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關(guān)鍵詞地鐵,電纜放電,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
牽引變電站直流1500V饋出電纜是地鐵供電的重要部件。上海軌道交通1號線自投入運營以來,已發(fā)生多起因直流電纜故障造成地鐵牽引供電系統(tǒng)的停電。當前國內(nèi)外對交流電纜的在線監(jiān)測方法都做了很多研究,如直流分量法、直流疊加法、局部放電檢測法以及接地電流法和低頻分量法等[1],但在直流電纜方面的研究還相對較少。傳統(tǒng)的采用搖表離線檢測的方法存在很大不足,屬于“安慰性”試驗。雖然由于絕緣材料在交流和直流情況下表現(xiàn)出的特征不一致,但將交流電纜的在線監(jiān)測方法用在直流電纜的在線監(jiān)測上,理論上仍然是可行的,故被本設(shè)計采用。
電纜局部放電是造成絕緣老化的主要原因,也是絕緣劣化的重要征兆和表現(xiàn)形式[2],與絕緣材料的劣化擊穿過程密切相關(guān),能夠有效地反映直流電纜絕緣的故障。由于地鐵牽引變電站所使用的電纜無鎧裝、直埋,故將檢測地鐵電纜放電信號作為一個主要的研究方法。
牽引變電站直流1500V饋出電纜一般是5根電纜為一組并聯(lián)運行,給地鐵機車供電。理論上講,并聯(lián)在一起的5根電纜中有1根發(fā)生放電,其它電纜上也會有相應(yīng)的放電信號出現(xiàn)。對5根電纜的同步信號采集除可以確認信號的真實性外,另外還可以通過差分等方法來消除環(huán)境噪聲,提高信噪比。一般—個牽引變電站有4組電纜,因此,采集系統(tǒng)設(shè)計成能對最多20個通道放電信號實現(xiàn)同步采集。
1地鐵電纜放電信號采集系統(tǒng)的設(shè)計
1.1地鐵直流電纜放電信號的特征
圖1所示為實驗室觀測得到的直流電纜放電信號波形。該信號在輸入到示波器之前進行了25倍的放大。由圖可知,放電信號的頻譜在4MHz左右,電壓幅值大概為±20mV。
1.2放電檢測傳感器的特性
為縮小傳感器尺寸,放電檢測傳感器以高磁導率的超微晶磁性材料作為磁芯,在圓形磁心上均勻繞制高強度漆包線,構(gòu)成典型的羅戈夫斯基線圈型電流傳感器。傳感器的內(nèi)徑大小設(shè)計成與地鐵電纜外護套尺寸相當,保證很好的磁耦合;傳感器線圈是套在電纜外護套上的,因此測量裝置與1500V直流電在電氣上是絕緣的,為非接觸式測量。超微晶磁性材料具有高磁導率、低損耗、矯頑力小、高飽和磁感應(yīng)、高穩(wěn)定性等特點;由此設(shè)計的傳感器具有高帶寬、帶內(nèi)幅值增益平坦等特性,能有效地檢測出電纜火花放電產(chǎn)生的微弱高頻信號。
傳感器線圈的輸出信號幅值在20mV以內(nèi),必須進行前置放大再傳輸。放電檢測傳感器對頻率為1~9MHz之間的信號具有良好的傳輸特性。但從現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)分析,現(xiàn)場存在較強的、頻率在0.6~1.5MHz之間的周期性窄帶干擾,必須在傳感器信號放大之前將其濾除,否則會導致信號飽和。放電信號頻率在4MHz左右(見圖2),因此,前置放大濾波器的設(shè)計目標為中心頻率4MHz,頻帶寬度4MHz,即通頻帶為2~6MHz,放大倍數(shù)設(shè)計為64倍。
綜合考慮前置放大器放大倍數(shù)和濾波的要求將放大器設(shè)計為三級,即放大———濾波———放大其中第一、第二級放大器的放大倍數(shù)都為8倍,這樣兩級放大器可以使用相同的運算放大器AD8042AD8042為帶寬160MHz的滿電源輸入、輸出運算放大器。濾波器為四階巴特沃斯型高通濾波器。
為進一步減小環(huán)境噪聲和其它干擾對傳感器信號的影響,將傳感器線圈和前置放大濾波器封裝在同一個金屬屏蔽盒內(nèi)(為表述方便,稱其為放電檢測傳感器),通過屏蔽電纜實現(xiàn)傳感器、放大器的供電和信號傳輸。圖2為實測的放電檢測傳感器的頻幅特性。
1.3地鐵電纜放電信號采集系統(tǒng)總體設(shè)計
圖3所示為地鐵電纜放電信號采集系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)原理,多達20路放電檢測傳感器信號通過屏蔽電纜引入到多通道同步數(shù)據(jù)采集模塊,實現(xiàn)同步高速數(shù)字量化。通信接口模塊用于將數(shù)據(jù)采集模塊與監(jiān)測中心計算機連接起來,上傳采樣數(shù)據(jù)和獲取采樣參數(shù)設(shè)定。
1.4多通道同步數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計
最多20通道的放電信號經(jīng)過等長的5m電纜并行送人多通道同步高速數(shù)據(jù)采集板,在采集板內(nèi)實現(xiàn)同步模/數(shù)轉(zhuǎn)換。采集板由并行的20個通道構(gòu)成,每個通道包括輸入程控放大器、抗混疊濾波器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)和存儲器(SRAM)。程控放大器的放大倍數(shù)可由軟件設(shè)置為1、2、4和8倍;抗混疊濾波器為四階巴特沃斯型低通濾波器,其截止頻率設(shè)定在7.5MHz;模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采用AD公司的12bit、最高轉(zhuǎn)換速率為25MS/s的AD9225;存儲芯片為高速SRAM,存儲容量為4M×16,即在采樣率為20MHz時最多可以實現(xiàn)20ms的連續(xù)采樣。
如圖4所示,用一片CPLD(復雜可編程邏輯控制器件)來同時控制20個通道的A/D)和存儲器,即實現(xiàn)A/D到SRAM之間的直接數(shù)據(jù)存儲(DMA模式)。AD9225的控制極為簡單,只需用CPLD向其輸入采樣時鐘,并使能數(shù)據(jù)輸出;CPLD同時產(chǎn)生SRAM的地址和寫信號,采樣數(shù)據(jù)即從AD9225存人SRAM。
實際應(yīng)用中除使用定時方式采集電纜放電信號外,為減小數(shù)據(jù)量,可能會采用信號觸發(fā)的方式,即20個通道中有一路模擬信號的幅值超過設(shè)定閥值便自動開始采樣,直到設(shè)定的采樣長度信號觸發(fā)的基本原理是將20路信號分別與閥值比較的結(jié)果相“或”,然后用作采樣的觸發(fā)。
數(shù)據(jù)采集板的另一個功能是預采樣,即將信號觸發(fā)前一段時間的波形也記錄下來,這樣可得到放電信號的完整波形,便于對數(shù)據(jù)進行分析研究。在預采樣模式下,A/D一直以設(shè)定的采樣率運行,在CPLD控制下,數(shù)據(jù)循環(huán)存入SRAM,即SRAM被A/D采樣數(shù)據(jù)循環(huán)寫入,直到有一個觸發(fā)條件出現(xiàn)。當觸發(fā)條件出現(xiàn)后,CPLD控制A/D繼續(xù)采樣“采樣長度—預采樣長度”個樣點,CPLD記憶觸發(fā)時刻輸出給SRAM的地址值,通過讀出此地址值,向前預采樣長度個樣點即為本次采樣數(shù)據(jù)的起始位置。
要保證20個通道數(shù)據(jù)采集的完全同步,除了使用同一個CPLD邏輯來控制所有20路A/D同時工作外,還需要使用同樣材料的輸人信號線且線長相同,要求精確調(diào)整放大器和濾波器的參數(shù)以達到幾乎相同的信號延遲,重要的是所有傳感器要有很好的一致性。為防止通道之間的信號串擾,設(shè)計中主要采取印制電路板物理隔離、大面積接地屏蔽和使用屏蔽電纜作為輸入信號線等。
2采集系統(tǒng)測試
通過對系統(tǒng)輸入確知信號(如正弦波信號),以及對采集信號的時域和頻域分析,可以評估數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能,如系統(tǒng)增益、通頻帶和信噪比等。對本系統(tǒng)的測試包含了前端的放電檢測傳感器,測試時將信號源接1kΩ電阻,從放電檢測傳感器的線圈中穿過。圖5和圖6分別為信號源頻率為4MHz時其中一個信號采集通道所測得的時域波形及其頻域變換波形。
3結(jié)語
根據(jù)上海地鐵牽引變電站直流1500V饋出電纜的特點和安裝方式等,設(shè)計了用于檢測火花放電信號的高頻傳感器、放大器、濾波器和多通道同步數(shù)據(jù)采集板,實現(xiàn)了對多達20根運行電纜的在線監(jiān)測,已于2005年在上海軌道交通1號線付之實施。本文所實現(xiàn)的同步信號檢測系統(tǒng)具有較高的靈敏度和多通道同步性能,可以應(yīng)用于其它需要進行多通道甚至多通道同步信號提取的場合。
