2020电力通信基础知识介绍V1

通信基础知识介绍张海华一、调度通信内容一、什么是通信？简单地说，通信就是将需要传递的信息，通过某种信号的方式、经过某种传输媒介，传送到目的地的一个过程。信息发送信号传输媒质信令接收信号接收信息按信道分：有线通信：电缆、光缆、电力线载波等无线通信：微波、卫星等按信号类型分：模拟通信：信道中传输模拟信号的通信数字通信：信道中传输数字信号的通信信息源信息源码加密信道编码数字调制信道数字调制信道译码解密信源译码受信者噪声源数字通道模型二、传输介质传输介质是连接通信设备，为通信设备之间提供信息传输的物理通道；是信息传输的实际载体。取决于电磁波频谱的使用。常见的传输介质：双绞线、同轴电缆、无线信道、光纤非屏蔽双绞线屏蔽双绞线同轴电缆光纤光纤通信是利用激光作为载波，用光导纤维作传输媒质传递信息的“有线”激光通信。光纤通信与电通信的主要差异有两点：一是用光频作为载频传输信号，二是用光缆作为传输线路。主要特点：（1）传输频带宽，通信容量大；（2）损耗低，传输距离远，通信质量高；（3）抗干抗能力强，应用范围广；（4）线径细，重量轻。光纤分类阶跃型光纤和渐变型光纤单模光纤和多模光纤，“工作窗口”石英多模光纤，0.8~0.9µm，最低2.5dB/km石英单模光纤，1.31µm，最低损0.27dB/km石英单模光纤，1.55µm，最低损0.16dB/km光纤分类单模光纤：纤芯很细(芯径一般为9或10μm)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通信，但还存在着材料色散和波导色散，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。多模光纤：纤芯较粗(50或62.5μm)，可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重，多模光纤传输的距离比较近，一般只有几公里。电力特种光缆光纤架空复合地线（OPGW）是把光纤放在电力线路的保护地线中，既用于通信，又作保护地线。这种光缆往往在新建地线和更换旧地线时才可能采用。在OPGW中采用金属管作松套管，除了有利于防止光纤发生氢损之外，还可很好的保证中心管中的光纤余长，提高光缆强度，提高容许的短路电流和减小低温附加衰减。全介质自承式光缆(ADSS)可以单独布放，适应范围广，在当前我国电力输电系统改造中得到了广泛的应用SDH（SynchronousDigitalHierarchy，同步数字系列）光端机容量较大，一般是16E1到4032E1。光/电解复用解复用解复用复用复用复用电/光ADM2Mbit/s(电信号）SDH光信号155Mbit/s155Mbit/s140/34Mbit/s光接口光接口2Mbit/s(电信号）34/8Mbit/s8/34Mbit/s34/140Mbit/s8/2Mbit/s2/8Mbit/sPDHPDH与SDH的复用比较SDH环网UPH1HOBUPH2GSY2三、通信通道类型64K通道:以速率为64kbps的传输通道。如语音。4WE&M：4Ｗ表示四线制话音线，其中话音发信线一对，话音收信线一对，Ｅ、Ｍ为控制线，Ｅ（Ｅａｒ）线用于接收控制信号，Ｍ（ＭＯＵＴＨ）用于发出控制信号。说明：这两个通道都是由PCM提供，是指最两端的设备是PCM，中间依然有光纤这个传输介质。E1（2M）通道指建立在光纤传输系统上的，为传输继电保护和稳控装置信号提供复用的电信号通道；保护装置和稳控装置发出信号需要经规定的接口传送给复用设备（通常是MSTP设备），然后经复用设备传输至对端站点。速率是2.048Mbit/s。我国采用的是欧洲的E1标准。E1的一个时分复用帧（其长度T=125us即取样周期125微秒）共划分为32相等的时隙，时隙的编号为CH0~CH31。其中时隙CH0用作帧同步用，时隙CH16用来传送信令，剩下CH1~CH15和CH17~CH31共30个时隙用作30个话路。