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蓄電池的使用壽命
蓄電池的壽命可分為循環壽命、浮充壽命和存放壽命。蓄電池的容量減小到規定值以前,蓄電池的充放電循環次數稱為循環壽命。在正常工作條件下,蓄電池浮充供電的時間,稱為浮充壽命。通常免維護電池的浮充壽命可達到10年以上。
循環壽命與電池每次放電的深度有密切關系。放電深度為30%時,充放電循環次數可達1200次;放電深度為100%時,循環壽命僅有200次。因此使用中應當盡量避免電池深度放電。
根據加速壽命試驗的結果,免維護閥控電池在室溫下,浮充壽命可達10年以上。應當說明,浮充電壓過高或過低,會使蓄電池過充電或欠充電,因而將影響電池的壽命。
由于自放電作用,存放過程中,免維護電池的剩余容量將逐淅減少,通常,電池剩余容量下降到50%的時間,稱為存放壽命。在不同的溫度下,電池的剩余容量與存放時間有一個對應的關系。當環境溫為250C時,存放壽命可達18個月。當環境溫度為400C時,存放壽命只有5個多月,因此免維護電池的存放溫度不能太高。
蓄電池的使用壽命與環境溫度關系很大。通常來說,若以25℃為基準,平時不能超過+15度~+30度。溫度升高,電池組放電容量會增加,但壽命降低,如果在高溫下長期使用,工作環境溫度每上升10℃,蓄電池的使用生命減半。若溫度太低,會使蓄電池容量下降,溫度每下降1度,其容量下降1%。所以,當電源處于浮充工作狀態時,需要通過降低浮充電壓來進行補償,補償系數為環境溫度每上升1℃,每節電池單體(2V的單體)的浮充電壓降低3-5mV。但是溫度補償功能只能在一定的范圍內起作用,蓄電池最好是工作在20-25℃的環境下。如果蓄電池電壓在放出其額定容量80%(對照相應放電率的容量如C10、C3等參數)之前已低于1.8V/單格(1小時率放電為1.75V/單格),則應考慮加以更換。
蓄電池浮充運行狀態
決定電池壽命的要素有三個:第一是產品質量;第二是維護的情況;第三是決定電池是否處于良好的浮充運行狀態。當交流電正常供應時,負載電流由交流電經整流后直接供電于負載,蓄電池處于微電流(補充其自放電所耗電能)充電狀態;當交流電停供時才由蓄電池單獨供電于負載,故蓄電池經常處于充足狀態,大大減少了充放電循環周期,可延長了電池壽命。
1.關于浮充電壓的選擇
蓄電池浮充電壓的選擇是對電池維護得好壞的關鍵。如果選擇得太高,會使浮充電流太大,不僅增加能耗,對于密封電池來說,還會因劇烈分解出氫氧氣體而使電池爆炸。如果選擇太低,則會使電池經常充電不足而導致電池加速報廢。
2.低電壓恒壓充電(均衡充電)技術
所謂低壓恒壓充電,即過去傳統的恒壓充電法,但其不同點是,低電壓恒壓充電一般采用每只蓄電池平均端電壓為2.25~2.35V的恒定電壓充電。當蓄電池放出很大容量(A·h)而電勢較低時,充電之初為防止充電電流過大,充電整流器應具有限流特性,故仍處于恒流充電狀態。當充入一定容量(A·h)后,蓄電池電勢升高,充電電流才逐漸減小。這種充電方式由于有以下優點而被推廣使用。
充電末期的充電電流很小,故氫氣和氧氣和產生量極小。它能改善勞動條件、降低機房標準,是全密閉電池適用的充電方式;充電末期的電壓低,對程控電源等允許用電壓變化范圍較寬的用電設備供電時,可在不脫離負載的情況下進行正常充電,以簡化操作,提高可靠性;整流器的輸出電壓最大值較小,可減小整流器中變壓器的設計重量。
3.蓄電池浮充電壓與溫度的關系
應注意的是,在浮充運行中,閥控電池的浮充電壓與溫度有密切的關系,浮充電壓應根據環境溫度的高低作適當修正。在淺度放電的情況下,閥控電池在2.27V/C(25℃)下運行一段時間是能夠補充足其能量的;在深度放電的情況下,閥控電池充電電壓可設定為2.35~2.40V/C(25℃),限流點設定為0.1Q,經過一定時間(放電后的電池充足電所需的時間依賴于放出的電量,放電電流等因素)的補充容量后,再轉入正常的浮充運行。
為了彌補運行中因浮充充電流調整不當造成的欠壓,補償閥控蓄電池放電和爬電漏電所造成蓄電池容量的虧損,應2-3個月對電池進行一次補充充電。
蓄電池的維護
1.低電壓保護與二次下電措施
為此,要求電源系統的功能要全面,如具備定時均充、二次下電、溫度補償、無級限流等功能,同時必須建立完善的電源維護體系。
除了定時均充外,蓄電池的日常管理的內容也是非常多的,包括低電壓保護、二次下電、溫度補償、無級限流等等,這些措施可以保證蓄電池處于良好的使用狀態,延長其使用壽命。
蓄電池在輸出能量時,其兩端電壓不斷下降,當下降到一定值(一般稱為終止電壓)的時候,就必須斷掉其能量輸出回路,否則可能導致蓄電池過放電,使其壽命縮短甚至報廢。這種在終止電壓時,使蓄電池斷掉負載防止過放電的動作和措施,叫做低電壓保護。
