光電傳感器在變電站通信控制系統中的應用

摘要：隨著變電站通信技術性能和穩定性的不斷提高，光電傳感器在變電站通信控制系統中得到了廣泛的運用。文章分析了光電傳感器的原理和技術特性，并論述了它給變電站通信控制系統在結構通信方面帶來的影響。

關鍵詞：光電傳感器；通信控制；變電站；通信系統

中圖分類號：TM451 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）12-0062-02

一、光電傳感器概述

（一）光電傳感器的涵義

光電傳感器首先是一種傳感器，它借助各種光電感應的特性來測試物體是否存在，該物體表面狀態有否發生變化等狀況。從原理上看，光電傳感器電效應產生的一種傳感器。具有靈活多樣的表現形式，這是光電感應具有的特性，在檢測或測量中，就可以憑借這種反應速度極快的特性，得到準確的結果。光電傳感器的基本原理可以表示為圖1：

從構成原理上看，光電傳感器的組成部分包括接受光線的主要受光部和發光物體的投光部。不同的檢測物體和受光面，會遮掩或反射投射光線，并引起發光部的受光部的不定改變，這種變化被受光部的自主檢測測出后，就根據變化的強度轉換為相應的電氣信號，并輸出這個信號。光電傳感器一般使用的是紅外光和可視光。

（二）光電傳感器的性能特點

從性能上來分析，光電傳感器有以下特點：

1．檢測的距離較長。在光電傳感器能投入實際應用以前，原來常用的超聲波和磁性等檢測手段在檢測時，如果要檢測距離在10m以上的物體時，就要采用其他檢測方法做輔助。在光電傳感器技術性能的穩定性達到應用要求并投入使用后，對于較長距離物體的檢測所受的限制就大大減少了。光電傳感器的折合優越性能來源于其不受檢測物體所帶來的反射反應和遮光反應的影響，而其它接近傳感器就無法做的這一點，它們的應用會受到檢測物體性質的限制。光電傳感器能檢測固體、氣體、金屬以及其他所用不同性質的物體。

2．相對檢查響應的時間短。到目前為止，光速是人類發現的最快速度，因而光電傳感器本身就這個特性，再加上其中由集成線路和眾多電子零件構成的集成電路，光電傳感器在工作時沒有任何的機械工作時間,對信號的響應時間極短。

3．分辨率高。隨著光電傳感器設計技術的不斷提高，到目前為止，已經能夠保證光電傳感器投光的光束一直穩定的集中極小的光點上面。換而言之，光電傳感器已經具有了性能特殊的受光系統，確保其識別率和分辨率既精確又強大。光電傳感器超強超細的分辨能力能保證對位置進行超精確掌控檢測和對微小物體進行最細微檢測。

4．能對物體進行非直接接觸檢測。光電傳感器不用通過機械性的接觸就能完成對被檢測對象的完整檢測，由于沒有直接接觸，因此也不會對傳感器自身和被檢測物體帶來影響或損傷。據此我們也可以看出，光電傳感器有著比其他接觸式傳感器更長的使用壽命。

5．能夠判別不同的顏色。不同檢測物體對不同光的相對吸收率和相對反射率也有河大的差別，光電傳感器能夠在分析這些差異的基礎上，根據被檢測物體的顏色和不同被投光的光線波長短組合形成的差異測定被檢測物的性質。利用光電傳感器的這一特性，僅僅通過顏色的差異就能識別被檢測物性質。

二、光電傳感器在變電站通信控制系統中的應用

由于光電傳感器具有這些特性，因此在運用到變電站通信控制系統后，會帶來許多影響，具體

如下：

（一）改變了變電站通信系統及其結構

在傳統的變電器通信系統中，主要是將模擬信號的傳輸到通信系統中的各個間隔層，這種信號的傳輸常常伴隨著負感器的負荷變大和復雜反復接線等問題。而在應用了光電傳感器后，系統中傳輸的是數字信號，這種信號能在整個通信系統中進行一對一、多對多等高效的點傳播方式，能完全取代原有的二次電纜線，不但從真正意義上實現了信息資源的共享，還避免了復接線等復雜問題的出現。

光電傳感器在應用到了變電站通信系統后，由于其優越的特性，對變電站通信系統結構產生了根本性的影響。光電傳感器應用到變電站通信系統后，其通信方式產生了相應的改變，同時，相應的電子開關裝置、數字斷路器操作控制智能電子設備得到了大量的配套采用，變電站通信系統的功能得到了大幅提高，變電站通信系統從原來的兩層結構轉變成了三層結構，即包含了變電站層、間隔層和過程層。隨著結構的改變，變電站通信系統的功能性也隨之發生了變化。光電傳感器的接口設計大大改善了系統的方便程度，在面向其針對的對象時電傳感器的接口模塊化的簡單特質促進了系統中相關軟、硬件設計的最高標準化，確保系統能適應各種傳輸介質、各種樣式的通信協議和各種標準中，并平穩運行的。因此，與原來傳統的光電傳感系統相比，系統的開放新、可擴展性、靈活性和自我適應性等方面有了質的變化。

（二）促進了變電站信息系統的自動化運作

當前，我國各地電力系統的發展還不均衡，變電站信息系統及其的自動化運作水平存在這更大的差異，以多種分散分成為標志的先進自動化系統和以集中化組屏為標志的傳統老式自動化系統并存。這種變電站信息系統水平的不平衡化狀況亟需改變，光電傳感器后應用到了變電站信息系統后，不但能適應先進的分散分成的自動化系統，還能兼容集中組屏的傳統老式自動化系統，從而實現了不同發展階段的自動化信息系統的有機整合。光電傳感器能承擔這些任務，主要是因為其不但具備強大的數據傳輸功能，而且還擁有較強的智能電

子功能。

隨著計算機網絡技術的發展和光電傳感器技術性能的持續提高，在不久的將來，我們就可以將變電站信息系統與光電傳感器結合起來，通過光電傳感器的數據通訊功能改造成為電磁式互感器及其光電效應的轉換，完整實現變電站通信系統中間隔層與過程層中各個點之間的一對一、一對多等方式的數據傳輸。隨著光電傳感器在變電站信息系統中的廣泛應用及其優越性能的全面發揮，不但能節省大量的人力、物力和財力，還能最大限度的節約能源。光電傳感器與網絡技術相結合的變電站信息系統模式將成為我國電力系統中的主導方式，實現信息無縫化和信息系統化，真正達到變電站信息系統的自動化，實現資源共享的最優化。

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作者簡介：耿楠（1966-），女，安徽渦陽人，安徽機電職業技術學院實驗師，碩士，研究方向：控制工程及應用。

（責任編輯：周加轉）