每个时隙传送8bit，因此共用256bit。每秒传送8000个帧，因此PCM一次群E1的数据率就是2.048Mbit/s。2.048Mbit/s=2048kbps=64kbps×32专用光纤光纤通道是指传输介质为光纤的光通道，或通过波分复用（WDM）技术在光纤传输一个预定波长的光通道。专用光纤通道指专门为继电保护和稳控装置信号提供传输信号的光纤通道。通俗的讲是指两端的业务装置直接通过光纤连接，不经过任何复接设备的通道方式。特点：中间节点少，衰减小，稳定可靠，但造价高，光纤的利用率不高。四、生产实时控制业务四类：继电保护业务安全自动装置业务调度自动化业务直流控制业务电力通信生产业务统计表发电厂通信业务特性统计表二、通信网络建设原则MSTP组网要求MSTP网的新建、扩建、改造应与现有运行网络互联互通，纳入同一网管系统统一管理。MSTP网应采用二层（骨干、接入）结构组网或不分层组网。MSTP网应为网状网或多环形相交结构，接入环与骨干环应通过两个节点相交，未成环节点应采用1+1链路方式接入。MSTP设备应配置至少2个光方向。骨干层节点的每块光板卡仅连接1个骨干层光方向或1～2个接入层光方向。接入层节点的每块光板卡仅连接1个光方向。MSTP设备关键部件（如交叉卡、电源卡、时钟卡等）应冗余配置。骨干层链路带宽宜为STM-64。主干MSTP网、省干MSTP网的接入层链路带宽宜不小于STM-4，地区MSTP网的接入层链路带宽宜不小于STM-1。主干A网A网设备型号：马可尼OMS1664增城北郊从化广蓄B花都C34#3C21#3C38#3HBA主干B网B网设备型号：华为OSN3500增城中心1花都北郊广蓄A厂中心2U3#1U13U4U5#1通俗的讲，就是PCM组网，主要用来传输调度自动化业务、电能计量、调度电话等4WEM和64K业务。接入网S13P324楼FMX12-10(电话)S14P1S14P224楼FMX12-12(远动)24楼FMX12-11(电量)零星站点远动用S14P4零星站点电量用S14P3S14P2广蓄B厂开关站FMX12-2广蓄A厂FMX12-3广蓄A厂FMX12-1A网提供2MB网提供2M光缆敷设要求110kV及以上电压等级新建架空线路应采用OPGW光缆。总调、省中调、地调、异地容灾中心应具备3条以上独立的光缆路由。110kV及以上电压等级厂站不少于2条光缆路由。新建光缆纤芯应采用G.652D类光纤。原有光缆解口时，解口段光缆与原有光缆的光纤类别一致。500kV及以上电压等级线路光缆纤芯数量应不少于36芯，220kV电压等级线路光缆纤芯数量应不少于48芯，多回输电线路同塔架设时，每回线路光缆应不少于24芯；110kV、35kV电压等级线路光缆纤芯数量应不少于24芯。调度机构每条接入光缆纤芯数量应不少于48芯，城市应用密集的区域应适当考虑增加纤芯。为满足线路保护专用纤芯需求，可适当增加纤芯数量。分析方法从通信电源、进站光缆、传输设备（含SDH、微波、载波、PCM等）、站内进站电缆沟井/杆路、站内联络电缆/光缆等方面着手，分析当出现某一故障点（即下面的分析环节）时，对220kV及以上线路保护、安稳、中调远动EMS、中调调度电话四类业务的影响，进而分析是否会造成以下一种或以上的后果：–1、某一条500kV线路主一保护通道或主二保护通道通道中断、辅A保护通道和辅B保护通道同时中断；–2、某一条220kV线路主一和主二保护通道同时中断；–3、电厂-X站的安稳A和安稳B通道同时中断；–4、中调-电厂EMS通道（大部分电厂是双专线通道（即远动A和远动B），少数电厂是一专线一网络通道）双通道同时中断。–5、电厂所有调度电话同时中断。