二次下電比低電壓保護更進一步。當電池兩端電壓降到一定值時(一般比終止電壓高),就斷掉一部分次要負載,只給剩下的主要負載供電。之后當電壓下降到終止電壓時,則將主要負載也斷掉,實現對蓄電池的保護。這種兩級斷開負載的動作和措施即為二次下電。二次下電的好處是在保證蓄電池不過放電的同時,可以給重要設備提供更長的供電時間,盡量減少通信中斷的損失。如果需要實現系統的二次下電功能,開局時,須將直流輸出負載分成主要和次要負載,接到相應的分路上。先進的電源設備的二次下電功能非常靈活,可以隨意調節一、二次下電的電壓,并且可以設置成不做二次下電和低電壓保護,滿足優先保障通信的需求。
2.蓄電池組的充放電維護
常用的正常充電法有:恒流充電法、恒壓充電法和分級定流充電法等。
采用恒流充電法時,充電電流始終保持不變。在充電過程中,蓄電池的端電壓逐漸升高,為了保持充電電流穩定不變,外電源的電壓必須逐漸升高。采用這種方法,充電時間較短,但是由于充電末期,大部分充電電流都用來電解水,所以蓄電池中將產生大量的氣泡。這樣不僅浪費了電能,而且還會使極板上的活性物質脫落,因此這種方法較少采用。
關鍵詞:變電所設備電力通信
1市區電力綜合通信網的全面解決方案
隨著經濟發展對電力的需求,電力行業迫切需要實現調度和管理的現代化,當前正在組建的電力通信網做到了集中資金、統一規劃,建設一種高起點的、寬帶的、綜合的通信平臺,能完成以下業務的綜合接入、高速可靠傳輸和統一管理:
*行政/調度話音業務
*實時數據(調度自動化數據、用戶抄表數據等)業務
*計算機管理信息業務
*圖像監控業務
*繼電保護業務
(1)通信方式的選取。
在電力系統網絡中常用的通信方式有光纖通信、電力線載波、音頻電纜、擴頻微波和無線電數傳電臺等多種傳輸方式。
“綜合信息網”通信方式的選取必須具有高可靠性、經濟性、尋址量大、雙向通信、容易操作與維護等特點。
從國內外電網通信建設的趨勢來看,基本都在向光纖通信發展,而且目前的光纜在技術和性能上已經非常穩定,采用光纖傳輸在技術上已經成熟,是建立大容量、高質量、高速的電力信息網的最佳選擇。結合本局實際情況,選取了光纖通信方式,并使光纜盡可能沿著10kV線路同桿架設,以減少工程投資。
(2)網絡拓撲結構及系統配置。
根據臨海市區在地理位置分布、遠動廠所數量、城市配電網自動化發展的需要,以及主要信息流量呈星狀的特點,結合桿路分布等具體情況。在市區范圍內采用以臨海供電局為中心,簡單的環狀加射線拓撲結構。該結構滿足網絡可靠性前提下,網絡建設費用最低。網絡拓撲結構圖見圖1。
根據這一網絡拓撲結構,目前可以把花街變、靈江山變、巾山變、祟和門變與本局主站聯成光纖主環。花園變作為此35kV終端變,且距離較遠,采用在靈江山變通過光支路接人方式,由于本局與臺州局通信業務較多,且水洋變、紅光變落在臺州局光纖網上,以通過光支路方式與臺州局主站聯接最為經濟、簡單。環上各接點采用155MSDH分插復用設備(ADM)與臺州局連接。花園變通過155光分支路連接。
光傳輸設備配置為:臨海局為STM—4(622M)光平臺,巾山、祟和門、花街、靈江山、水洋、配置STM—1ADM設備,花園、紅光配置STM—1TM設備;可以選用與臺州局所用的設備為同一廠家產品,彼此之間的通信聯系采用光支路對接即可完成。
網絡保護:臨海局、巾山、祟和門、花街,組成自愈環通道保護方式,最大傳輸容量業務合計63個2M。另外,臨海局對水洋和花街對靈江山這幾個地方均可采用光支路完成。
(3)組網方案。
網絡應適應調度及行政電話、自動化信息、電力信息傳輸的需求,業務包括語音、數據、圖像等。其傳輸速率范圍十分寬廣,從幾Kb/S到幾百Mb/S。隨著電力體制改革的深入,業務量呈指數增加,而數據業務量則以更高的速度增長,電力通信專網所傳輸的IP協議會占越來越大的比例,IPoverATM、IPoverSDH、IPoverWDM等技術的出現為目前和未來信息網奠定了堅實的基礎。根據目前IP技術發展及應用情況,結合本局在未來幾年的實際應用,市區光纖通信網采用武漢郵電科學研究暨烽火通信科技股份有限公司研制生產的IBA5綜合寬帶接入設備。這是一種具有IPoverSDH功能的SDH設備。是一種在SDH傳輸制式下實現寬帶接入和窄帶接入真正綜合的設備。它具有很高的性能價格優勢,完全能夠滿足縣級電網各種業務增長的要求。
(4)各站點到臨海局的各種業務接口與數量:
各類遠動可視電工業圖調度計
站名信息網
電話通道話會議像監控算機網
臺州局19門17路2M2M
巾山變14門2路2M2M100M100M
祟和門14門2路2M2M100M100M
花街變14門2路2M2M100M100M
靈江山14門2路2M2M100M100M
花園變14門2路2M2M100M100M
水洋變14門2路2M2M100M100M
紅光變14門2路2M2M100M100M
(5)變電所設備組合模型。
(6)網管系統。
本網管系統采用基于WINDOWS操作平臺的SEMS2.0網元管理系統,硬件為PC機,內置數據庫,實時多任務操作系統,提供全中文圖形界面;具有故障管理、性能管理、配置管理、安全管理、綜合管理、網管系統自身管理等幾大管理功能。還能夠實現遠程異地監控,可以及時幫助用戶解決實際應用中出現的問題等特點。
