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数字电台在配网自动化、远程抄表、电力负荷监控的应用

--配网自动化、远程抄表、电力负荷监控用无线电台的最佳选择

供稿:深圳市华夏盛科技有限公司 2005/4/21 13:36:00

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荣获荣获“2005年度工控及自动化领域优秀案例”有奖评选  一等奖
写作心得:
国民经济、社会生活各行业、各领域的自动化控制离不开信息的传输。信息和数据的传输只能选择布线(有线方式)或不布线(无线方式)。很明显,用无线通讯方式实现自动化控制数据的传输确实是灵活又方便,问题的关键是要做到迅速、可靠的传输。电力自动化系统中通讯是很重要的一环。重要的系统如调度自动化系统要求RTU终端与控制中心之间提供二个以上双向实时的通讯通道,一般都用容量大、可靠性高的光纤。其次的系统如电力用户负荷控制系统、配网自动化系统、抄表系统、配变监测等则根据需要和条件选择不同的有线(如光纤、载波机等)和无线(如数字电台、公网GPRS、扩频微波、一点多址微波等)通讯方式。高速、高可靠的数字电台灵活方便地满足电力自动化各种系统的需要。



专家点评:
数传电台迄今仍然是中等距离SCADA系统的主要通信手段之一。本应用案例使用国产的数传电台在电力输配的多个项目中获的成功,体现了较高的技术性能水平。事实上它不仅能在这些应用中发挥重要作用,而且在其他许多行业中也极有推广价值。




配网自动化、远程抄表、电力负荷监控用无线电台的最佳选择
点对多点/远距离/大容量/高速/实时
数据采集与控制系统

一、简介
   用无线电台方式实现远程数据采集、监视与控制,相对于架设专用电缆(或光缆)、租用电信专线等,具有造价低廉、施工快捷、运行可靠、维护简单等优点。
   深圳华夏盛公司SCADA系列数字电台采用数字信号处理、纠错编码、软件无线电、数字调制解调和表面贴片一体化设计等技术,具有高性能、高可靠及抗干扰能力强等特点,电台提供标准RS-232数据口可直接与计算机、RTU、PLC、GPS接收机、数码相机、数据终端等连接,传输速率达19200bps,误码低于10E-6(接收电平-110dBm时),发射功率0.5-25瓦可调节,任何型号电台可设置为主站或远程站使用,无中转通信距离达50公里以上,能适应室内或室外的恶劣工作环境。电台数据和话音兼容,可工作于单工、半双工、时分双工TDD、全双工方式,收发同频或异频中转组网,并具有远程诊断、测试、监管功能,满足各行业调度或控制中心与众多远方站之间的数据采集和控制。

二、 系统结构
   用深圳华夏盛公司SCADA系列电台组建油田/天然气、水处理、电力、煤气、铁路、地震/气象/环保、GPS、金融、公安/交通/安防、化工、工业控制自动化等数据采集与控制系统结构如下图:





点对多点无线数据采集监控系统(有远距离中继)

三、 典型实例
1、 电力农网SCADA/配网自动化
   中心站设在供电局调度楼,电台RS232数据口直接与调度自动化系统通讯前置机相连;外站为局所属各变电站、开关柜、变压器,电台连接RTU/FTU。系统采用轮询或CDT工作方式,传输速率19200bps。中心站电台可备双机热备自动切换。



                            电力公司自动恢复系统

   由于华夏盛电台体积小,结构坚固,工作可靠,工作环境温度范围宽(-30~﹢60 0c),可于室外工作,因此,很适合配电自动化数据通信网络,在配网中已得到广泛应用。香港中华电力公司配电自动化项目使用了400套WDS 4310数传电台。运行稳定可靠。国内大连电力局,江苏盐城电力局,山东潍坊电力局配网自动化项目都采用了华夏盛数传电台。



Wireless Electric Distribution Managemen

2、无线远程抄表
  无线远程抄表系统由多功能电能表、变压器台表和无线数据通信系统等组成,系统工作方式为点对点或点对多点组网通讯,一般采用分时轮询寻址方式,地址就是三相多功能电度表表号或其他表计的表号。
  无线通信系统特点:(1)采用先进的无线数据调制解调技术,具有灵活多样的功能和通用性,接口方便,其信号指标符合我国无线电管理委员会入网要求。(2)选用国家无委规划专用频率,此频段无线电波具有较强的绕射能力,架设方便。(3)可以采用不同组网方式,点对点或点对多点组网通讯,合理利用频谱资源,使系统造价低,性价比高。
  无线电台主要用于电力无线抄表通信,对远端电力负荷控制器,台变电能表、三相多功能表、关口表等表计数据的无线抄收和编程、校时控制。为了保证足够的通信距离,电台的收发天线架设高度应尽量高,在理想的通讯条件下,通讯距离约50Km,系统拓扑图如下:



  本系统与有线网相比,具有建网费用低、建设周期短、维护量小、抗灾能力强、不占用耕地、无需查线检修、不受人为破坏、数据易传等优点。
  经初步测算,建成一个同样的系统,与架空明线或电缆、光缆的初建投资相比较,当明线超过0.8公里,电缆超过0.5公里,本系统是绝对经济的,尤其是架设不易或数据通信越远,点越多时,更能显示出优异的性能价格比,既节约了架设明线电缆的器材和人工费用,又减少了维护人员的工作强度,并且使当地的电力数据准确、及时传输到电力管理部门。
  使用电力无线抄表系统后,为合理分配,测控用电量提供了科学管理的依据。
3、调度/配电自动化数据采集通信系统
   电网调度和配电自动化系统集配电数据采集/监控、调度管理、馈线自动化(故障定位、隔离、非故障区域自动恢复供电)等功能于一体。结合本地区的业务需求、站点分布和地理环境较复杂、架设数据通道困难的实际情况,供电局考虑采用高速数传电台构建主站与现场装置的通信专网,这样不但可以降低系统设计/施工的难度,还具备工作稳定,日常维护量少等优点。无线数据通信网在整个系统中担任了数据传递的重要角色,这其中,数传电台的选择更是整个无线数据网的重中之重,高可靠度、高速率、远距离、组网和扩容方式灵活是必须要考虑的。深圳华夏盛电台在国内的配电自动化系统中有过很多的应用实例,特别适合用来组建专用的无线数据通信网,通过这一网络,作业数据和控制指令可以往返于主站和各个现场装置之间,主站采集到的数据还可以进一步提供给MIS系统使用。   





   整个无线数据通信系统覆盖了包括调度/配电自动化主站和若干变电所、现场装置等,是基于RS-232串口通信的一点对多点网络结构。监控中心位于供电局机关办公楼,主站天线系统架设在通讯塔上,各分站则根据实际情况将天线置于屋顶或高点。数传电台每站点设一部,分别连接主站的数据采集工作站和分站的RTU/FTU等,使用一对频率将监控中心和分站以无线的形式连接在一起,进行轮询通信。各分站作业数据上报以及数采工作站的控制指令下行传输都通过无线方式完成。

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