2020电力通信基础知识介绍V1

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。
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
传输媒质 发送信号
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
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。
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。
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。
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。
✓ 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
增城
北郊
花都
从化
C34#3 HBA
C21#3
C38#3
广蓄B
A网设备型号：马可尼OMS1664
基本组成
交流 配电
整流 模块
AC输出
交
统 后台监控
RS485
故障回叫 MODEM
RS485
整流模块
整流模块
……
直 流
配 ……
电
48VDC
直流配 电
整流模块
电
电
流
流
取
取
样
样
RS232/485
监控模块
电池组1
电池组2
远程监控
自动巡检 MODEM
PSTN MODEM
近程监控
监控 模块
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。
三、通信通道类型 64K通道: 以速率为64kbps的传输通道。 如语音。
4W E&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（ＭＯＵＴ Ｈ）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。
✓ 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。
主干B网
增城
中心2
中心1
北郊
花都
U3#1 U5#1
U4 U13
广蓄A厂
B网设备型号：华为OSN3500
接入网
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。
B网提供2M
广蓄A厂 FMX12-1
S14P4
24楼FMX12-10 (电话)
S14P3
S13P3 A网提供2M
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。
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（ 4W E / 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
✓ 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。
• 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。
信信
信
数
数信
信受
息息加 道
字信字道解源 信
源源密 编
调道调译密译
者
码
码
制
制码
码
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
S14P1
广蓄B厂开关站 FMX12-2
广蓄A厂 FMX12-3
零星站点 电量用
零星站点 远动用
S14P2
24楼FMX12-11 (电量)
S14P2
24楼FMX12-12 (远动)
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。
–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
远动业务接入方式
远动业务通道可采用专线通道（ 4W E / 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。
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（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列）光端 机容量较大，一般是16E1到4032E1。
140/34Mbit/s
光信号 光
解
/
复
电
用
PDH
34/8Mbit/s
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。
安全稳定控制系统业务
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。
特别提醒
• 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。
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；
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。
✓ 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。
“N-1”分析法
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。
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。
解 复 用
8/34Mbit/s
复 用
解 8/2Mbit/s 复
用
复 2/8Mbit/s 用
2Mbit/s(电信号）
155Mbit/s 光接口
SDH
ADM
155Mbit/s 光接口
2Mbit/s(电信号）
PDH与SDH的复用比较
34/140Mbit/s
复
电
用
/ 光
SDH环网
UPH1 HOB
UPH2
GSY2