電力通信光傳輸網指的就是將光傳輸網絡應用到電力通信中。這樣的電力通信能夠達到更大的傳輸容量、更高的穩定性和傳輸精準度。由于光傳輸網的諸多優點,使得其應用極為廣泛,并且使得我國的電力網絡整體效益得以提升。電力通信光傳輸網發展到現階段主要構成為:環狀電路和SDH環網電路兩大類型。其中SDH環網絡電路的傳輸網絡結構主要有其自身的輸電線走向來決定的,在發展過程中遇到了極大的瓶頸,并且與承載的業務存在有部分性質的矛盾。因此就要在電力通信光傳輸網的基礎上進行通信資源管理系統的應用,解決其瓶頸問題,緩解存在的矛盾。
2電力通信光傳輸網發展的現狀
2.1電力通信光輸網現存問題
我國的科學技術在新形勢下,得到了很大的提高,出現了許多的先進的設備、系統、管理手段等。基于新形勢的大背景下,人們對光纜和設備也進行了深入的研究,采用諸多先進的技術和管理方式來進行優化,因此我國電力通信光傳輸網發展到現階段中,存在有諸多的問題需要進行改進。首先,在電力通信光傳輸網中,光纜設備是其必不可少的部分,我國在電力通信光傳輸網中較多的采用的是ADSS光纜。而這類型的光纜若使用時間較長,再加上容易受到周邊環境的干擾,就這致使其存在有腐蝕隱患。這樣的隱患在很大程度上是落后于我國電網建設的,阻礙著我國的電力通信光傳輸網的進一步發展。其次,電力通信光傳輸網中,除去光纜設備這一基礎設施外,光傳輸網絡也是重中之重的。但是在現今這個社會中,我國的光傳輸網絡的可靠性和安全性不高。另一方面,在光傳輸網中,網絡資源并沒有得到充分的利用,致使網絡資源受到了很大的浪費。再加上光傳輸網絡中的設備在建成后也在逐漸的老化,因此設備的各個性能不能滿足電力通信光傳輸網絡的發展。
2.2電力通信光輸網優化的必要性
在以上的陳述中,可以看出我國的電力通信光傳輸網存在有設備以及光傳輸網這兩方面的問題,而這兩類問題還僅僅是顯著存在的,在很多的細微之外任留有別的漏洞。基于此,就要求對電力通信光傳輸網進行優化,既就通信資源管理系統的引入。只有將通信資源管理系統應用到我國的電力光傳輸網中,才能夠進一步使得電力通信優化,獲得到相應的效益,還能夠促使我國的電力通信水平得到較大的進步。從另一角度來講,隨著社會的不斷發展,人們對于生活品質的要求更高,通信水平的提高也就成為了人們追求的一項。因此對電力光傳輸網進行不斷的優化,并且將通信資源管理系統引用到電力通信中,才能夠進一步滿足人們對通信業務的要求。因此,對于電力通信光傳輸網的優化已經成為了一項勢在必行的任務,如何將通信資源管理系統應用到電力通信光傳輸網中也就成為了電力通信界的重中之重。
3如何將通信資源管理系統應用到電力通信光傳輸網中
3.1通信資源管理系統構成
要深入探究如何將通信資源管理系統應用到電力通信光傳輸網中,就首先要對通信資源管理系統的構成進行簡要的分析。電力光傳輸網中存在有可靠性和安全性不高的缺陷,而電力通信資源管理系統的引進,能夠為電力通信信息增加其可靠性、安全性以及精準性。這樣的優勢是因為:電力通信資源管理系統是采用了典型的客戶端加服務器的形式,這樣就能夠將系統中的數據統一的儲存在數據庫的服務器中,而用戶端計算機則進行資源管理軟件的安裝。通信資源管理系統由一下幾塊模板構成:(1)數據庫設計:客戶端/服務器的模式。(2)GIS系統,既地理信息系統。(3)系統軟件體系結構。(4)硬件組成。
3.2設備管理
在通信資源管理系統中,除去結構構成外,還需要有硬件設備,這樣才能夠引入到電力通信光傳輸網中。硬件設備的設置,主要是為了將電信通信系統進行硬件配置,進而對電力通信光傳輸網進行修改等的操作。與此同時,還能夠為其統計和分析光傳輸網中重大數據。而硬件設備的管理是以地理信息系統為基礎的,并且在此基礎上,分為傳輸設備、PCM設備、交換機設備等。只有將設備管理引進到電力通信光傳輸網中,才能夠為電力通信光傳輸網的整體系統提供其自身的硬件設備的配置、查詢以及維護信息的數據,到達統一化管理。
3.3資源管理
在通信資源管理系統中,除去對電力通信光傳輸網進行設備管理外,還能夠對其內部以及周邊的資源進行一個有效的整合管理。這也就是指:通信資源管理系統中,存在有一個報表管理模塊。這一部分,能夠促進電力通信光傳輸網的工作人員對整個網絡系統中的運行日志以及通信動態進行查詢,進而對通信網絡中的數據進行統計和分析,最終促使工作人員根據資料和數據得出最好的傳輸線路的方案。在形成方案之后,就能夠對電力通信光傳輸網中的各項可用資源進行一個合理并且精準的調度,使得傳輸網中的資源都能夠獲得到很好的利用,減少電力通信光傳輸網中諸多資源的浪費。通過對資源的合理調度,這樣才足以滿足每個用戶的電力通信業務的要求,客戶得到了滿意服務,才能夠為電力通信光傳輸網絡帶來更多的經濟效益。最終促進我國的電力通信光傳輸網獲得更大的發展空間。
3.4線路管理
在電力通信光傳輸網中,最為關鍵的部分就是傳輸網中所用的線路了。線路遍布整個網絡中,每一項線路都代表著很多的電力通信業務,牽涉到很多用戶的電力通信的使用。因此對于線路的管理也就成為了最為關鍵的一項任務。在對線路進行管理時,通信資源管理能夠達到傳輸電路調度一起傳輸線路的管理。通信資源在對電路進行管理中,是要求其建立在整個局站之間的,并且還要求在對電力通信光傳輸網進行操作時,要按照現有的手工業生產的各種業務流程來展開,這樣就能夠促使在整個電力通信光傳輸網的管理中,自動地形成電路的開通方式調度單。
