光纖通信技術在煤礦配網自動化中的合理應用

艾惠明

摘 要：光纜通信技術應用到煤礦配網系統中，有助于進一步優化配網自動化，節約成本消耗。文章主要從配網系統、光纜通信等做了闡述。當前，光纜通信技術運用到煤礦配網自動化系統中意義重大。

關鍵詞：煤礦配網自動化；光纜通信；運用

隨著經濟社會的不斷發展，人們對電力系統的供電質量和可靠性都提出了更高的要求[1]。人們迫切需要較高的供電服務，此外，也對電力的可靠性和質量提出了較高要求。配網自動化是配網系統中一種有效的技術手段。近些年，國家加大了對城市和農村電網的改造，各個供電局也加大了對配網自動化的投資力度。配網自動化在逐漸發展過程中，產生了一個突出問題，即：通信問題。

1 配網系統

和SCADA調度系統相同的是，配網系統也需要一個高效的通信系統，具有自己的特色，也就是要體現終端數量。配網系統中的柱子上斷路器、配電變壓器和開閉所等都非常多。要想有效對這些設備進行監控，需要借助較多的TTU和FTU，隨著配網系統的安裝，FTU需要針對性地安裝，根據地域分布廣的特點，分散通訊節點。

（1）經濟性

配網作業時，要結合配網系統總體的經濟效益，不能有過大的通訊系統投資，保障有效利用當前的主網通信資源，整體規劃主配網，減少多余的投資。

（2）可靠性：

配網系統眾多的通信設備是暴露室外的，處于一種不利的狀況，時刻承受雷電、冰雹和陽光等自然災害的侵襲。此外，通信設備要減少各種電磁的干擾，保障能夠長時間工作，確保當線路斷電時，通信系統依然可以正常工作。

（3）雙向通信

配網自動化要具有遙控、遙信和遙測的功能，從中可見，雙向通信功能是如此重要。

（4）尋址量大

通信系統要考慮當前或者未來數據傳輸的需要，還要升級系統，滿足數據傳輸的需要。

2 光纖通信

隨著激光技術和較低損耗光纖的產生，光纖通信系統借助先進的技術優勢和顯著的經濟優勢，正在快速發展，在全球范圍內普遍開展起來。光纖通信的系統傳輸介質為光纖，是一種將光作為載波信號傳遞信息的通信系統，使用的波長多為1.0～1.um靘，整個系統共有四部分組成：中繼器、光纜、光端機和電端機。光纖種類很多，如塑料光纖、包偏光纖和長波低射散光纖等；通常情況下使用單模光纖，單模光纖傳輸單個廣播模式，多模光纖傳播多個廣播模式，一般情況下，單模光纖傳播的距離為30km，多模光纖傳播為6km上下， 從中看出，單模光纖設備價格較高。實用型光纖多是保護材料、加強芯和多根光纖的形式，是一條由光纜構成的傳輸線。MODEM光纖能夠實現數字信號和光信號間的轉換，通常有兩個或者兩個以上的數據口，用來產生同步信號或者異步信號，具有較高的通信率，可達2Mbps，或者比這更高，一般情況下，配電通信率為N×64K或者小于19200bps，為了滿足配網通信的需求。有另外一種MODEM光纖，具有雙環自愈功能，借助這種功能，提高了通信的可靠性，使通信變得順暢，而且還能夠像主站發送定位和預警信號，提醒維修人員盡快趕赴現場，在規定的時間內及時修復出現問題的光纜。