參考文獻
[論文關(guān)鍵詞]鐵路電力遠動終端干擾
[論文摘要]研究分析電磁干擾產(chǎn)生的原因、特點及干擾對電力遠動系統(tǒng)的影響，從設(shè)計的角度對鐵路電力遠動監(jiān)控系統(tǒng)進行抗干擾分析研究。
抗干擾設(shè)計是電力遠動監(jiān)控系統(tǒng)安全運行的一個重要組成部分，在研制綜合自動化系統(tǒng)的過程中，如果不充分考慮可靠性問題，在強電場干擾下，很容易出現(xiàn)差錯，使整個電力遠動監(jiān)控系統(tǒng)無法正常運行或出錯誤（誤跳閘事故等），無法向站場和區(qū)間供電，影響鐵路行車安全。
一、電磁干擾產(chǎn)生的原因及特點
（一）傳導瞬變和高頻干擾
1．由于雷擊、斷路器操作和短路故障等引起的浪涌和高頻瞬變電壓或電流通過變（配）電所二次側(cè)進入遠動終端設(shè)備，對設(shè)備正常運行產(chǎn)生干擾，嚴重還可損壞電路。2．由電磁繼電器的通斷引起的瞬變干擾，電壓幅值高，時間短、重復率高，相當于一連串脈沖群。3．鐵路電力供電中，特別是現(xiàn)代高速鐵路對電力要求都比較高，一般都是幾路電源供電，母線投切轉(zhuǎn)換比較頻繁，振蕩波出現(xiàn)的次數(shù)較多。
（二）場的干擾
1．正常情況下的穩(wěn)態(tài)磁場和短路事故時的暫態(tài)磁場兩種，特別是短路事故時的磁場對顯示器等影響比較大。2．由于斷路器的操作或短路事故、雷擊等引起的脈沖磁場。3．變電所中的隔離開關(guān)和高壓柜手車在操作時產(chǎn)生的阻尼振蕩瞬變過程，也產(chǎn)生一定的磁場。4．無線通信、對講機等輻射電磁場對遠動終端會產(chǎn)生一定的干擾，鐵路中繼站通常會和通信站在一處，通信發(fā)射塔對中繼站電力遠動終端設(shè)備的干擾比較大。
（三）對通信線路的干擾
1．鐵路變電所遠動終端的數(shù)據(jù)由串口通信經(jīng)雙絞線進入車站通信站，再經(jīng)過轉(zhuǎn)換成光信號沿鐵通專用通信光纜送至電力遠動調(diào)度中心，遙信和遙控數(shù)據(jù)在變電所到通信站的過程走的是電信號，由于變電所高低壓進出線纜很多，遠動終端受的干擾比較大。2．中繼站一般距鐵路都比較近，列車通過時的振動對遠動終端設(shè)備有一定的干擾。
（四）繼電器本身原因
繼電器本身可能由于某種原因一次性未合到位而產(chǎn)生干擾的振動信號，或負荷開關(guān)、斷路器、隔離開關(guān)等二次側(cè)產(chǎn)生振動信號。
二、干擾對電力遠動系統(tǒng)的影響
無論交流電源供電還是直流供電，電源與干擾源之間耦合通道都相對較多，很容易影響到遠動終端設(shè)備，包括要害的CPU；模擬量輸入受干擾，可能會造成采樣數(shù)據(jù)的錯誤，影響精度和計量的準確性，還可能會引起微機保護誤動、損壞遠動終端設(shè)備和微機保護部分元器件；開關(guān)量輸入、輸出通道受干擾，可能會導致微機和遠動終端判斷錯誤，遠動調(diào)試終端數(shù)據(jù)錯誤遠動終端CPU受干擾會導致CPU工作不正常，無法正常工作，還可能會導致遠動終端程序受到破壞。
三、抗干擾設(shè)計分析
（一）屏蔽措施
1．高壓設(shè)備與遠動終端輸入、輸出采用有鎧裝（屏蔽層）的電纜，電纜鋼鎧兩端接地，這樣可以在很大程度上減小耦合感應(yīng)電壓。2．在選擇變電所和中繼站電力設(shè)備時盡量選設(shè)有專門屏蔽層的互感器，也有利于防止高頻干擾進入遠動終端設(shè)備內(nèi)部。3．在遠動終端設(shè)備的輸入端子上對地接一耐高壓的小電容，可以有效抑制外部高頻干擾。
（二）系統(tǒng)接地設(shè)計
1．一次系統(tǒng)接地主要是為了防雷、中性點接地、保護設(shè)備，合適的接地系統(tǒng)可以有效的保障設(shè)備安全運行，對于斷路器柜接地處要增加接地扁鐵和接地極的數(shù)量，設(shè)備接地處增加增加接地網(wǎng)絡(luò)互接線，降低接地網(wǎng)中瞬變電位差，提高對二次設(shè)備的電磁兼容，減少對遠動終端的干擾。2.二次系統(tǒng)接地分為安全接地和工作接地，安全接地主要是為了避免工作人員因設(shè)備絕緣損壞或絕緣降低時，遭受觸電危險和保證設(shè)備安全，將設(shè)備外殼接地，接地線采用多股銅軟線，導電性好、接地牢固可靠，安全接地網(wǎng)可以和一次設(shè)備的接地網(wǎng)相連；工作接地是為了給電子設(shè)備、微機控制系統(tǒng)和保護裝置一個電位基準，保證其可靠運行，防止地環(huán)流干擾。
3．由于高低壓柜本身都是多都是采用鍍鋅薄鋼板材料，本身也有屏蔽作用，將高低高柜都可靠接地。4．遠動終端微機電源地和數(shù)字地不與機殼外殼相連，這樣可以減小電源線同機殼之間的分布電容，提高抗共模干擾的能力，可明顯提高電力遠動監(jiān)控系統(tǒng)的安全性、可靠性。
（三）采取良好的隔離措施
1．為避免遠動終端自身電源干擾采取隔離變壓器，電源高頻噪聲主要是通過變壓器初、次級寄生電容耦合，隔離變壓器初級和次級之間由屏蔽層隔離，分布電容小，可提高抗共模干擾的能力。2．電力遠動監(jiān)控系統(tǒng)開關(guān)量的輸入主要斷路器、隔離開關(guān)、負荷開關(guān)的輔助觸點和電力調(diào)壓器分接頭位置等，開關(guān)量的輸出主要是對斷路器、負荷開關(guān)和電力調(diào)壓器分接頭的控制。3．信號電纜盡量避開電力電纜，在印刷遠動終端的電路板布線時注意避免互感。4．采用光電耦合隔離，光電耦合器的輸入阻抗很小，而干擾源內(nèi)阻大，且輸入/輸出回路之間分布電容極小，絕緣電阻很大，因此回路一側(cè)的干擾很難通過光耦送到另一側(cè)去，能有效地防止干擾從過程通道進入主CPU。
（四）濾波器的設(shè)計
1．采用低通濾波去高次諧波。2．采用雙端對稱輸入來抑制共模干擾，軟件采用離散的采集方式，并選用相應(yīng)的數(shù)字濾波技術(shù)。
（五）分散獨立功能塊供電，每個功能塊均設(shè)單獨的電壓過載保護，不會因某塊穩(wěn)壓電源故障而使整個系統(tǒng)破壞，也減少了公共阻抗的相互耦合及公共電源的耦合，大大提高供電的可靠性。
（六）數(shù)據(jù)采集抗干擾設(shè)計
1．在信息量采集時，取消專門的變送器屏柜，將變送器部分封裝在RTU內(nèi)，減少中間環(huán)節(jié)，這樣可以減少變送器部分輸出的弱電流電路的長度。2．遙信由于合閘一次不到位或由于二次側(cè)振動而產(chǎn)生的誤遙信干擾信號，并且還會產(chǎn)生尖脈沖信號，也可能對遙信回路產(chǎn)生干擾誤遙信號。
（七）過程通道抗干擾設(shè)計
（八）印刷電路板設(shè)計。在印刷電路板設(shè)計中盡量將數(shù)字電路地和模擬地電路地分開；電源輸入端跨接10～100μF的電解電容。
（九）控制狀態(tài)位的干擾設(shè)計
（十）程序運行失常的抗干擾設(shè)計
（十一）單片機軟件的抗干擾設(shè)計
（十二）對于終端至通信站的數(shù)字通信電纜加穿鋼管，特別是穿越其他電力電纜時，避免和其他電力電纜等同溝敷設(shè)并保持一定的交叉距離。
關(guān)鍵詞：海洋石油；電氣安全；現(xiàn)狀與未來；
中圖分類號：F407 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-06-00-02
一、海洋石油電氣技術(shù)的發(fā)展概況
（一）石油電氣技術(shù)的形成與發(fā)展。海洋石油工程電氣技術(shù)的發(fā)展是與船舶電氣技術(shù)密不可分。上個世界初，商船就已經(jīng)開始應(yīng)用直流電驅(qū)動技術(shù)照明了，近半個世紀，商船大都采用十六系統(tǒng)供電。隨著電網(wǎng)負載不斷增長，為了滿足驅(qū)動力的需求，電壓必須相高壓方向發(fā)展。到了上個世紀五十年代，隨著發(fā)電機技術(shù)的迅猛發(fā)展，各國船舶陸續(xù)轉(zhuǎn)向交流系統(tǒng)的使用，并且取得了良好的效果。隨著海洋運輸業(yè)向大型化、高速化和自動化方向發(fā)展，其電氣化水平不斷提高，從六十年代起，自動化技術(shù)顯著提高，這樣嚴重影響著海洋石油電氣工程的發(fā)展，使得海洋石油電氣工程逐漸向智能化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