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1.1電力通信網絡信息管理系統的設計原則
關于電力通信網絡信息管理系統的設計原則需要從四個方面說起:第一,管理系統的網絡化。從長遠角度來說,在未來的發展當中,電力通信必然會和不同的體系結構整合在一起,因此需要提出統一的管理標準,而這也是目前來說最為可行的辦法。將網絡化管理的要求實現出來,最終實現不同的體系與統一的接口進行互聯的目的。第二,綜合的接入性。電力通信網絡信息管理系統需要對不同規格的設備和產品具有較好的兼容功能,而且每一部分的任務都是以綜合性的接入口為基準,實現通信設備的統一轉換,最終以網絡管理系統的高層次進行處理。第三,對功能和開放性的應用接口進行完善。要想制定好應用功能,那么就必須做好用戶的需求分析,并且將其作為基礎來將網絡管理體系設計得豐富和完善。第四,系統的獨立性和標準化。要想實現網絡管理系統的統一,就必須要從設計的角度出發,在設計程序、設計風格和設計術語應用等方面要做到盡量統一,還要通過標準化的設計來應對不同的設備和系統的控制與操作。
1.2電力通信網絡信息管理系統的功能與結構分析
將計算機信息技術發展的總體要求和技術的總體發展趨勢作為基礎,再和本研究的研究背景相結合,電力通信網絡信息管理系統在當前科技框架之下,最好采用基于J2EE體系的架構來進行設計和開發,采用Java語言進行輔助編輯。因為Java具有十分強大的編程語言優勢,而且它有眾多的國內外大型廠商所參與制定的J2EE標準規范,因此在目前來說,Java也是很多大中型企業的首選應用。不單單可以為電力通信網絡信息管理系統提供更加穩定的性能支持,而且還能夠為其提供更好的處理性能。J2EE應用服務器和Java語言Web的開發和應用當中,為其更好地發揮和使用提供了很多可復用性、標準性、開放性和可管理性等跨平臺功能特性。因此,給予J2EE和Java進行研發和設計,能夠開發出更多的一次研發多次運行的系統。在此期間,J2EE也為其提供了更加先進和強大的多層架構支持。此外,對于系統性能和方案設計來說,需求分析也具有十分重要的作用。在對功能配備和設備配置的時候,一定要本著合理性的原則來進行。對網絡進行設計的時候,一定要擺脫那種傳統式的對網絡的依賴,在設計系統的時候,一定要做到層次鮮明清晰。從功能角度分析方面來說,一個優秀的網絡系統需要具備三個方面的內容,分別是對故障的鑒定和判斷,對異常運行做出檢測和記錄,對相應故障和反應故障進行管理;對設備的性能做出分析、檢測和控制;合理做好物理設備上的資源管理和資源配置工作。
2電力通信網絡信息管理系統的實現
2.1電力通信網絡信息管理系統的建立
可以從三個方面來對電力通信網絡信息管理系統的建立進行闡述:
(1)進行設計前期的分析。
對該系統進行設計需要將滿足客戶的要求當做前提,在此基礎上對系統良好的開放性和穩定性做出設計,還要保證系統具有一定的安全性。在設計當中需要考慮對相關的技術手段的運用,對于在系統當中必然會出現的數據、表格和文字等作出處理,需要選擇較為強大的數據處理功能和數據處理軟件來進行。
(2)建立數據模型。
對數據模型進行監理可以說更加有益于大量的數據信息的管理,它能夠將抽象的數據具體化和形象化,在某種程度上能夠將管理的效率提升起來,也可以提高操作的可行性。關于數據模型主要分為兩個部分:一部分是利用DBMS進行電路走勢的分析,可以使相關工作人員對空間因素更好地掌握;另一部分是對線路的具置進行掌握,這種模型可以以幾何圖形的形式存在,運用起來更加高效便捷。
(3)對數據庫的建立。
在對數據庫進行建立之前,需要花費大量的工作在通信信息的收集和整理上,在具體的建立過程當中,需要對系統將來的發展做出考慮,因此就必須做好子網的聯網設計工作,而且在數據庫開始建立和設計之初就應該對圖層的階層關系做出準確而又清晰的把握,最好能夠了解各個階層之間的相互聯系和相互關系,以便于以后在大的通信網絡里更好地實現。
2.2電力通信網絡信息管理系統的體系結構
對于一般的網絡管理系統來說,主要分為分布式和主從式兩種。主從式的結構主要是通過后臺來統一調配和管理設備的電路的,操作管理相對來說更為高度集中,但是卻在其間存在著很多的問題。舉例來說,信息資源在這種結構之下就會顯得非常拙劣,這種結構采用集中式的管理,對處理的難度起到了一個施壓的作用,會使其工作難度加大。此外實時監測也存在著很大的問題,具體來說主要是效率比較低下,喪失了實時監測的意義所在,因為后臺的集中處理會使網絡數據產生阻塞,于是鏈路和節點就較多了,最終也就產生了這種情況。在這種情況之下,假使后臺出現了問題,那么整個系統很可能會面臨著失去控制中心的風險,此外這種結構的升級性能較差,服務類型也不全面。相比之下,分布式的結構就存在著很大的優勢,因為它具有很優秀的管理配置模式,其模式會將中央平臺作為中心,再逐層將數據的控制功能剝離出來,然后再配置到設備當中。這樣一來,該系統和各個管理級別就能夠通過協議來進行相互之間的聯系,從而構成一個完整的系統,因此這種結構方式是值得選擇的。在此之間,能夠有效地將電力通信的電路和設備數據的處理實現對應,在設計管理站的時候需要根據不同的操作環境來進行,實質上它是一個介于系統和操作者之間的界面,起到了一個介質的作用。而信息庫是用來儲存信息的,管理協議則對和管理者之間起到了一個連接的作用,而且還能夠對眾多的內容做出協定,比如信息的通信方式、數據的儲存方式,還有信息數據的處理方法等。
