淺談電力通訊自動化設備與工作模式

王 鵬

(國網山東省電力公司 經濟技術研究院，山東 濟南250000)

1 電力通訊自動化設備

1.1 載波通訊設備

一個完整的載波通訊系統，按功能劃分，大體分為調制系統、載供系統、自動電平調節系統、振鈴系統和增音系統。其中前四部分是載波機的主要組成。

1.1.1 載波機

電力線載波機概括起來由四部分組成：自動電平調節系統、載供系統、調制系統和振鈴系統。 載波機類型不同，各自系統的構成原理、實現方式等都有所不同。 調制系統：雙邊帶載波機傳輸的是上下兩個邊帶加載頻信號， 只要經過一級調制即可將原始信號搬到線路頻譜；單邊帶載波機傳輸的是單邊帶抑制載頻的信號，一般要經過兩級或三級調制將原始低頻信號搬往線路頻譜。 自動電平調節系統：此系統的設置是為補償各種因素所引起的傳輸電平的波動。 在雙邊帶載波機中，載頻分量是常發送的，在接收端，將能夠反映通道衰減特性變化的載頻分量進行檢波、整流，而后去控制高載放大器的增益，即可實現此目的；單邊帶載波機，設置中頻調節系統，發信端的中頻載頻一方面送往中頻調幅器，另一方面經高頻調幅器的放大器送往載波通路，對方收信支路用窄帶濾波器選出中頻，放大后，一方面送中頻解調器進行同步解調另一方面作為導頻，經整流后，再去控制收信支路的增益或衰減，從而實現自動電平調節。 振鈴系統：為保證調度通訊的迅速可靠，電力線載波機均設置樂自動交換系統以完成振鈴呼叫自動接續的任務。 雙邊帶載波機是利用載頻分量實現自動呼叫，單邊帶載波機則設有專門的音頻振鈴信號。 載供系統：其作用是向調制系統提供所需載頻頻率。在雙邊帶載波機中，發信端根據調制系統的需要，一般設有中頻載頻和高頻載頻， 而且收信端除設有一個高頻載頻振蕩器外，中頻解調器的載頻則主要靠對方端送過來的中頻載頻， 以實現載頻的“最終同步”。

1.1.2 音頻架、高頻架

在載波通訊中，如果調度所和變電站相距較遠，為了保證撥號的準確性和通訊質量，在調度所側安裝音頻架，而在變電站側安裝高頻架，兩架之間用音頻電纜連接起來。載波機按音頻架、高頻架分架安裝后，用戶線很短，通訊質量明顯提高，另外給遠動通路信號電平的調整也帶來方便。同時，話音通路四線端亦在調度所，便于與交換機接口組成專用業務通訊網。

1.2 微波通訊設備

根據微波站的作用，所承擔任務的不同，微波站分為不同類型。根據站型的不同，其設備也有所不同。 但一般來說，包括以下設備：終端機、收發信機、天饋線、微波配線架、電源、蓄電池、鐵塔等。

1.2.1 收、發信機

微波收、發信機的主要任務就是在群路信號與微波信號之間進行頻率變換。在發信通道，頻率變換過程是將信號的頻率往高處變（群路信號變為微波信號），即上變頻。 在收信通道，頻率變換過程是將信號的頻率往低處變（微波信號變為群路信號），即下變頻。

1.2.2 終端機

微波通訊系統中，必須有復用設備作為終端機，其作用是：在發信端，將各用戶的話路信號，按一定的規律組合成群頻話路信號；在收信端，將群頻話路信號，按相應規律解出各個話路信號。

