將光作為載波信號傳遞信息的通信系統(tǒng)，使用的波長多為1.0～1.um靘，整個系統(tǒng)共有四部分組成：中繼器、光纜、光端機和電端機。光纖種類很多，如塑料光纖、包偏光纖和長波低射散光纖等；通常情況下使用單模光纖，單模光纖傳輸單個廣播模式，多模光纖傳播多個廣播模式，一般情況下，單模光纖傳播的距離為30km，多模光纖傳播為6km上下， 從中看出，單模光纖設備價格較高。實用型光纖多是保護材料、加強芯和多根光纖的形式，是一條由光纜構(gòu)成的傳輸線。MODEM光纖能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信號和光信號間的轉(zhuǎn)換，通常有兩個或者兩個以上的數(shù)據(jù)口，用來產(chǎn)生同步信號或者異步信號，具有較高的通信率，可達2Mbps，或者比這更高，一般情況下，配電通信率為N×64K或者小于19200bps，為了滿足配網(wǎng)通信的需求。有另外一種MODEM光纖，具有雙環(huán)自愈功能，借助這種功能，提高了通信的可靠性，使通信變得順暢，而且還能夠像主站發(fā)送定位和預警信號，提醒維修人員盡快趕赴現(xiàn)場，在規(guī)定的時間內(nèi)及時修復出現(xiàn)問題的光纜。

3 光纜通信在煤礦配網(wǎng)上的運用方案

光纖原材料是一種絕緣體材料，多由石英制成。抗腐蝕性，具有優(yōu)異的絕緣性。煤礦配網(wǎng)主要為煤礦供電，所以，要求較高的電網(wǎng)可靠性，這種形勢和光波導對電磁干擾的免疫力是密切聯(lián)系的，也是其一個重要的特性，不受自然條件的限制，要求非常高的繼電保護要求，注重動作的可信賴性。系統(tǒng)能夠避免雷電干擾。有效避免太陽黑子活動和電離層的變化干擾。光纖的不透明包皮可以吸收任何泄漏的射線。即使在轉(zhuǎn)彎時，差動保護的應用技術(shù)保障也是非常牢靠的。光纖通道的配置方式是多樣的拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡，如單纖網(wǎng)、環(huán)上多分支、雙纖網(wǎng)、多環(huán)相切、多環(huán)相交等，能夠共享數(shù)據(jù)資源。光纖通信在調(diào)度自動化中的其他用途現(xiàn)如串音干擾。調(diào)度系統(tǒng)的自動化建設將綜合信息的上傳下達自動化更好地展現(xiàn)出來，此外，具有較低的傳輸介質(zhì)損耗。非石英系統(tǒng)的使用可以減少光纖損耗。光纖通訊在電網(wǎng)中的發(fā)展趨勢明顯，具有極低的析損耗。這表明借助光纖通信系統(tǒng)可以跨越更大的無中繼距。光纖通訊技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)快速發(fā)展，電站自動化系統(tǒng)使用光纖技術(shù)可以形成長途傳輸線路。傳統(tǒng)的金屬電纜已經(jīng)較為落后，構(gòu)成網(wǎng)絡通信的二次系統(tǒng)比較先進，是智能變電站應用的趨勢。

為了在復雜配電網(wǎng)下全面提高配網(wǎng)運營的各項指標，配網(wǎng)自動化的建設迫在眉睫[2]。光纜通信組網(wǎng)方式較為靈活，構(gòu)成的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)有多環(huán)相切、多環(huán)相接和網(wǎng)上多分支。配網(wǎng)組建工作要考慮配網(wǎng)自動化的特點，通常情況下，光纖網(wǎng)的組成多為環(huán)形網(wǎng)，連接計算機局域網(wǎng)，共享數(shù)據(jù)。在實際的配網(wǎng)設計中，要結(jié)合煤礦電力通信專網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)的復雜性。基于設計思想，實現(xiàn)全較差連接和多光分支+雙主環(huán)相結(jié)合。

4 配網(wǎng)調(diào)試

（一）配網(wǎng)施工調(diào)試的內(nèi)容

配網(wǎng)自動化的終端共有兩個階段組成，在第一個階段中，需要連接終端設備，安裝電纜橋架，全部結(jié)合終端內(nèi)部的二次線，安裝終端的低壓電源箱，編號打印高壓開關(guān)柜，以及包括終端內(nèi)部接線珠子的套編號工作。在第二個階段中，需要接觸高壓開關(guān)電纜上的全部電纜故障指示器所使用的零序電流互感器、套裝A/C相電流互感器和傳感器，接取地刀位置的節(jié)點信號和開關(guān)位置，此外，接取開關(guān)的粉盒閘控制回路也要落實到位。這些工作要和自動化終端的遠程調(diào)整如遙控、遙信和遙測結(jié)合起來。

（二）安裝調(diào)試過程中的注意事件

在安裝配網(wǎng)自動化配網(wǎng)的設備安裝時，需要留意終端安裝過程存在的固定孔安裝，確保規(guī)定件上下平行，才能保障端正地安裝。終端安裝要和地面保持一定的距離，一般距離間隔為800mm，一旦掛裝出現(xiàn)不牢固的情況，需要通過追加三角固定架的方式固定終端底部，終端外殼使用的接地線為6mm2，確保可靠接地。

（三）電流互感的安裝

A/C相的CT確保合理端正地安裝，當出現(xiàn)安裝位置不足情況時，不可使用較大的力氣掰電纜，以防電纜結(jié)合出現(xiàn)接頭泄氣或者碰瓷損壞的現(xiàn)象。當安裝空間有限時，需要將電纜接頭拆開，改變整條電纜的位置，接著再安裝CT。零序電流互感器安裝時的接地線不能通過CT，如果安裝位置的接地線通過了CT，需要折回接地線，然后再進行接地，使用多芯軟線的方式接地，接頭方式為環(huán)形冷壓。零序電流互感器和A/C相的電流互感器需要通過分別連接的方式，和地樁連接[3]。

5 結(jié)束語

事實上，一個合理的煤礦配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，要消耗較低的成本，構(gòu)建一個高效的配網(wǎng)通信系統(tǒng)，借助可以擔負起的費用，換取較高的可接受性和可靠性的信息。隨著近些年科技發(fā)展的步伐加快，結(jié)合電網(wǎng)改造實施的配電網(wǎng)自動化技術(shù)應用廣泛。另外，煤礦配網(wǎng)系統(tǒng)的自動化程度實現(xiàn)的功能過多，也很復雜，使用單一的通信系統(tǒng)無法滿足這種功能需求，也是一種不合理的經(jīng)濟方式。為此，煤炭配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是最優(yōu)化的組合模式，融合了多種通信技術(shù)，體現(xiàn)了綜合經(jīng)濟技術(shù)指標。在配網(wǎng)系統(tǒng)中，通常使用的通信方式為郵電本地網(wǎng)、無限擴頻和數(shù)字微波等，組網(wǎng)作業(yè)時，要充分考慮這些通信方式，進行合理選擇。

參考文獻

[1]周媚.配網(wǎng)自動化監(jiān)控系統(tǒng)設計[D].華北電力大學，2014.

[2]李登垚.香洲區(qū)配網(wǎng)自動化規(guī)劃與設計[D].華南理工大學，2014.

[3]李浩然.淺談配網(wǎng)自動化技術(shù)的應用[J].經(jīng)營管理者，2015，（17）：421.