（二）海洋石油電氣國內(nèi)外概況。海洋石油的開發(fā)分為以下幾個步驟：海洋地球物理勘探，海洋地址取芯勘探，油田開發(fā)方案設(shè)計，打生產(chǎn)油井，石油采集與運輸。能夠利用到海上鉆井平臺的步驟是海洋地質(zhì)取芯和打生產(chǎn)井，平臺上裝通訊、導航、鉆井和安全救援等海上油氣勘探開所必須的設(shè)備。世界第一座海洋石油鉆井平臺是1949年建造的。1968年德國與意大利共同建造的半潛式鉆井平臺就安裝有交流-直流電動鉆機，在海洋石油技術(shù)中處于領(lǐng)先地位，借助船舶自動化技術(shù)，石油工程電氣技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。我國的石油電氣技術(shù)發(fā)展也很快，所有平臺都采用交流-直流電動鉆機，海洋開發(fā)平臺已經(jīng)采用遙控、遙測、遙訊等集成技術(shù)。申述半潛式平臺的投入大大提高了我國海洋石油電氣化技術(shù)水平，是我國逐漸躋身于世界深水領(lǐng)域的先進水平。
二、海洋平臺電氣施工
海洋平臺電氣工程操作的第一步是電氣施工部分，也是最基礎(chǔ)最重要的一部。海洋石油電氣的安全可靠性和運行維修方面的問題主要有施工質(zhì)量的好壞來決定。在電氣施工中，電纜通道的選擇、電氣設(shè)備的預設(shè)位置和電纜的敷設(shè)這三方面必須予以高度重視，才可以避免失誤的產(chǎn)生，以便更好的完成海洋電氣平臺的施工。
（一）電纜通道的選取。要想確定電纜通道，首先要明確主干電纜的走向，必須遠離油管線及熱源，比如水蒸氣管線、發(fā)電機排煙管、電阻器及燃油管線等。電纜也要避免與熱管線交叉，或者采取一定的防護措施，保持一定的安全距離。要考慮電纜橋架的分層布置：電力、通信電纜要分層開來敷設(shè)，高壓電力電纜與低壓電力電纜分層開來敷設(shè)等等。還有機電需要注意：高壓電纜遠離起居室；不相關(guān)的電力電纜避開通信室；主電源電纜與應(yīng)急電源電纜的走向不同，要分開敷設(shè)；根據(jù)不同情況，電纜束外壁-電纜筒或者電纜框的選擇也不同，有防水防爆要求時選用電纜筒，其他情況選用電纜框保護即可。
（二）電氣設(shè)備預設(shè)位置的布置。電氣設(shè)備由室內(nèi)與室外兩部分組成，室內(nèi)部分由配電室和主控室設(shè)備組成，也是電氣設(shè)備布置時設(shè)計的重點部分。為了滿足施工標準，又方便操作和維修，一定要合理布置配電盤柜及配電箱。不能有油管、水管及蒸汽管等可能泄露的管線或者容器存在配電室和主控室周圍。此外，也要重點考慮室外危險區(qū)內(nèi)電氣設(shè)備的布置，不允許布置電氣設(shè)備也不允許敷設(shè)電纜，如果必須要安裝，那么所選用的電氣設(shè)備的防爆等級必須在所在危險區(qū)的防爆要求范圍之內(nèi)。
（三）電纜敷設(shè)注意事項。敷設(shè)電纜時，安裝電纜橋架，割焊電纜筒和電纜框，必須要符合電纜的走向。安裝電纜橋架時，要求規(guī)格、型號要符合施工圖紙規(guī)范。在割焊電纜筒和電纜框時，不能損傷構(gòu)造，位置和型號也要合適，為了防水、防爆，不可用電纜框替代電纜筒。在操作艙室頂壁的作業(yè)時，特別是電焊、氣割艙室頂壁的工作時，如焊接橋架、導線板、電纜筒和電纜框等，必須保護好配電盤、集控臺、變壓器等已完成安裝的設(shè)備。要想進行電纜的敷設(shè)、電力電纜、主電源電纜、高壓電纜與低壓電纜的分層敷設(shè)，必須保證主電纜通道上所有需要動用電焊、氣割的工作都基本完成，且小設(shè)備也基本安裝完畢。還要區(qū)分電力電纜和儀表通信電纜兩者接地要求的不同。
三、海洋石油電氣系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
海洋石油電氣配電自動化系統(tǒng)是指應(yīng)用自動化技術(shù)，使電網(wǎng)企業(yè)能夠控制遠方，及時觀察、協(xié)調(diào)和控制配電設(shè)備系統(tǒng)。配電自動化在我國的發(fā)展經(jīng)過了三個階段：一、通過開關(guān)設(shè)備與斷路器保護相配合，依靠開關(guān)來去除故障。二、通信和和控制系統(tǒng)，是電網(wǎng)自動化發(fā)展飛躍的基礎(chǔ)，不僅實現(xiàn)了對配電網(wǎng)的遠程遙控，還可以通過通訊網(wǎng)絡(luò)實時呈現(xiàn)配電網(wǎng)的狀態(tài)參數(shù)。三、實現(xiàn)了全網(wǎng)的多功能監(jiān)控，是真正意義上的配電自動化，集設(shè)備管理、地理信息系統(tǒng)、饋線自動化、用戶管理、配電運行管理、故障分析等功能于一身。與陸地配電自動化相比，海洋石油電氣系統(tǒng)面臨更多的技術(shù)難題，而且配電自動化技術(shù)起步較晚。首先，要想解決跨海供電的問題，為了實現(xiàn)電氣聯(lián)系需要敷設(shè)海底電纜，海底電纜分支多，線路較短，配電網(wǎng)在繼電保護的上下級配合和故障診斷等方面都有相當?shù)碾y度。其次，海上空間狹小，海洋石油生產(chǎn)系統(tǒng)的電氣設(shè)備眾多，類型龐雜，各個電氣設(shè)備之間距離較短，給配電網(wǎng)的管理和參數(shù)采集帶來了極大的工作量。此外，大部分海洋石油鉆井平臺都長期工作于海上，依靠系統(tǒng)主電源來支持石油生產(chǎn)，如何有效解決配電自動化的通訊問題，建立安全、穩(wěn)定的參數(shù)采集和通訊網(wǎng)絡(luò)，也具有一定的難度。所以很多問題給海洋石油電氣工程的相關(guān)工作帶來很大阻礙，急需進行深刻的技術(shù)革命，來使海洋石油電氣工程相對簡單化和高效化。
四、海洋石油電氣系統(tǒng)前景展望
伴隨著我國智能電網(wǎng)建設(shè)的進程的不斷深入，電力系統(tǒng)發(fā)生了一場深刻的技術(shù)革命，智能變電站不斷興建，計算機信息技術(shù)、光技術(shù)、智能技術(shù)融進了電網(wǎng)，對電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)都帶來了翻天覆地的變化，電網(wǎng)正在朝著智能、綠色的方向不斷發(fā)展。對海洋石油電氣系統(tǒng)來說，隨著光纖通信技術(shù)、智能控制技術(shù)、遙感和遙測技術(shù)、電力系統(tǒng)進行著自動化的變革，更多的新材料和新技術(shù)將應(yīng)用于海洋石油電氣系統(tǒng)，用來解決目前面臨的跨海供電問題，針對電氣設(shè)備眾多和通訊設(shè)備不穩(wěn)定性等問題也起到很好的改善和提高作用，海洋石油電氣系統(tǒng)將更加安全、綠色，配電網(wǎng)的自動化和智能化程度將不斷提高。由于海洋石油開采平臺電氣設(shè)備工作的環(huán)境惡劣，配電安全就顯得十分重要。在越來越倡導數(shù)字動畫設(shè)計有更高要求的當今社會而言，計算機信息技術(shù)、光技術(shù)、智能技術(shù)得到更廣泛的關(guān)注和投入，結(jié)合本文海上石油平臺的電氣安全問題進行了探討，研究了海洋石油電氣的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來發(fā)展的分析，對我國海洋石油電氣平臺的建設(shè)有著高瞻遠矚的意義。
參考文獻：
[1]陳亮，冷鴻震，王樹達，安曉龍 . 淺談海洋石油平臺防爆電氣設(shè)計 [J]. 科技信息， 2011（09）
[2]張龍 海洋石油平臺電氣安全問題探討[期刊論文]-中國石油和化工標準與質(zhì)量 2013（24）
【關(guān)鍵詞】電廠，分散控制系統(tǒng)，抗干擾措施，探討
中圖分類號：TM6文獻標識碼：A 文章編號：
一、前言
分散控制系統(tǒng)綜合運用計算機技術(shù)，通信技術(shù)，和自動化控制系統(tǒng)等多種先進技術(shù)系統(tǒng)，讓這個系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)遍布各生產(chǎn)基地的監(jiān)控站，監(jiān)測站，并以通信網(wǎng)絡(luò)將操作管理站和相關(guān)需要集中操作的地區(qū)連接起來，實施集中管理，統(tǒng)一操作。分散控制系統(tǒng)很早便在我國的火力發(fā)電廠得到了推廣運用，并取得了輝煌的發(fā)展成果。到目前為止，我國的大部分火力發(fā)電廠都已經(jīng)采取這種控制系統(tǒng)，分散控制系統(tǒng)日漸成為整個控制中心的中樞，對保證整個電網(wǎng)的正常運行，保持電力的穩(wěn)定安全，有著十分重要的地位和作用。雖然，分散控制系統(tǒng)具有很強的環(huán)境適應(yīng)性，但是，在整個系統(tǒng)中，來自各處的線纜都會和系統(tǒng)相連，各種外部干擾很容易以電源或者是各種線纜為媒介侵入，加劇干擾的負面作用。在現(xiàn)階段的分散控制系統(tǒng)生產(chǎn)使用中，電廠分散控制系統(tǒng)內(nèi)部使用了很多電子產(chǎn)品或者電子元器件，電磁干擾顯得更為嚴重。因此，要綜合考慮到多種因素，加強電廠分散控制系統(tǒng)抗干擾措施的研究。