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(1)在電力通信中,完成通信需要多個設備的參與,而這主要是由于設備的性質不同、功能不同,且所承擔的任務也不同,因此,這就使得電力系統通信網絡結構復雜,由于傳統的通信已無法適應電力系統通信網絡發展的要求,因此,把光纖通信作為介質,提高通信質量也就成為一種趨勢。(2)電力通信與其它通信之間的區別在于,其不僅對傳輸信息質量要求高,而且在通信實時性方面有著較高要求。隨著中國經濟社會發展的轉型升級,電網規模的擴大,通信信號的種類日漸繁雜,同樣要求在電力系統通信領域應用光纖通信,不僅包括繼電保護信號,也包括語音信號,通過應用光纖通信,可提高信號傳輸質量。(3)由于電力系統的覆蓋范圍廣,在通信這一領域,對傳輸范圍和抗沖擊能力均有較高的要求,為了最大程度上降低通信的損耗,保證傳輸的質量,特別是長距離傳輸的質量,也要求應用光纖通信。
2電力系統中光纖通信的特點
光纖通信的特點,主要是相對于傳統電力通信方式來說的,這些特點同時也可視為光纖通信的優點,主要包括以下幾個方面:(1)電力系統中的光纖通信的通信容量相當大,一般情況下,一對光纖便足以滿足上百路甚至上千路信息路徑通過,同時在一根光纜中,含有幾十根甚至上百根光纖纖芯。(2)眾所周知,光纖的制作材料一般為硅或者玻璃,所以這也就意味著光纖制作的原料來源非常豐富,所以對于節約金屬材料的使用量具有重要的意義。(3)在電力系統通信領域中,光纖通信的保密性良好,外界的電磁干擾不容易對其造成影響,同時光纖通信也不受雷擊、潮濕等因素的影響。(4)電力系統用的光纖,主要是OPGW光纜,其敷設與地線一次性完成,比較簡單。(5)由于光纖通信無感應性能,所以電力系統中的光纖通信不容易受到電位升高的影響,毫無疑問,光纖通信技術是電力通信系統最為理想的通信技術。
3光纖通信在電力系統中的應用領域
光纖通信在電力系統中主要在以下方面有應用:(1)電網監控與調度自動化。電網智能化和自動化程度提高,在電網中應用光纖通信技術成為一種常態,在監控與調度中的應用表現為:把監控傳感器采集到的狀態信息傳輸給上級系統,同時下達有關的指令。(2)在配網自動化中的應用。確保系統運行的安全性與可靠性,要求在電力系統通信領域應用光纖通信,在狀態監測、調度管理與分層控制等方面具有重要的作用。此外,光纖通信在繼電保護器中也有著應用,主要是用于保護電流縱差中的導引線、保護繼電保護裝置、智能變電站或控制室內的信號傳輸線等。
4光纖通信在電力系統中的發展前景
現階段,光纖通信在快速發展的形勢下,已經發展到第五代光纖通信階段,在這一階段的光纖通信技術,具有容量大、信號傳輸速率快等諸多的優點。隨著技術的進度與經貿水平的提高,全球的信息化程度逐步提高,因此對光纖通信的通信距離、容量和速度等提出了更高的要求。電力系統中,光纖通信的發展前景包括下面幾個方面:
4.1光纖傳送網新技術
目前,傳輸40GE/100GE網絡的技術中,主要包括兩種技術:①40Gbit/s技術;②100Gbit/s技術。同時,這兩種技術中又包含有編碼調制技術、色散補償技術與非線性抑制技術,以及OSNR保證對策等幾個方面。在未來電力系統發展過程中,為有效保證長距離光纖通信的要求,應使用光纖傳輸網新技術,主要是FEC技術,也就是多種增強前向糾錯技術,以及動態增益均衡技術、新型編碼調制技術等,通過利用電均衡接收機、功率調整技術等,可實現增加容量的目的。而頻分復用技術、偏振復用技術和波分復用技術等,在未來的電力系統通信中,毫無疑問將會有越來越廣泛的應用。
4.2光纖通信接入網新技術
在現階段,電力系統中光纖通信接入技術主要存在傳輸距離、分光比、業務支持能力等方面的差距。目前光纖接入技術包括EPON技術(即太無源光網絡)、GPON技術(即基于I-TU-TG984標準的新寬帶無源光網絡),以及基于星型結構的以太網接入技術、基于樹形拓撲的APON/BPON技術等。一般情況下,EPON技術的實現,相比于GPON技術來說要簡單不少,但是對于多業務的支持能力不如GPON技術。而基于星型結構的光纖接入技術是在傳統的以太網的基礎上實現的電力系統光纖通信的接入技術,這種技術適宜在單用戶對寬帶的要求大的區域(此種光纖接入情況下只能對單個用戶進行連接)或者具有豐富光纖資源的區域,因此,相對來說基于星型結構的光纖接入技術的范圍比較窄,并不是主流光纖接入技術的發展方向。