1.3 光纖通訊設備

光纖通訊系統主要包括光端機和光中繼機以及脈沖編碼調制PCM 數字通訊設備。

1.3.1 光端機

光端機是光纖通訊系統中主要設備。它由光發送機和光接收機組成。在系統中的位置介于PCM 電端機和光纖傳輸線路之間。光發送機由輸入接口、光線路碼型變換和光發送電路組成。 光接收機由光接收定時再生、光線路碼型變換和輸出接口等組成。 光端機中還有其他輔助電路，如公務、監控、告警、輸入分配、倒換、區間通訊、電源等。 在實際應用中，為了提高光端機的可靠性，往往采用熱備用方法，使系統在主備狀態下工作，正常情況下主用部分工作，當主用部分發生故障時，可自動切換到備用部分工作，目前應用較多的是一主一備方式。 光端機各主要組成部分作用如下：輸入接口：將PCM 綜合業務接入系統送來的信號變成二進制數字信號。光線路碼型變換：簡稱碼型變換，將輸入接口送來的普通二進制信號變換為適于在光纖線路中傳送的碼型信號。光發送電路：包括光驅動電路、自動光功率控制電路和自動溫度控制電路。 光驅動電路將碼型變換后的信號變換成光信號向對方傳輸。光接收電路：將通過光纖送來的光脈沖信號變換成電信號，并進行放大，均衡改善脈沖波形，清除碼間干擾。 定時再生電路：由定時提出和再生兩部分組成，從均衡以后的信號流中抽取定時器，再經定時判決，產生出規則波形的線路碼信號流。光線路碼型反變換：簡稱碼型反變換。 將再生出來的線路信號還原成普通二進制信號流。 光端機一般采用條架結構，單元框方式。不同速率下工作的光端機，單元框的組成情況也不同。

1.3.2 光中繼機

在進行長距離光傳輸時，由于受發送光功率、接收機靈敏度、光纖線路衰耗等限制，光端機之間的最大傳輸距離是有限的。例如34Mbit/s 光端機的傳輸距離一般在50～60km 的范圍，155Mbit/s 光端機的傳輸距離一般在40～55km 的范圍，若傳輸距離超過這些范圍，則通常須考慮加中繼機，相當于光纖傳輸的接力站，這樣可以將傳輸距離大大延長。 由于光中繼機的作用可知， 光中繼機應由光接收機、定時、再生、光發送等電路組成。 一般情況下，可以看成是沒有輸入輸出接口及線路碼型正反變換的光端機背靠背的相連。 因此，光中繼機總的來說比光端機簡單，為了實現雙向傳輸，在中繼站，每個傳輸方向必須設置中繼，對于一個系統的光中繼機的兩套收、發設備，公務部分是公共的。

1.3.3 數字通訊設備

一般來說，數字通訊設備包括PCM 基群和高次群復接設備。 PCM基群設備是將模擬的話音信號通過脈沖編碼、調制，變成數字信號，再通過數字復接技術， 將多路PCM 信號變成一路基群速率為2048Mbit/s信號進行傳送，以及將收到的PCM 基群信號通過相反的處理過程，還原成模擬的話音信號的一種設備。

2 電力通訊網絡的工作模式

通訊的目的是為了傳送、交換信息。 雖然信息有多種形式（如語音，圖像或文字等），但一般通訊系統的組成都可以概括為：信源是指信息的產生來源，這些信息都是非電信息，要轉換成電信號，需要一種變換器，即輸入設備。 交換設備是溝通輸入設備與發送設備的接續裝置。它可以經濟地使用發信設備，提高發信設備的利用率。發送設備的任務是將各種信息的電信號經過處理（如調制、濾波、放大等）使之滿足信道傳輸的要求，并經濟有效地利用信道。載波通訊中，載波機的發信部分就是一種發送設備。 信道是信息傳輸的媒介，概括地講分有線信道和無線信道。 信號在傳輸過程中，還會受到來自系統內部噪聲和外界各種無用信號的干擾各種形式的噪聲集中在一起用一個噪聲源表示。 接收設備和輸出設備的作用與發送設備和輸入設備作用相反，它們是接收線路傳輸的信息，并把它恢復為原始信息形式，完成通訊。在電力工業中，現已形成以網局及省局為中心的專用通訊網，并且已開通包括全國各大城市的跨省長途通訊干線網絡。 在現行的通訊網中光纖通訊已占主導地位。 隨著電力工業的發展，大電站、大機組、超高壓輸電線路不斷增加，電網規模越來越大；通訊技術發展突飛猛進，裝備水平不斷提高，更新周期明顯縮短。 數字微波、衛星通訊、移動通訊、對流層散射通訊、特高頻通訊、擴展頻譜通訊、數字程控交換機以及數據網等新興通訊技術在電力系統中會得以逐漸推廣與應用。

3 結語

在合理規劃、設計和實施各種網絡的基礎上，如何為電力系統提供種類繁多、質量可靠的服務，就成為擺在電力通訊部門面前的一個重要課題，而建立一個綜合、高效的電力系統通訊資源管理系統則是解決這一問題的一項重要基礎工程，具有十分重要的理論意義和應用價值。

［1］張淑娥，孔英會，高強.電力系統通信技術[M].北京：中國電力出版社，2005.

［2］張先迪，李正良.圖論及其應用[M].北京：高等教育出版社，2005.