二．電廠分散控制系統(tǒng)干擾來源分析
探究各種干擾的來源對于分散控制系統(tǒng)抗干擾措施研究有著十分重要的意義。從總體而言，電廠分散控制系統(tǒng)的干擾源主要來自內(nèi)部和外部，內(nèi)部干擾和外部干擾組成了影響整個系統(tǒng)正常工作的干擾來源。
1. 系統(tǒng)內(nèi)部干擾
系統(tǒng)內(nèi)部干擾主要是因為分散控制系統(tǒng)內(nèi)部裝置的各種電子設(shè)施或者是電子元器件的應(yīng)用而產(chǎn)生，主要包括過渡干擾和固定干擾，當電路在動態(tài)工作時候，引發(fā)的干擾便是過渡干擾，當接觸面上的電導率具有很大差異或者不一致時候，會產(chǎn)生接觸干擾，此種干擾類型稱為固定干擾。
2.系統(tǒng)外部干擾
系統(tǒng)外部的干擾主要是設(shè)備在使用過程中受到外部環(huán)境和使用條件的影響而產(chǎn)生的干擾因素，這種干擾和分散控制系統(tǒng)的各種元件沒有直接聯(lián)系。系統(tǒng)外部干擾主要有以下幾種。
（一）從電源線傳導來的電磁干擾
在電廠中，分散控制系統(tǒng)在 用電母線處安裝有各種動力設(shè)備，風機，凝結(jié)水泵等。由于這些設(shè)備的功率很大，運轉(zhuǎn)時候會產(chǎn)生交變磁場，產(chǎn)生電磁干擾，開關(guān)設(shè)備時候，會讓電壓波動，產(chǎn)生低頻干擾。
（二）從信號線、控制線傳導來的干擾
電廠的分散控制系統(tǒng)有著各種接線，這些接線也是各種外部干擾進入的路線來源。一是通過現(xiàn)場變送器供電電源或共用儀表的供電電源串入的干擾；二是信號線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾，即信號線上的外部感應(yīng)干擾。當發(fā)生信號干擾時候，會大大降低測量的精度，甚至損壞各種元器件，或造成邏輯數(shù)據(jù)的變化和系統(tǒng)設(shè)備的誤動或是死機。
（三）接地系統(tǒng)混亂時引起的干擾
接地系統(tǒng)在產(chǎn)生電磁干擾，抑制電磁干擾方面都有著十分重要的作用。一方面，不合理的接地，會產(chǎn)生嚴重的干擾信號，讓電廠的分散控制系統(tǒng)難以正常運轉(zhuǎn)。正確的接地可以防止電磁干擾，同時也可以減少設(shè)備向外發(fā)出干擾信號的頻率。因此，分散控制系統(tǒng)的接地是一把雙刃劍。在干擾來源中，如果接地系統(tǒng)混亂，比如每個接地點的電位分布不平衡，各個接地點電位分布不均，機械設(shè)備間接地電位差距很大，地環(huán)路電流情況嚴重，系統(tǒng)干擾嚴重，使得整個電廠的分散控制系統(tǒng)難以正常運轉(zhuǎn)。
三．電廠分散控制系統(tǒng)抗干擾措施探究
電廠分散控制系統(tǒng)在整個電廠運作中處于核心地位，要保障其正常工作，必須做好內(nèi)部外部的抗干擾措施。從多年實踐經(jīng)驗總結(jié)得出，要堅持從抗干擾措施開始，本著控制干擾源，切斷或弱化電磁干擾的路徑，優(yōu)化系統(tǒng)裝置，提高系統(tǒng)自身抗干擾能力等三方面的原則，科學是設(shè)計，使用高質(zhì)量的設(shè)備和元器件，規(guī)范安裝，并做好各種維護措施，保證整個電廠分散控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和兼容性，保證整個系統(tǒng)的正常運行。將從以下幾個方面做出探究。
1.科學合理選擇系統(tǒng)設(shè)備
（一）電廠分散控制系統(tǒng)的設(shè)備選擇在抗干擾中有著十分重要的作用。選擇抗干擾性能較好的設(shè)備產(chǎn)品，保證含電磁兼容性。比如采用浮地技術(shù)加強抗外部干擾的能力，使用隔離性能較好的電廠分散控制系統(tǒng)，要選擇耐壓能力較強的系統(tǒng)設(shè)備，使得電廠分散控制系統(tǒng)可以再電場強度高，頻場較高的環(huán)境中正常工作。
（二）做好電纜的選擇
電廠的電纜選擇是電廠分散控制系統(tǒng)抗干擾措施的重要環(huán)節(jié)。要保證強、弱信號不應(yīng)使用同一根電纜，信號電纜應(yīng)盡可能避開電力電纜，避免與電力電纜平行布設(shè)。在傳輸距離較小時，可以選用單根導線或一般控制電纜傳輸，在傳輸距離較大時，宜選用總屏控制電纜或?qū)g|總屏計算機電纜；模擬量信號在現(xiàn)場傳輸中應(yīng)選用屏蔽電纜，對于信號精度要求較高的場合，可選用對絞分屏計算機電纜或?qū)g總屏計算機電纜。
2．做好隔離措施
（一）電廠分散控制系統(tǒng)設(shè)備的隔離
在電廠分散控制系統(tǒng)抗干擾措施中，要本著電氣設(shè)備電纜用量最短原則，要將電廠分散控制系統(tǒng)的硬件設(shè)備安裝在主廠房之間，設(shè)備間內(nèi)部要采用防靜電活動地板，要使用鋼筋作為接地引線，做好接地工作，要把強電設(shè)備或者電路設(shè)計安裝在遠離硬件設(shè)備安裝間，以便隔離電磁干擾。
（二）電廠分散控制系統(tǒng)電源的隔離
為保證分散控制系統(tǒng)的可靠運行，要使用交流電穩(wěn)壓器對分散控制系統(tǒng)的電源進行穩(wěn)壓。由于未屏蔽的電源變壓器之間耦合電容大，共模干擾很強，因此，要在電源變壓器的初次級之間設(shè)置屏蔽層，來減少變壓器初次級之間的干擾，隔離變壓器可以切斷變壓器兩端的低頻共模電流。但有時隔離變壓器初次級之間的寄生電容仍能夠為頻率較高的共模電流提供通路，因此隔離變壓器的屏蔽層必須良好接地。
3．科學合理的接地
在電廠的分散控制系統(tǒng)中，合理科學的接地是整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)暢通的保證，是整個系統(tǒng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)。混亂的接地會產(chǎn)生強大的干擾，嚴重影響到設(shè)備的工作。因此，在進行分散控制系統(tǒng)抗干擾措施時候，必須綜合多種因素，科學合理的做好接地措施。
(一)采用統(tǒng)一的接地網(wǎng)
系統(tǒng)中的交流工作地、直流工作地、屏蔽地、安全保護地之間應(yīng)保持嚴格的絕緣，在總匯集板匯合后再用一根接地電纜接到接地網(wǎng)上。所有接地點應(yīng)與接地網(wǎng)牢固連接，且應(yīng)盡量減少接地點與接地網(wǎng)的距離，但要滿足接地電阻的要求。
(二)信號線采用屏蔽電纜，并且合理接地
信號線的屏蔽層接地必須保證單點接地，避免多點接地。信號源接地時，屏蔽層應(yīng)在信號源側(cè)接地；信號源不接地時，屏蔽層應(yīng)在系統(tǒng)側(cè)接地，這時就應(yīng)將屏蔽層接地點改在信號源側(cè)接地。如果信號源端系統(tǒng)側(cè)都要求接地，則對信號必須采用變壓器隔離或光電隔離等措施，并且屏蔽層應(yīng)在信號源側(cè)接地。信號電纜中間有接頭時，在接頭處的屏蔽層要妥善連接，并將屏蔽層的部分用絕緣帶包好。
四．結(jié)束語
電廠的分散控制系統(tǒng)的抗干擾是一項比較復雜的工程，在設(shè)計施工過程中，要針對具體的干擾來源，采取合理有效的措施，對整個系統(tǒng)抗干擾要采用內(nèi)外干擾相結(jié)合的考慮方法，從設(shè)備抗干擾性能，線路的敷設(shè)，接地等各個方面做出抗干擾措施，保證整個電廠分散控制系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全。
參考文獻：
[1] 向立清 對電廠分散控制系統(tǒng)抗干擾措施的探討 [期刊論文] 《中國科技財富》 -2009年6期
[2] 郭護林 白艷麗 火電廠分散控制系統(tǒng)的抗干擾措施 [期刊論文] 《西北電力技術(shù)》 -2005年3期
[3] 張新聞 分散控制系統(tǒng)的噪聲抑制技術(shù) [期刊論文] 《電力建設(shè)》 -2001年9期
[4] 周倩 魯學農(nóng) 張文景 火電廠DCS系統(tǒng)信號抗干擾研究及實例 [期刊論文] 《中國電力》 ISTIC PKU -2012年4期
[5] 郝志國 王江權(quán) 申明亮 火電廠分散控制系統(tǒng)抗干擾技術(shù)探討 [期刊論文] 《河北電力技術(shù)》 -2006年2期
【關(guān)鍵詞】光纖光纜技術(shù)發(fā)展
一、光纖技術(shù)發(fā)展的特點