4.3光纖通信光交換新技術
對于光網絡來說,典型屬性之一便是光交換。當前,基于實現特征與交換顆粒進行光交換技術的劃分,可以分為OPS即光分組交換、OBS即光突發交換、OCS即光路/波長交換。OCS的交換單位是波長,具有易于實現,交換顆粒大的優勢,然而寬帶的利用率以及復用特性非常差;OPS的交換單位是分組,并且交換的顆粒較小,因此不易于實現,然而其寬帶的利用率以及統計復用特性非常好。基于光路/波長光交換技術與光分組交換技術的OBS,相對來說較為容易實現,同時,寬帶利用率和復用特性能較好,因此,在未來電力系統通信中光纖通信的應用中,OBS會處于主導位置。
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論文摘要:隨著社會信息化程度的提高,網絡已成為人們生活中不可缺少的一部分。網絡接入帶寬迅速提升,以適應大容量、高速率的數據、視頻、語音等高質量的信息傳輸與服務。目前常用的寬帶接入方式有電話撥號(即XDSL)方式、有線電視線路(CableModem)方式、雙絞線以太網方式,隨著科技的迅速發展,電力線通信已成為一種新型的寬帶接入技術,并且有著良好的發展前景。
電力線通信簡稱PLC(PowerLineCommunication0)是利用配電網低壓線路傳輸多媒體信號的一種通信方式。在發送時利用GMSK(高斯濾波最小頻移鍵控)或OFDM(正交頻分多路復用)調制技術將用戶數據進行調制,把載有高頻信息的高頻加載于電流,然后再電力線上傳輸,在接收端先經過濾波器將調制信號取出,再經過解調,就可得到原通信信號,并傳送到計算機或電話,實現信息傳遞。類似的電力線通技術信早已有所應用,電力系統中在中高壓輸電網(35千伏以上)上通過電力載波機利用較低的頻率以較低速率傳送遠動數據或話音,就是電力線通信技術應用的主要形式之一,已經有幾十年歷史。
PLC接入設備分局段設備和用戶端PLC調制解調器。局段負責與內部PLC調制解調器的通信和與外部網絡連接。在通信時來自用戶的數據進入調制解調器后,通過用戶配電線路傳輸到局端設備,局端設備將信號解調出來,再轉到外部的Internet。該技術不需要重新布線,在現有低壓配電線路上實現數據、語音、和視頻業務的承載。終端用戶只需插上電源插座即可實現因特網接入,電視接收、打電話等。同樣電力線通信技術也可應用于其他相關領域,對于重要場所的監控和保護,一直需要投入大量的人力和財力,現在只需利用電源線,用極低的代價更新原有監控設備即可實現實時遠程監控。目前電力系統抄表,基本上主要依靠人工抄表完成。人工抄表的準確性、同步性難以保證。同時由于抄表地點分散,表記數量眾多,所以抄表的工作量巨大。基于電力線路載波(PLC)通信方式的自動抄表裝置,由于不需要重鋪設通信信道,節省了施工及線路費用,成為現代電力通訊的首選方式,使得抄表的工作量大大減少。近年來居民小區及大樓朝智能化發展,現在的智能化建筑已經實現了5A。但是這些不同的系統自動化需要不同的網絡支持;給建設和維護網絡系統帶來了巨大的壓力。借助電力線通信技術,無論是監控、消防、樓宇還是辦公或者通信自動化都可以利用電力線實現,便于管理和擴展。
電力線通信主要優勢:
電力線通信有無可比擬的網絡覆蓋優勢,我國擁有全世界排名第二的電力輸電線路,擁有用電用戶超過10億,居民家里誰都離不開電力線;顯然連接這10億用戶的既存電力線是提供上網服務的巨大物質基礎。在廣闊的農村地區,特別是那些電話網絡不太發達的地區,PLC更有用武之地,畢竟電力網規模之大是任何網都不可比擬的。雖然這些地區上網短期需求量并不大,市場發展成熟較慢,但會存在電力線上網先入為主的局面,對PLC的長遠發展和擴展非常有利。
電力線通信可充分利用現有低壓配電網絡基礎設施,不需要任何新的線路鋪設,隨意接入,簡單方便的安裝設備及使用方式,節約了資源和費用,無需挖溝和穿墻打洞,避免了對建筑物和公共設施的破壞,同時也節省了人力,共享互聯網絡連接,高通訊速率可達141Mbps(將未通過升級設備可達200Mbps)。PLC調制解調器放置在用戶家中,局端設備放置在樓宇配電室內,隨著上游芯片廠商14M產品技術相對成熟。PLC設備整體投入不斷下降,據調查當前14M的PLCModem產品其成本已降到普通的ADSL接入貓相仿的水平,而局端設備則更便宜。由于一般一個局端拖帶PLC調制解調器的規模為20-30臺,因此隨著用戶的增長,局端設備可以隨時動態增加,這一點對于運營商來說,不必在設備采購初期投入巨大的資金。因此也有寬帶網絡接入最后一公里最具競爭力的解決方案之稱。
電力線通信的缺點