3 光纜通信在煤礦配網上的運用方案

光纖原材料是一種絕緣體材料，多由石英制成。抗腐蝕性，具有優異的絕緣性。煤礦配網主要為煤礦供電，所以，要求較高的電網可靠性，這種形勢和光波導對電磁干擾的免疫力是密切聯系的，也是其一個重要的特性，不受自然條件的限制，要求非常高的繼電保護要求，注重動作的可信賴性。系統能夠避免雷電干擾。有效避免太陽黑子活動和電離層的變化干擾。光纖的不透明包皮可以吸收任何泄漏的射線。即使在轉彎時，差動保護的應用技術保障也是非常牢靠的。光纖通道的配置方式是多樣的拓撲結構網絡，如單纖網、環上多分支、雙纖網、多環相切、多環相交等，能夠共享數據資源。光纖通信在調度自動化中的其他用途現如串音干擾。調度系統的自動化建設將綜合信息的上傳下達自動化更好地展現出來，此外，具有較低的傳輸介質損耗。非石英系統的使用可以減少光纖損耗。光纖通訊在電網中的發展趨勢明顯，具有極低的析損耗。這表明借助光纖通信系統可以跨越更大的無中繼距。光纖通訊技術、網絡技術快速發展，電站自動化系統使用光纖技術可以形成長途傳輸線路。傳統的金屬電纜已經較為落后，構成網絡通信的二次系統比較先進，是智能變電站應用的趨勢。

為了在復雜配電網下全面提高配網運營的各項指標，配網自動化的建設迫在眉睫[2]。光纜通信組網方式較為靈活，構成的網絡拓撲結構有多環相切、多環相接和網上多分支。配網組建工作要考慮配網自動化的特點，通常情況下，光纖網的組成多為環形網，連接計算機局域網，共享數據。在實際的配網設計中，要結合煤礦電力通信專網拓撲結構的復雜性。基于設計思想，實現全較差連接和多光分支+雙主環相結合。

4 配網調試

（一）配網施工調試的內容

配網自動化的終端共有兩個階段組成，在第一個階段中，需要連接終端設備，安裝電纜橋架，全部結合終端內部的二次線，安裝終端的低壓電源箱，編號打印高壓開關柜，以及包括終端內部接線珠子的套編號工作。在第二個階段中，需要接觸高壓開關電纜上的全部電纜故障指示器所使用的零序電流互感器、套裝A/C相電流互感器和傳感器，接取地刀位置的節點信號和開關位置，此外，接取開關的粉盒閘控制回路也要落實到位。這些工作要和自動化終端的遠程調整如遙控、遙信和遙測結合起來。

（二）安裝調試過程中的注意事件

在安裝配網自動化配網的設備安裝時，需要留意終端安裝過程存在的固定孔安裝，確保規定件上下平行，才能保障端正地安裝。終端安裝要和地面保持一定的距離，一般距離間隔為800mm，一旦掛裝出現不牢固的情況，需要通過追加三角固定架的方式固定終端底部，終端外殼使用的接地線為6mm2，確保可靠接地。

（三）電流互感的安裝

A/C相的CT確保合理端正地安裝，當出現安裝位置不足情況時，不可使用較大的力氣掰電纜，以防電纜結合出現接頭泄氣或者碰瓷損壞的現象。當安裝空間有限時，需要將電纜接頭拆開，改變整條電纜的位置，接著再安裝CT。零序電流互感器安裝時的接地線不能通過CT，如果安裝位置的接地線通過了CT，需要折回接地線，然后再進行接地，使用多芯軟線的方式接地，接頭方式為環形冷壓。零序電流互感器和A/C相的電流互感器需要通過分別連接的方式，和地樁連接[3]。

5 結束語

事實上，一個合理的煤礦配網自動化系統，要消耗較低的成本，構建一個高效的配網通信系統，借助可以擔負起的費用，換取較高的可接受性和可靠性的信息。隨著近些年科技發展的步伐加快，結合電網改造實施的配電網自動化技術應用廣泛。另外，煤礦配網系統的自動化程度實現的功能過多，也很復雜，使用單一的通信系統無法滿足這種功能需求，也是一種不合理的經濟方式。為此，煤炭配網自動化系統是最優化的組合模式，融合了多種通信技術，體現了綜合經濟技術指標。在配網系統中，通常使用的通信方式為郵電本地網、無限擴頻和數字微波等，組網作業時，要充分考慮這些通信方式，進行合理選擇。

參考文獻

[1]周媚.配網自動化監控系統設計[D].華北電力大學，2014.

[2]李登垚.香洲區配網自動化規劃與設計[D].華南理工大學，2014.

[3]李浩然.淺談配網自動化技術的應用[J].經營管理者，2015，（17）：421.