1.網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展對光纖提出新的要求
(1)擴大單一波長的傳輸容量。目前，單一波長的傳輸容量已達到40Gbit/s，并進行160Gbit/s的研究。40Gbit/s以上傳輸對光纖的PMD提出一定要求。(2)實現(xiàn)超長距離傳輸。論文百事通無中繼傳輸是骨干傳輸網(wǎng)的理想，目前一些公司已采用色散齊理技術(shù)，實現(xiàn)2000-5000km的無電中繼傳輸；有的采用拉曼光放大技術(shù)，更大地延長光傳輸距離。(3)適應(yīng)DWDM技術(shù)的運用。目前運用32×2.5Gbit/sDWDM系統(tǒng)，該系統(tǒng)對光纖的非線性指標提出了更高要求；ITU-T對光纖的非線性屬性及測試方法的標準(G.650.2)已完成，對光纖的有效面積提出相應(yīng)指標，對G.655光纖的非線性特性會有改善。
2.新型光纖產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)
(1)用于長途通信的新型大容量長距離光纖。康寧公司推出的PureModePM系列新型光纖，利用了偏振傳輸和復合包層，用于10Gbit/s以上的DWDM系統(tǒng)中，很適合于拉曼放大器的開發(fā)與應(yīng)用。Alcatelcable推出的TeralightUltra光纖，已有傳輸100km長度以上單信道40Gbit/s、總?cè)萘?0.2Tbit/s的記錄。一些公司開發(fā)負色散大有效面積的光纖，提高了非線性指標的要求，簡化了色散補償方案，在長距離無再生傳輸和海底光纜長距離通信中效果很好。
(2)用于城域網(wǎng)通信的新型低水峰光纖。在城域網(wǎng)設(shè)計中，要考慮簡化設(shè)備、降低成本和非波分復用技術(shù)應(yīng)用的可能性。低水峰光纖在1360-1460nm的延伸波段使帶寬被大大擴展，使CWDM系統(tǒng)被優(yōu)化，增大了傳輸信道、增長了傳輸距離。一些城域網(wǎng)設(shè)計，要求光纖的水峰低和具有負色散值，可抵消光源光器件的正色散，可組合運用這種負色散光纖與G.652光纖或G.655標準光纖，利用它來做色散補償，避免色散補償設(shè)計，節(jié)約成本。
(3)用于局域網(wǎng)的新型多模光纖。隨著局域網(wǎng)、用戶住地網(wǎng)的高速發(fā)展，大量綜合布線系統(tǒng)采用多模光纖代替數(shù)字電纜，多模光纖市場份額逐漸加大。選用多模光纖，是因為局域網(wǎng)傳輸距離較短，雖然多模光纖比單模光纖價格貴50%-100%，但它所配套的光器件可選用發(fā)光二極管，價格比激光管便宜，且多模光纖有較大的芯徑與數(shù)值孔徑，易連接與耦合，相應(yīng)的連接器、耦合器等元器件價格也低。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纖標準，因局域網(wǎng)發(fā)展的需要，它仍然得到了廣泛使用。而ITU-T推薦的G.651光纖，即50/125μm的標準型多模光纖，其芯徑較小、耦合與連接困難一些。針對此問題，有的公司進行了改進，研制出新型的5O/125μm光纖漸變型(G1)光纖，區(qū)別于傳統(tǒng)的50/125μm光纖纖芯的梯度折射率分布，將帶寬的正態(tài)分布進行了調(diào)整，以配合850nm和1300nm兩個窗口的運用。
3.光纜技術(shù)發(fā)展的特點
(1)光纜結(jié)構(gòu)使用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有明確的光纖類型選擇，如干線網(wǎng)光纖、城域網(wǎng)光纖等，這決定了大范圍內(nèi)光纜光纖傳輸特性的要求，具體運用的條件，還有可依據(jù)的細分的標準及指標。(2)光纜結(jié)構(gòu)除考慮光纜使用環(huán)境條件外，與其施工和維護方法有關(guān)，必須統(tǒng)一考慮，配套設(shè)計。(3)光纜新材料的出現(xiàn)，促進了光纜結(jié)構(gòu)改進，如干式阻水料、納米材料、“干纜芯”式、生態(tài)光纜、海底和淺水光纜、微型光纜、全介質(zhì)自承式光纜、架空地線光纜等的采用，使光纜性能有明顯改進。
二、光纖光纜技術(shù)發(fā)展值得思考的問題
1.積極創(chuàng)新開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)。1997年以來，國內(nèi)光通信核心技術(shù)專利是90件，自主申請的有9件。作為世界第二光纜大國，應(yīng)該把開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，作為工作的重中之重，爭取創(chuàng)造更多的光纖光纜專利。
2.開發(fā)具有先進技術(shù)水平、與使用環(huán)境、施工技術(shù)相配套的新產(chǎn)品。光纜的結(jié)構(gòu)依賴于使用的環(huán)境條件和施工的具體要求，今后，光纜建設(shè)的重點將會隨著接入網(wǎng)、用戶住地網(wǎng)的建設(shè)不斷展開，新一代的光纜結(jié)構(gòu)和施工技術(shù)會基于，如微型光纜、吹入或漂浮安裝，及迷你型微管或小管系統(tǒng)的全套技術(shù)，有一系列新的變化，充分利用有限的敷設(shè)空間。目前我國創(chuàng)新的成份太少，在接入網(wǎng)、用戶住地網(wǎng)中，多采用一些國產(chǎn)的光電纜產(chǎn)品。
3.利用已有設(shè)備和技術(shù)，改善HYA市話電纜的相應(yīng)特性，為數(shù)字業(yè)務(wù)提供更好的服務(wù)。對于已經(jīng)敷設(shè)的銅電纜，只能在現(xiàn)有條件下，利用其特性開通數(shù)字新業(yè)務(wù)。現(xiàn)有的HYA電纜，雖然可開通ADSL等一些新業(yè)務(wù)，但容量有限，當ADSL數(shù)量增大到一定限度后會出現(xiàn)干擾問題，影響以前開通的業(yè)務(wù)。因此，對新敷設(shè)的銅電纜，希望能提出一些新的寬帶指標要求，為將來開通更多的新業(yè)務(wù)作好準備。
關(guān)鍵詞:福廈鐵路;GSM-R系統(tǒng);光纖直放站;弱場補強;無線覆蓋
中圖分類號:U285文獻標識碼:A文章編號:1009-2374 (2010)18-0124-03
鐵路無線列車調(diào)度通信系統(tǒng)是鐵路行車指揮系統(tǒng)的重要組成部分,在保障行車安全、提高運輸效率方面發(fā)揮著重要作用,其通信質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到鐵路的行車安全。無線列調(diào)通信中,由于地形影響,導致機車與車站問的無線信號衰減太大,使機車與車站間無法有效通信,這種區(qū)域稱為盲區(qū),或弱場區(qū)。在無線列調(diào)系統(tǒng)工程設(shè)計中,應(yīng)根據(jù)實際情況科學合理地選用弱場區(qū)覆蓋方案,保證良好的場強覆蓋,以滿足列車調(diào)度的高可靠性要求。
一、福廈鐵路介紹
福廈鐵路作為《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》的重點建設(shè)項目,是我國鐵路“十五”規(guī)劃“八縱八橫”路網(wǎng)主骨架之一,也是我省第一條高速鐵路。福廈鐵路北起福州,經(jīng)福清、莆田、泉州、晉江,到達廈門,全長273km。
福廈鐵路是福建省第一條城際間快速客貨運通道,具有速度快、高密度、大能力、安全、舒適、節(jié)省運費等優(yōu)勢,將有效改善沿線地區(qū)交通和投資環(huán)境,更加充分發(fā)揮區(qū)域優(yōu)勢、港口優(yōu)勢和開放優(yōu)勢,加快海峽西岸經(jīng)濟區(qū)建設(shè)。
二、鐵路GSM-R系統(tǒng)
鐵路GSM-R(GSM for Railway)系統(tǒng)是一種基于目前世界最成熟、最通用的公共無線通信系統(tǒng)GSM平臺上的、專門為滿足鐵路應(yīng)用而開發(fā)的數(shù)字式的無線通信系統(tǒng),針對鐵路通信列車調(diào)度、列車控制、支持高速列車等特點,為鐵路運營提供定制的附加功能的一種經(jīng)濟高效的綜合無線通信系統(tǒng)。從集群通信的角度來看,GSM-R是一種數(shù)字式的集群系統(tǒng),能提供無線列調(diào)、編組調(diào)車通信、應(yīng)急通信、養(yǎng)護維修組通信等語音通信功能。GSM-R能滿足列車運行速度為0～500km/h的無線通信要求,安全性好。GSM-R可作為信號及列控系統(tǒng)的良好傳輸平臺,正在試驗中的ETCS歐洲列車控制系統(tǒng) (也稱FZB)和另一種用于160km以下的低成本的列車控制系統(tǒng) (FFB),都是將GSM-R作為傳輸平臺。