傳輸帶寬的問題。PLC與電話線上網從本質上講并沒有區別,都是利用銅線作為傳輸媒質,銅線上網的最大問題是不能解決傳輸帶寬問題。雖然14M的產品已經成熟,但電力線上網是共享帶寬,若同一地區多個用戶同時上網則數據傳輸速度將會相應降低,如何保證用戶能夠獲得足夠帶寬成為挑戰噪聲安全性問題。由于電力網使用的大多是非屏蔽線,用它來傳輸數據不可避免的會形成電磁輻射,從而會對其它無線通信,如公安部門或軍事部門的通信造成干擾;再次電力線上網存在不穩定的問題,家用電器產生的電磁波對通信產生干擾,時常會發生一些不可預知的錯誤。與信號潔凈特性恒定的Ethernet電纜相比,電力線上接入了很多電器,這些電器任何時候都可以插入或拆開,并機或關閉電源。因而導致電力線的特性不斷變化,影響網速。
電力系統通信電源的設計目標是能夠為電力通信系統提供高效,穩定的能源,所以,電力系統通信電源技術將會從提高系統的安全性能和穩定性能著手,在提高供電性能、高效節能,實現網絡化,數字化管理等方面快速發展。在高效節能方面,高頻變化仍是電源技術發展的主流,通過功率集成技術來簡化電力系統通信電源的結構,使其向模塊化、集成化的方向發展,在降低損耗的同時提高供電效率。然而,隨著互聯網的普及和計算機的不斷進步,網絡化管理和數字化的控制也日漸成為通信電源發展的重要趨勢。所以,保護通信互聯網終端的電源設備必須具備數據處理和網絡通信能力。此外,采用全數字化控制技術的電源的自我監控能力普遍增強,大大提高了設備的可靠性和對用戶的適應性。
2.電力系統通信電源的日常維護
2.1通信電源設備的日常維護為通信系統電源建立起一套完善可行的運行維護制度是很必要的,這樣就可以保證做到定期對設備進行檢測,及時發現潛在的隱患,防患于未然。要定期檢查設備的電器連接情況,尤其是重要負載與空氣開關的連接和蓄電池連接,空氣開關之間的連接,這些都極為重要。同時也應該定期檢查交流配電設備的繼電器開關、電表指示等。除了每次的定期檢查,平時的日常巡查也是必要的。每次巡查的時候,應該仔細檢查接地電纜和機架的連接是否牢固,檢查電機房的接地電阻是否符合規定要求。除此之外,還要檢查各模塊的負載情況,在現場就要測量整個電力系統通信電源的電壓,負載電流,交流電的電壓和蓄電池的溫度,環境溫度和濕度以及檢查告警功能等等。
2.2通信電源蓄電池的日常維護蓄電池是保證直流系統或者是交流系統能夠不間斷供電重要設備,是整個系統中最為關鍵的重要組成部分。日常對蓄電池的維護同樣也是不能松懈的。對于蓄電池的日常維護,應該要先測出電池的電壓,以此為主,用來發現各個電池間的電壓是否均勻,并檢查出有沒有落后的電池。為了保證電池能夠安全使用,要使電池在浮充狀態下保持滿容量,如果電池失去了容量,即使對前端的交流高低壓系統、整流系統等配置管理得再好,都可能造成失電而引致通信故障。所以,我們在日常的維護工作中應改注意以下事項。蓄電池不能夠過分放電,即使放電后也要及時的充電,同時也應該注意不能經常性的出現充電不足的現象,也不可以經常性的過分充電,這些行為都會使蓄電池受到損壞。對于閥控的密封電池,日常檢測時則要注意檢測極柱及周圍安全閥是否有酸霧出現,連接情況是否松動和腐蝕,殼體是不是發生滲漏和變形。除了上述所提到了注意事項外,蓄電池也應該要保持清潔干凈,室內外要保持干燥,通風情況良好,最好能夠避免陽光直接照射到蓄電池本身。同時,值得注意的是,在存放蓄電池的室內不可以存放易燃,易爆和容易腐蝕的物品,更加不能將明火帶入室內,以免造成不必要的傷害,甚至是引起火災。在做好以上注意事項的基礎上,平時注意不再蓄電池上放置任何金屬物品,避免發生短路現象。并且還要做好日常維護,維修的記錄。只有做到每個細節都層層把關,一絲不茍,才能保證電力系統通信電源能正常工作,提供高效的服務,帶來可觀的經濟效益。
3.結語
首先,在進行風力發電場通信系統的系統設計過程之中,要嚴格按照電力系統設計的基本原則完成風力發電場內部各種基本設計,并在完成風力發電場的基本設計的過程之后,再進行相應的風力發電場通信系統設計;其次,在進行風力發電場通信系統設計的過程之中,要充分的分析風力發電場在通信系統之中扮演的角色,并根據相應的電信業務的計算,對風力發電場的通信規模進行設計,并對風力發電場的通信容量進行設計,規劃好風力發電場通信系統;然后,在進行風力發電場通信系統設計的過程之中,要充分的考慮到如何進行區域通信網絡共享,幫助風力發電場充分的利用到區域的通信資源;最后,在進行風力發電場的電力通信建設方案的設計和技術方案的規劃的過程之中,要充分考慮到風力發電場的實際通信需求,與此同時,還要充分考慮到風力發電場的遠期發展的情況,提出可行的通信設計方案(一般情況下至少要設計出兩套較為合理的方案),在進行設備的選型和購買,完成風力發電場的電力通信建設過程。
2風力發電場通信系統設計方案
