基于超短波電臺的變電站臨時通信

陳秀國 樊欣欣 楊亞

摘 要：近年來，由于基建線路架設(shè)受阻嚴(yán)重，且新建線路的接入將導(dǎo)致電網(wǎng)處于非正常運行狀態(tài)，因此往往到新建變電站投產(chǎn)前幾天才能進(jìn)行光纖開斷、接入，造成留給自動化遠(yuǎn)傳信息的調(diào)試時間很短。一旦調(diào)試不順，就會影響基建投產(chǎn)進(jìn)度，延長電網(wǎng)非正常運行狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：變電站;臨時通信;基建線路

中圖分類號：TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）06-0174-02

0 引言

數(shù)據(jù)傳輸可以簡單地分為有線和無線兩大類。

有線通信方式的建立必須架設(shè)光纜或電纜，因此需要大量的人力和物力;施工周期長;在遇到一些特殊的應(yīng)用環(huán)境（如山地、湖泊、林區(qū)等特殊地理環(huán)境），布線更加困難;增加新設(shè)備時，需要重新的布線;出現(xiàn)故障時，難找故障點等。

無線數(shù)據(jù)傳輸方式則無需架設(shè)光纜，只需要架設(shè)適當(dāng)高度的天線，節(jié)省了人力物力;施工周期短;幾乎不受地理環(huán)境限制;需要擴(kuò)展時只需將新增設(shè)備與無線設(shè)備相連即可;出現(xiàn)故障時，能快速找出故障點等。

從成本、工期、適應(yīng)性、擴(kuò)展性、故障排查等方面考慮，無線通信有著顯著的優(yōu)點，變電站臨時通信通道可以改傳統(tǒng)的光纜接入方式為無線通信方式。

1 超短波電臺臨時通信系統(tǒng)

通常業(yè)務(wù)設(shè)備的接口應(yīng)用中，百分之九十以上的接口是2M的接口，目前銅陵供電公司主要非平衡的75歐姆，平衡的120歐姆兩種接口類型。目前銅陵市供電公司機(jī)房內(nèi)的2M接口基本上是非平衡的75歐姆物理接口（一收一發(fā)）。

設(shè)備組網(wǎng)如圖1所示。

1.1 主要內(nèi)容

在新建站點機(jī)房和局遠(yuǎn)動機(jī)房，超短波電臺利用調(diào)制解調(diào)器分別接入交換機(jī)，調(diào)整超短波電臺參數(shù)，在新建站點機(jī)房和局遠(yuǎn)動機(jī)房同時測試通信鏈路。

為實現(xiàn)新建變電站對臨時通信系統(tǒng)的需求，滿足可靠性、安全性、組網(wǎng)靈活性、投資成本低、設(shè)備小型化等要求，此系統(tǒng)由便攜式設(shè)備箱、供電電源（鋰電池、開關(guān)電源等）以及通訊連接轉(zhuǎn)換部分（RS-232/E1協(xié)議轉(zhuǎn)換器、數(shù)傳電臺等）組成，通過此試驗箱搭建新建站點及遠(yuǎn)動機(jī)房的通信信道，實現(xiàn)變電站站點與主站之間互聯(lián)互通，如圖2所示。

如圖3所示效果，將各種設(shè)備部件集成于一個便攜式設(shè)備箱中，能夠極大地方便工程技術(shù)人員的攜帶與安裝。

1.2 設(shè)備及功能介紹

1.2.1 數(shù)傳電臺

數(shù)傳電臺（radio modem），又可稱為“無線數(shù)傳電臺”、“無線數(shù)傳模塊”。是指借助DSP（數(shù)字信號處理）技術(shù)和軟件無線電技術(shù)實現(xiàn)的高性能專業(yè)數(shù)據(jù)傳輸電臺[1]。本系統(tǒng)中用來實現(xiàn)對局方遠(yuǎn)動機(jī)房與新建變電站機(jī)房之間的臨時通信連接。

1.2.2 全向高增益天線

天線增益是指：在輸入功率相等的條件下，實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產(chǎn)生的信號的功率密度之比。它定量地描述一個天線把輸入功率集中輻射的程度。增益顯然與天線方向圖有密切的關(guān)系，方向圖主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。

1.2.3 協(xié)議轉(zhuǎn)換器

協(xié)議轉(zhuǎn)換器簡稱協(xié)轉(zhuǎn)，也叫接口轉(zhuǎn)換器，它能使處于通信網(wǎng)上采用不同高層協(xié)議的主機(jī)仍然互相合作，完成各種分布式應(yīng)用，它工作在傳輸層或更高。接口協(xié)議轉(zhuǎn)換器一般用一個ASIC芯片就可以完成，成本低，體積小[2]。它可以將IEEE802.3協(xié)議的以太網(wǎng)或V.35數(shù)據(jù)接口同標(biāo)準(zhǔn)G.703協(xié)議的2M接口之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。也可以在232/485/422串口和E1、CAN接口及2M接口進(jìn)行轉(zhuǎn)換[3]。

1.2.4 開關(guān)電源

開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和MOSFET構(gòu)成[4]。

1.2.5 電源管理模塊

電源管理模塊是針對鋰電、鉛酸電池充電而設(shè)計的電源管理模塊。當(dāng)輸入電源給負(fù)載供電時，同時也給電池充電，當(dāng)輸入電源斷電，由電池給負(fù)載供電[5]。

1.2.6 鋰電池

鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。具有更高的能量重量比、能量體積比、壽命長、可以快速充電、環(huán)保無污染等特點。

1.3 安裝使用

根據(jù)設(shè)備組網(wǎng)通信圖以及設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)可在現(xiàn)場使用時按照以下規(guī)則實施：

首先，打開便攜箱進(jìn)行組裝短波電臺供電系統(tǒng)，按照圖示分別將協(xié)議轉(zhuǎn)換器、數(shù)傳電臺、天線、電源管理模塊、開關(guān)電源、電池依次連接，然后將2M線接口接入到新建站點機(jī)房或者局遠(yuǎn)動機(jī)房，最后打開電源調(diào)整頻率，實現(xiàn)變電站站點與主站之間互聯(lián)互通。

2 結(jié)語

本文提出了一種基于超短波電臺的變電站臨時通信系統(tǒng)，采用超短波電臺無線方式接入后，接入路由的勘查工作簡化，無需根據(jù)路由長度進(jìn)行訂貨及光纜施工，建設(shè)周期大大縮短。使用超短波電臺方式接入臨時通信通道，比采用光纖接入減少約15天，大大縮短了建設(shè)周期，節(jié)約了大量人工成本。此外，超短波電臺方式接入建設(shè)臨時通信通道除了應(yīng)用于變電站的初期投運之外，還可以作為應(yīng)急搶修，特別是出現(xiàn)意外的天災(zāi)人禍（例如冰災(zāi)等）導(dǎo)致雙方向光纜中斷時，仍然能迅速地恢復(fù)通道，為電網(wǎng)的運行提供了可靠的通信保證。

參考文獻(xiàn)

[1] 王偉.數(shù)據(jù)采集與無線收發(fā)模塊的設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2003（17）：43-45.

[2] 盧日昌.現(xiàn)場通信協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].南寧：廣西大學(xué)，2009.

[3] 邵云鵬.基于OPC技術(shù)的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[D].西安：西安電子科技大學(xué)，2011.

[4] 王志強(qiáng).開關(guān)電源設(shè)計[M].3版，電子工業(yè)出版社，2010：98-105.

[5] 王培東.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004.3.