GSM-R中文全稱為鐵路移動通信系統(tǒng)標準,是一種專門為鐵路設(shè)計的專業(yè)無線數(shù)字通信系統(tǒng),是中國首次從歐洲引進的移動通信鐵路專用系統(tǒng),它除了能提供無線列調(diào)、編組調(diào)車通信、應(yīng)急通信、養(yǎng)護維修通信等語音通信功能外,還能夠滿足列車運行速度每小時500km的無線通信要求。
GSM網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化解決的主要問題有:信道擁塞率高、呼叫成功率低;越區(qū)切換失敗率高,掉話嚴重;通話質(zhì)量低、有串音;移動臺占用話音信道后呼叫釋放、出現(xiàn)振鈴后無通話、移動臺接通后單邊通話;設(shè)備完好率較低;中繼電路的配置與實際話務(wù)不相符、電路群的每線話務(wù)量差別較大等。
三、場強覆蓋方式
一般地說,GSM-R網(wǎng)絡(luò)的場強覆蓋是在沿鐵路軌道方向安裝定向天線,形成沿路軌大橢圓形小區(qū),但在話務(wù)量較大而速度要求較低的編組站內(nèi)采用扇形小區(qū)覆蓋,而在人口密度不高的低速路段和軌道交織處一般是無CTCS (ChineseTrain Control System)系統(tǒng)的農(nóng)村地區(qū)采用全向小區(qū)覆蓋。鐵路帶狀的特點.決定了鐵路場強覆蓋采用線狀覆蓋方式。
場強覆蓋往往和具體的地理位置分布相關(guān),根據(jù)具體的地理環(huán)境和基站的實際情況可以進行許多方面調(diào)整。改善下行鏈路的信號覆蓋,可以采用提高基站的發(fā)射功率、增加天線的掛高、調(diào)整天線的水平角或垂直角和安裝直放站等措施。一般來說,上述各種方法需綜合使用,才能達到滿意的覆蓋。當某些基站或小區(qū)信號強度提高時,還應(yīng)綜合考慮其他問題,尤其是相鄰小區(qū)的同鄰頻干擾問題。若上行鏈路的接收信號不是很好,可以考慮在基站的天線塔上安放塔頂放大器或降低饋線和跳線的損耗,以增強天線的接收信號強度。
四、弱場補強方案
根據(jù)GSM-R應(yīng)用環(huán)境的特點,一般地,對于山體阻擋及路塹等弱場強區(qū),可采用增加光纖直放站的解決方案:對于隧道弱場強區(qū),可采用增加光纖直放站、漏纜+天線的解決方案;對于特大橋隧,可采用光纖直放站及漏纜+天線的組合解決方案:對開闊地域,既可采用基站,也可采用無線直放站或光纖直放站的解決方案。目前,對弱場處理的方案較多,既可采用單獨方案解決,也可采用組合方案解決。目前解決區(qū)間弱場區(qū)主要有以下方式:(1)布放中繼器及架設(shè)漏泄電纜;(2)布放無線中繼臺設(shè)備;(3)布放光直放站設(shè)備;(4)感應(yīng)通信方式“400M+400k”。
(一)布放中繼器及架設(shè)漏泄電纜方式
場強覆蓋系統(tǒng)采用異頻雙工、半雙工方式解決鐵路隧道內(nèi)弱場覆蓋的技術(shù)是目前最常用的解決方案之一。系統(tǒng)由洞口中繼器、洞內(nèi)中繼器、漏泄電纜及其相應(yīng)配件組成。當隧道長度超過漏泄電纜的最大限制長度時,必須在隧道內(nèi)設(shè)置洞內(nèi)中繼器,以放大漏纜傳輸信號。因此,組網(wǎng)時根據(jù)隧道長度和所用漏泄電纜性能的不同,有中小型隧道和長大隧道兩種方案:前者,在隧道口設(shè)置洞口中繼器,隧道內(nèi)壁掛漏泄電纜;后者,在隧道口設(shè)置洞口中繼器,隧道內(nèi)設(shè)置一個或多個洞內(nèi)中繼器,隧道內(nèi)壁掛漏泄電纜。洞口中繼器通過天線接收到來自車站臺的信號后,傳送到漏泄電纜,完成隧道內(nèi)的場強覆蓋。隧道內(nèi)的移動臺發(fā)射的信號波由漏纜和中繼器通過天線發(fā)送給車站臺。本方案場強覆蓋效果好,易于控制,技術(shù)成熟。但漏泄電纜造價較高,維修困難,只能應(yīng)用于收發(fā)異頻的系統(tǒng)。
系統(tǒng)由I型中繼器(洞口中繼器)、Ⅱ型中繼器(洞內(nèi)中繼器)、漏泄電纜及其配件組成。系統(tǒng)采用漏泄電纜外泄信號的方式實現(xiàn)弱場區(qū)的覆蓋。I型中繼器一般設(shè)置在離車站較近的地方,以保證車站電臺的射頻信號電平能夠啟動I型中繼器進入工作狀態(tài);射頻信號經(jīng)I型中繼器放大之后由漏泄電纜外泄,達到覆蓋弱場區(qū)的目的;當弱場區(qū)長度超過漏泄電纜的最大長度時,必須設(shè)置Ⅱ型中繼器,以放大漏泄電纜的傳輸信號。I型中繼器通過天線與車站電臺傳遞無線射頻信號。當I型中繼器接收到來自車站電臺的下行信號時,將信號傳送到漏泄電纜,經(jīng)過信號外泄完成弱場區(qū)的場強覆蓋;弱場區(qū)的移動電臺發(fā)射的電波由漏泄電纜和中繼器通過天線發(fā)送給車站電臺。
由于弱場區(qū)地形的不同,中繼器、漏纜可以有多種組合方式。(1)I型中繼器(1臺)+漏纜;(2)I型中繼器(1臺)+Ⅱ型中繼器+漏纜;(3)I型中繼器(多臺)+Ⅱ型中繼器+漏纜。
當弱場區(qū)地形比較多變時,比如經(jīng)過一段山丘或隧道之后,有1km左右的開闊可視地段,接著又是隧道或者山丘,Ⅱ型中繼器通過天線發(fā)出的射頻信號覆蓋開闊地段,同時,此射頻信號開啟下一個I型中繼器。這種組合節(jié)省漏纜,降低了投資成本。工程中同一個半?yún)^(qū)間中繼器的數(shù)量不易過多,最多不超過8個。
漏泄電纜過長,末端就會出現(xiàn)弱場;漏泄電纜過短,則會增加投資成本。所以,工程設(shè)計中應(yīng)該權(quán)衡上下行信號的鏈路平衡,合理取定漏泄電纜的長度。
漏纜長度理論值計算公式為:
d=(Pt-L1-L2-Δ-ΔL-Vmin-M-S1)/S2(單位:km)
其中:
Pt――發(fā)射功率;
Ll――中繼器饋線損耗;
L2――機車天線饋線損耗;
Δ――各種接頭損耗,A=3dB;
ΔL――避雷器插入損耗,AL=0.3dB;
Vmin――機車最小可用電平(或中繼器輸入電平);
M――設(shè)計儲備量,M=6.5dB;
S1――漏纜耦合損耗;
S2――漏纜傳輸損耗(單位:dB/km)。
(二)布放無線中繼臺設(shè)備方式
系統(tǒng)由一個或多個區(qū)間互控中繼臺配合適當?shù)奶炀€,通過4芯(或2芯)電纜通道與相應(yīng)車站臺構(gòu)成鏈狀網(wǎng)。區(qū)間互控中繼臺供電可通過4芯電纜中的2芯(或同一2芯電纜通道)由相應(yīng)的車站臺遠供,也可由本地供電。每個車站臺單方向最多可控制15個互控中繼臺,最長距離不超過20km。
互控中繼臺無線信道采用異頻單/雙工方式。當車站臺發(fā)起呼叫機車臺的下行呼叫時,通過4芯(或2芯)電纜通道將信號傳輸?shù)狡溥B接的所有區(qū)間互控中繼臺(從距車站臺最近的互控中繼臺起編號為1～n)上,并一起發(fā)射呼叫信息;位于互控中繼臺覆蓋范圍內(nèi)的機車臺在所接收到的無線信號中選擇最強的信號作為接收呼叫,并為應(yīng)答車站臺發(fā)起上行呼叫,設(shè)其中第1TI(1
(三)布放光直放站設(shè)備方式
系統(tǒng)由光直放站近端機(光近端機)、光直放站遠端機(光遠端機)、光纖和網(wǎng)管設(shè)備等組成。光近端機應(yīng)設(shè)置在車站內(nèi)距離車站電臺較近的位置,通過射頻耦合器與車站電臺進行射頻信號傳遞;通過光纖和光遠端機連接;通過RS232、RS422或音頻四線接口與網(wǎng)管設(shè)備連接。下行方向,車站電臺發(fā)射的信號經(jīng)耦合器進入光近端機進行電光轉(zhuǎn)換,通過光纖傳送至光遠端機,光遠端機把接收到的光信號轉(zhuǎn)換為射頻信號后通過天線發(fā)往移動臺;上行方向,光遠端機把移動臺發(fā)射的無線射頻信號轉(zhuǎn)換為光信號,通過光纖傳送至光近端機,光近端機對信號進行光電轉(zhuǎn)換后,通過耦合器將射頻信號饋入車站電臺。直放站網(wǎng)管是為監(jiān)測光纖直放站設(shè)備而開發(fā)的網(wǎng)管系統(tǒng),能夠提供光近端機、光遠端機和模塊等的故障報警,以及對直放站的相關(guān)參數(shù)進行設(shè)置。網(wǎng)管終端一般設(shè)置在無線檢修所或者無線檢修工區(qū)。
光直放站設(shè)備組網(wǎng)比較簡單,其方式為:(1)一拖一方式,即一個光近端機連接一個光遠端機;(2)一拖多方式,即一個光近端機連接多個光遠端機。此時光近端機與光遠端機之間可以星型連接,也可以共線連接。