2.1風力發電場通信系統光纖通信設計方案。風力發電場通信系統光纖通信設計的過程之中,要根據風力發電場的實際施工環境進行對光纜類型的選擇。例如,在進行風力發電場電力通信系統的架設光纜的選擇的過程之中,如果在線路架下方有地線就需要選擇OPGW光纜,如果在線路架下方沒有地線,則需要選取ADSS光纜。在進行電力通信系統的光纜數量的確定的過程之中,要根據電力通信系統的傳輸長度以及針對電力通信系統的線路保護的原則來進行選擇。例如,如果電力通信系統的線路長度如果是在六十千米之下,還需要對電力通信系統之中對兩個相互獨立的傳輸通道進行保護,就需要為電力通信系統建立兩條光纜。如果如果電力通信系統的線路長度如果是在六十千米以上,只需要對電力通信系統之中的一條傳輸通道進行保護,就只需要架設一條光纜。在進行風力發電場通信系統光纖的配置的設計過程之中,也要針對實際的情況進行對風力發電場通信系統光纖的配置進行設計。例如,如果進行電力通信系統的線路保護過程之中涉及到了兩個光纖的通行通道的,就需要使用兩個2Mbit/s的光纖專用通道來進行設計。如果進行電力通信系統的線路保護過程之中只涉及到了一個光纖的通行通道的,就只需要使用一個2Mbit/s的光纖專用通道來進行設計。與此同時,在進行完光纜的設計過程之中,后續的設備選型要滿足光纖選擇的需求。
2.2風力發電場通信系統載波通信設計方案。在進行風力發電場通信系統線路的設計過程之中,要充分考慮到線路的實際高頻保護問題,具體的來說,目前的高壓線路主要有500千伏、220千伏、110千伏、35千伏這幾種,這就需要針對不同的電壓數值進行風力發電場通信系統載波通信設計,并專門規劃好相應的載波通道。在載波通道的開通過程之中,要充分的考慮到風力發電場的內部的載波現狀,保證所選取的載波頻率的篩選不會干擾的風力發電場通信系統載波通信的正常運行,與此同時,還要求所選的載波機的型號和風力發電場通信系統的設備選型保持一致。
2.3風力發電場場內通信系統設計。所謂風力發電場場內通信系統設計,主要滿足的是風力發電場內部的各個用來發電的風力發電機機組與風力發電場的升壓站監控主機之間的通信連接系統的功能的發揮。在進行設計的過程之中,要滿足以下幾個方面的設計原則:首先,要保證風力發電場的升壓站監控主機可以有效的對用來發電的風力發電機機組進行控制,還需要使用光纜將風力發電機機組和升壓站監控主機有效的連接在一起,保證升壓站監控主機對風力發電機機組的實時監控;其次,進行設計的連接用來發電的風力發電機機組與風力發電場的升壓站監控主機之間的光纜要滿足相應的通信頻率和載波頻率的要求;然后,為了保證信息傳輸的可靠性,還要求架設相應的通信支路,并杜絕這些通信支路之間的相互干擾;再者,風電場內通信光纜的埋設方式應當采用直埋敷設的埋設方式,當風力發電場內部的架空線路走向與風力發電場的通信電纜的走向相同的時候,就可以有效的利用風力發電場內部的架空線路同桿架設的架設方式,以便于有效的減少電纜溝的施工,與此同時,電纜一般情況下要選用鎧裝電纜;最后,要保證好通信設備的接地操作,保證通信過程的安全運行。
3結束語
(1)可以提高電網對信息的控制能力現代電網的發展已不再是過去舊的機械式的管理模式,已大量采用智能化技術,智能電網得到了進一步的應用,這在很大程度上改善了電網的整體運作系統,特別是在電網的控制、電能的輸送方面都有著十分重要的作用。
(2)為電力企業的發展創新提供了新的思路我國的電力企業大都屬于國有企業,在長期的發展中形成了很多的固有模式,在新形勢下,對于企業的發展是不利的,企業要革新發展模式,就必然會引入當代先進的科技來做活力的注入,網絡技術借助計算機系統對電力信息通信系統進行了全面的創新,以自動化、智能化的方式實現了新的運行,對新型電網系統的運作效率有很好的提高作用。
(3)對電力資源的輸送智能化有很重要的實際意義電力資源的地域輸送是電網系統管理的重要組成部分,網絡技術的應用為輸送組織管理提供了一個新的模式,也就是新型的智能化模式,這種模式有效促進了電力系統中各個部門的銜接協調性,使整個電力運作更加有效率。
2當前我國電力信息通信網絡的現狀
(1)網絡結構的構成不合理。從目前我國電力企業通信網絡的發展來看,其結構大體上呈現出星型結構和樹形結構,這種構成方式使得電力資源在共享上沒有達到預期的效果,而且長此以往,很多電力基礎設施的維護工作也無法做到徹底,這就為后期的電力工序活動開展帶來一定的不便,遺留下安全隱患。
(2)電力信息通信網絡的資源傳輸質量不高。經濟的迅速發展,導致電力企業的電能資源輸送管理出現了很多的不足,在很多的通信網線上只是簡單的包裝,沒有進一步的屏蔽層包裝,加大了外界因素的干擾,而且在線質的選擇上大多采用的是單股的銅線,這種材質很容易折斷,加上地域間的差異性和需求性的不同,SDH節點的數目就會增多,這在很大程度上降低了傳輸線路的質量,影響到信息通信的有效性。
(3)地域間發展失衡。我國地域遼闊,各個地區間由于經濟水平的差異,在電力建設上形成不均衡的現象,有的地方經濟條件好,選用的建設材料質量好,基礎設施也就更穩固,而有的地區由于資金缺乏,建設材料也只是根據資金狀況來決定,而且這種差異性也隨著電力系統的發展變得越來越明顯。
3網絡技術的具體應用分析
(一)信息業務中的體現。
(1)語音業務。這一業務主要包括基于電力在調度過程中的電話以及行政電話,而且,它為電力系統的其他行政工作與調度之間建立了一個很好的平臺,對其安全性也有了進一步的優化;
(2)應用在在電網中對于變電站的監控信息與電網在調度過程中自動化程序的實時數據基礎上;
(3)對繼電保護作用中的信號和電網管理系統中信息的實現的應用。
(二)網絡技術機制的選擇和發展思路