“N-1”分析法二分析环节分析以下某一环节出现故障时，会导致哪些业务通道中断：–1、通信电源的环节包括：每套通信电源的整流设备、蓄电池组、交直流配电屏、电源连接线、通信设备供电配置、继电保护接口装置供电配置情况等环节；–2、进站光缆的环节包括：每条进站光缆；–3、传输设备的环节包括：–1）每套SDH光传输设备；–2）每套微波设备；–3）每套PCM设备；–4）每套载波设备；–4、单联络线缆的环节包括：通信机房至用户侧（如主控室、继保室等）的每条联络光缆、联络电缆；–5、电缆沟井、共同杆路：分析站内公共电缆管道发生外力破坏、火灾等灾害时，是否可能会引起同一管道内的光缆、高频电缆全部中断等情况；–6、其他：根据各单位情况做补充。远动业务接入方式远动业务通道可采用专线通道（4WE/M模拟通道或64K数据通道）和网络通道（调度数据网通道）接入。远动业务远动业务4WE/M及数据专线通道主控室配置含VDF单元的通信接口屏，远动工作站采用音频电缆通过通信接口屏经通信机房的VDF单元与PCM设备连接，PCM设备采用同轴电缆与SDH设备连接。中调端主站系统连接方式与此类似，通过光纤传输网形成电厂远动工作站至中调主站系统的专线通道。PCM设备可根据需要配置4WE/M板卡或64K数据卡，提供4WE/M接口或数据接口。远动业务调度数据网络通道远动厂作站经二次安全防护系统与调度数据网接入交换机连接，接入交换机采用光缆与接入路由器连接，通过调度数据网形成电厂远动工作站至中调主站系统的网络通道。电能计量可采用专线通道（4WE/M模拟通道或2线音频拨号通道通道）和网络通道（调度数据网通道）接入。线路保护可采用专用光纤通道、复用光通信通道（2M或者64K通道，一般采用2M通道）或高频载波通道接入。220kV及以上线路每套保护装置建议采用双通道配置。专用光纤通道复用光通道光电转换在我厂对应的是：南瑞MUX-2M或者四方的186B为什么要放在通信机房呢？光电转换装置的2M传输距离必须小于100米，采用通信-48VDC供电。当主控室与通信机房之间的距离较近（小于200m）时，安全稳定控制装置可直接采用同轴电缆与传输设备连接，从而省略光电转换装置。安全稳定控制系统业务•线路纵联差动保护通信通道不能采用双向通道倒换环，在通信设备上不设置自愈环保护，应采用长、短路径独立双通道的方式来提高保护通道的可靠性。线路纵差保护要求：通道双向路由必须一致。•线路保护、安自装置采用2M通道的，2M通道输出重定时功能必须设置成关闭状态。特别提醒通信高频开关电源电源发展•目前在通讯网上运行的电源主要包括三种：线性电源、相控电源、开关电源。•传统的相控电源，是将市电直接经过整流滤波提供直流，由改变晶闸管的导通相位角，来控制整流器的输出电压。相控电源体积大、效率低、功率因数低，严重污染电网，已逐渐被淘汰。•稳压电源，是通过串联调整管可以连续控制的线性稳压电源，线性电源的功率调整管总是工作在放大区，流过的电流是连续的。由于调整管上损耗较大的功率，所以需要较大功率调整管并装有体积很大的散热器，发热严重，效率很低，一般只用作小功率电源，如设备内部电路的辅助电源。•开关电源的功率调整管工作在开关状态，有体积小、效率高、重量轻的优点，可以模块化设计，通常按N+1备份（而相控电源需要1+1备份），组成的系统可靠性高。正是这些优点，开关电源已在通信网中大量取代了相控电源，并得到越来越广泛的应用。整流模块整流模块……整流模块交流配电AC输出AC输入直流配电RS485……48VDCRS485电流取样电流取样监控模块PSTN故障回叫MODEM远程监控自动巡检MODEMMODEM近程监控电池组1电池组2RS232/485电源系统后台监控交流配电整流模块直流配电监控模块基本组成调度机构、220kV及以上厂站以及通信中继站必须安装通信直流供电系统；传送220kV及以上线路继电保护、安全稳定自动装置业务的通信设备，宜采用通信直流供电系统供电。总调、中调、地调三级调度机构，220kV及以上电压等级的变电站，总调、中调调度管辖范围内的发电厂，通信直流供电系统应双重化配置，配置两套独立的高频开关电源，每套高频开关电源配置独立的蓄电池组。高频开关电源整流模块应满足N+M冗余配置，其中N只主用，N≤10时，1只备用；N＞10时，每10只备用1只。整流模块数量应不少于3只。主用整流模块总容量应大于负载电流和电池的10小时率