(四)布放感應(yīng)通信方式“400M+400k”
系統(tǒng)由“400M+400k”感應(yīng)電臺及過相裝置構(gòu)成。組網(wǎng)時設(shè)置車站臺、機車臺和手持臺,并在接觸網(wǎng)分相處設(shè)置過相裝置。“400M+400k”感應(yīng)電臺是400MHz頻段和400kHz頻段合為一體的電臺,兩頻段同時發(fā)射、同時接收,按二路話音輸出方式工作。如果其中一路話音輸出不能滿足話音質(zhì)量指標要求,將自動關(guān)閉。400kHz號的傳輸方式是利用波導感應(yīng)原理,將400kHz信號感應(yīng)到電力接觸網(wǎng)導線上,利用接觸網(wǎng)做波導線傳輸信號,它在區(qū)間內(nèi)通信覆蓋率達100%。在平原地區(qū)以及車站的多股道無電區(qū),以400MH頻段為主,利用兩頻段傳輸之間的互補,形成“400M+400k”的合體電臺。
其優(yōu)點是工程造價比漏纜方式低,適用于多路塹、多隧道的山區(qū)電氣化鐵路,但必須依靠電氣化鐵路的接觸網(wǎng)設(shè)備才能進行傳輸,有一定的局限性。天線不易小型化,產(chǎn)品選擇余地小。該方式一直沒有大范圍使用。
隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展,將會有更先進的技術(shù)用于解決無線列調(diào)的弱場區(qū)場強覆蓋。但是,任何相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于實際工程時都有優(yōu)劣之分,不管選擇哪種方案解決弱場區(qū)問題,都應(yīng)綜合考慮線路地形、技術(shù)、經(jīng)濟等具體因素并進行比較,以選用適合工程的最佳解決方案。
參考文獻
[1]胡東源.GSM-R/CTCS在中國鐵路的應(yīng)用與發(fā)展戰(zhàn)略[J].中國鐵路,2003,(2).
[2]錢立新.我國鐵路機車車輛現(xiàn)代化的關(guān)鍵技術(shù)[C].推進鐵路新跨越加快經(jīng)濟大發(fā)展――中國科協(xié)2004年學術(shù)年會鐵道分會場論文集,2004.
[3]胡曉輝,周興社,黨建武.基于GSM-R/CTCS的列車控制系統(tǒng)形式化描述和建模[J].計算機工程與設(shè)計,2006,(1).
[4]吳浠橋,段永奇,熊杰.GSM-R系統(tǒng)的無線覆蓋理論分析[J].鐵道工程學報,2007,(12).
論文摘要:就泰國鐵路雙線通信信號工程做了初步的介紹，并對該工程采用的英國BOMBARDIER公司設(shè)計的Ebilock950型計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)做重點闡述。
泰國鐵路雙線通信信號工程ST2和ST3標段，采用由英國BOMBARDIER公司設(shè)計的Ebilock950型計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)，由中國鐵路工程總公司負責安裝測試。現(xiàn)對其系統(tǒng)設(shè)計的構(gòu)成進行歸納，并著重對Ebilock950型聯(lián)鎖系統(tǒng)工作原理做簡單介紹。
1系統(tǒng)特點
Ebilock95。系統(tǒng)屬于新型高容量計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)，是吸取英國20多年的計算機聯(lián)鎖成功經(jīng)驗設(shè)計而成。該系統(tǒng)硬件模塊化程度高，具有高集成與便攜式特點，完全采用英國質(zhì)量安全標準。
為了更好地節(jié)約成本，區(qū)間與車站間的通信采用光纜傳輸通道。區(qū)間納人站內(nèi)統(tǒng)一聯(lián)鎖方式，形成完整的計算機聯(lián)鎖體系。鑒于光纜傳輸?shù)目煽啃詥栴}，采用雙機有效運行熱機待備冗余系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換對比更新，完全獨立通道，利用上下行交叉環(huán)線降低斷碼與誤碼率，保證數(shù)據(jù)安全，從而實現(xiàn)高可靠性。
2系統(tǒng)構(gòu)成
通信信號工程按系統(tǒng)功能劃分，分為調(diào)度集中(CTC)中心系統(tǒng)、Ebilock950型計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)( CBI >、本地操縱終端和外部動作設(shè)備等。它們相對獨立但又相互作用。其相互聯(lián)結(jié)關(guān)系如圖1所示。工程分東、北、南和東北4條線，設(shè)置1個CTC中心。
本地操縱終端包括由PABX分配管理的電話通信外部系統(tǒng)、列車控制者電話、上下行聯(lián)鎖電話和本地控制工作站(LC計算機)。
室外設(shè)備由對象控制系統(tǒng)控制，主要有道岔設(shè)備、信號機、檢測列車的軌道電路和繼電器電路分界面(主要包括線路聯(lián)鎖和平交道口系統(tǒng)2部分)等。
Ebilock95。系統(tǒng)是主體系統(tǒng)，主要包括傳輸、室外局部處理(對象控制系統(tǒng)OCS、邏輯處理聯(lián)鎖機((IPU>、實地管理單元(FEU>、同步數(shù)字交換機(SD H >、多路存取設(shè)備(AM)和通信集線器等。
2. 1傳輸系統(tǒng)
繼電器室與室外各聯(lián)鎖設(shè)備控制箱(LC)C )之間，除供電電源使用電力電纜外，其他采集與驅(qū)動信息全部由光纜傳輸。繼電器設(shè)備大多分散設(shè)置于室外各咽喉設(shè)備密集區(qū)，從而達到高效地使用光纜，減少使用信號電纜的目的。
CBI與CTC， CBI內(nèi)部、CBI之間以及CBI與其他聯(lián)鎖間信息傳輸，全部采用封閉的環(huán)線保護。CBI到CTC系統(tǒng)的2條12芯光纜，主纜直埋敷設(shè)，保護纜采用架空方式。站內(nèi)光纜上下行分開，各設(shè)備控制箱間用1根4芯光纜聯(lián)通，從繼電器室出來4根4芯光纜形成上下行2個信息環(huán)路，確保傳輸安全。各設(shè)備控制箱到各信號設(shè)備間的尾纜采用小芯組信號電纜。另一條lOP通信電纜貫通全線，每個LOC和高柱信號機都設(shè)1門維修電話。
2. 2其他系統(tǒng)
1.室外局部處理系統(tǒng)由光端機與局部控制繼電器電路組成。
2.實地管理單元由1部高容量計算機構(gòu)成，其內(nèi)部固化了系統(tǒng)運行的所有軟件，是系統(tǒng)測試、調(diào)試、運行、監(jiān)測、診斷與維護的窗口。它們的相互作用關(guān)系如圖2所示。
3.邏輯處理聯(lián)鎖機是由若干功能模塊組成。
中心程序模塊(CPM ):由3塊獨立的帶有交互模塊總線和2個雙重信道接口的Motorola68030處理器組成，分別為故障一安全處理器FSPA，F(xiàn)SPB和服務(wù)處理器SPUo FSP執(zhí)行所有與安全有關(guān)的必要的聯(lián)鎖任務(wù)，SPU負責一些不必要的輸人輸出功能及管理任務(wù)。
磁盤/網(wǎng)絡(luò)模塊(DEM):帶有連接插頭的磁盤與網(wǎng)絡(luò)連接模塊。
電源提供模塊(PSM ):提供輸出各種電源(+5V，士12V)，溫度控制及瞬間斷電保護。
輸人輸出模塊(IOM):不同的用途有不同的端口，每個IOM板上有4個模塊端口。在數(shù)據(jù)配置上，同一個IOM可以連接2個實際控制對象和路邊模擬器，內(nèi)部連接到CPM讀寫數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換信號級別。
AUX接口:引導啟動、硬件測試、注冊和維護。
其他接口模塊:OCT接口模塊、CUM接口模塊、CCM/CTK接口模塊、LMP接口模塊、MOT1接口模塊和SRC接口模塊等。
系統(tǒng)軟件包括普通產(chǎn)品軟件、改編軟件和特殊應(yīng)用程序軟件。
3工作原理
1.安全規(guī)則。包括多樣化的軟件，閉合的環(huán)路原則，安全分析法，故障樹、故障狀態(tài)和影響分析法，時間追溯與時間驗證，質(zhì)量保證系統(tǒng)和完整的診斷等。
2.雙重聯(lián)鎖機。由2個分開的自主系統(tǒng)構(gòu)成，在系統(tǒng)開始工作時可以自動分配或倒換在線工作與備用狀態(tài)，在系統(tǒng)成功初始化后，激活在線工作狀態(tài)。二系統(tǒng)間快速數(shù)據(jù)傳遞信道，并雙重鏈接，保持運行同步，遵從“故障一越過”原則。其工作原理見圖3.
3.工作程序。路邊設(shè)備為對象控制實體，其狀態(tài)與運行情況作為采集信息，通過銅質(zhì)信號尾纜傳輸至設(shè)備箱(LOC >。設(shè)備箱內(nèi)有邏輯處理系統(tǒng)，對不同的轉(zhuǎn)轍機、信號機、軌道電路和外部接口系統(tǒng)的信息進行處理、編碼，形成有效的電信號進人光電處理設(shè)備轉(zhuǎn)化成光信號。光信號通過光纜傳輸，并與其他設(shè)備箱內(nèi)信息匯總形成信號束，由光纜傳輸回路到達全站本方向所有LOC(這有利于站內(nèi)道口與發(fā)碼電路等結(jié)合電路)，并最終到達信號機械室，進人聯(lián)鎖機IOM模塊。聯(lián)鎖機系統(tǒng)主要完成的功能如圖4所示。
光信號束通過左右接口模塊進行信息對比糾錯識別，進人信號轉(zhuǎn)化，到達CPM及其他硬件設(shè)備，進行與安全有關(guān)的必要的聯(lián)鎖處理程序。其聯(lián)鎖邏輯關(guān)系通過實地管理單元進行設(shè)置管理，并最終將信息送達本地控制計算機和遠程控制系統(tǒng)。
同樣，本地控制計算機發(fā)出的操作指令，通過以上反過程，將驅(qū)動信息送達室外各LOC，各對象控制系統(tǒng)通過對信息束的解碼、譯碼與識別，驅(qū)使與本信息相關(guān)的OCS進行聯(lián)鎖邏輯處理，最終帶動路邊信號設(shè)備動作。對于本系統(tǒng)其他工作程序原理，這里不再贅述。
【關(guān)鍵詞】用電信息采集系統(tǒng)用電采集電能監(jiān)測信息采集電能檢測
中圖分類號：X830.1文獻標識碼： A 文章編號：
一．引言
用電信息采集系統(tǒng)是對用戶的用電數(shù)據(jù)進行采集、分析，通過數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)用電實時管理控制的系統(tǒng)。一個全面的用戶用電采集系統(tǒng)主要包括：系統(tǒng)主站、傳輸信道、采集設(shè)備、智能電表。作為一般用電用戶來講，是將用戶的預付費電能表的數(shù)據(jù)通過載波或窄帶載波等現(xiàn)場終端，采用光釬專網(wǎng)或GPRS/CDMA無線公網(wǎng)，將數(shù)據(jù)上傳至通信接口機，通過前置采集服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器或數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等進入信息內(nèi)網(wǎng)，達到數(shù)據(jù)自動統(tǒng)計、分析、監(jiān)測的集成系統(tǒng)。
二.電力企業(yè)中用電信息采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)建設(shè)價值。
1.用電信息采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
電力用戶用電信息采集系統(tǒng)是對電力用戶的用電信息進行采集、處理和實時監(jiān)控的系統(tǒng)，其采集的對象是電力用戶的用電信息（電能量數(shù)據(jù)、交流模擬量、工況數(shù)據(jù)、電能質(zhì)量越限統(tǒng)計數(shù)據(jù)、事件記錄數(shù)據(jù)以及控費信息等），采集的目的是為了實時監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備、支撐多種管理業(yè)務(wù)的需求。系統(tǒng)主要功能包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、實時控制、綜合應(yīng)用和運行維護管理以及系統(tǒng)接口等。
用電信息采集系統(tǒng)的邏輯架構(gòu)是采集設(shè)備與對象層通過通信層與應(yīng)用層進行通信，應(yīng)用層實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)管理、負荷管理、費控管理、運行管理和現(xiàn)場管理的系統(tǒng)。
用電信息采集系統(tǒng)的工作原理：計量設(shè)備主動上報數(shù)據(jù)，通過用電信息采集終端和通信層，將數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)主站；系統(tǒng)主站通過用電信息采集終端，實現(xiàn)對計量設(shè)備的信息數(shù)據(jù)采集。
用電信息采集系統(tǒng)的基本功能包括數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)管理和實時監(jiān)測以及運行維護管理。其擴展功能包括電能的質(zhì)量監(jiān)測、用電分析和管理、相關(guān)信息的、分布式能源監(jiān)控、智能用電設(shè)備的信息交互等動能。
用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的模式包括定時自動采集、隨機召測和主動上報。通過對采集任務(wù)的執(zhí)行情況進行檢查，分析采集數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)采集任務(wù)失敗或采集數(shù)據(jù)異常，記錄詳細采集信息。
2.用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)價值。
通過用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)，可以提高管理和控制成本的能力，通過改變使用電網(wǎng)電力的時間來降低電費，通過檢測實時能源消耗來管理成本，采用允許電網(wǎng)自動條件家庭電器配置來降低費用。同時可通過改變用電行為而節(jié)約用電，使用清潔能源降低能源消耗，減少二氧化碳的排放。采用信息采集系統(tǒng)后，可更準確的進行計費，不用估算電力使用情況，對準確的費用可以預測。
三.用電信息采集系統(tǒng)的現(xiàn)狀。
目前，智能電網(wǎng)是全球能源界普遍關(guān)注的焦點，用電領(lǐng)域開始倡導智能用電。在我國，電力電網(wǎng)中長期存在缺電嚴重的現(xiàn)象，在用電系統(tǒng)建設(shè)中相對比較薄弱，自動化、信息化程度不高。為了加快電力用戶信息采集系統(tǒng)建設(shè)，國家電網(wǎng)公司提出在系統(tǒng)范圍內(nèi)實現(xiàn)電力用戶“全采集，全覆蓋，全預付費”的工作目標，推進營銷計量、抄表、收費模式的標準化以及電網(wǎng)公司信息化的建設(shè)。自2009年開始，國家電網(wǎng)公司就計劃投入巨額資金，用3至5年的時間對用電信息采集系統(tǒng)進行建設(shè)。通過前期的發(fā)展和建設(shè)，采集系統(tǒng)規(guī)模得到了擴大，采集功能應(yīng)用也逐步擴大了。
由于用電信息采集系統(tǒng)是各系統(tǒng)分別建設(shè)，在建設(shè)中缺乏對系統(tǒng)資源的整合，導致主站軟件對多種信道的綜合運用能力不足。在通信層建設(shè)中，由于缺乏統(tǒng)一管理，出現(xiàn)信道資源利用低、重復建設(shè)等問題，由于這些問題的出現(xiàn)，導致數(shù)據(jù)沒有實現(xiàn)完全共享，數(shù)據(jù)的應(yīng)用價值沒有被充分挖掘。
四.用電信息采集系統(tǒng)在電力企業(yè)中的應(yīng)用。
1.載波轉(zhuǎn)485采集方案。
這種方式適用于城鎮(zhèn)集中居住區(qū)，采用集中表箱方式安裝表計。載波通信是采用集中器、采集器和RS485電表的形式。在集中器和采集器之間通過低壓窄帶載波的方式進行通信，采用GPRS或光釬上傳數(shù)據(jù)，其優(yōu)點是在通信中不用布線，建設(shè)工程施工簡單快速，缺點是載波通信的成功率不太高，其維護成本大，對用于預付費控制的時候存在一定的風險。
2.全載波方案。
這種方式一般采用獨立安裝表計，安裝載波電表，通過集中器和載波電能表結(jié)合的形式進行載波通信，適用于農(nóng)村用戶。全載波方案同載波轉(zhuǎn)485方案一樣，具有通信不布線，施工速度快，通信成功率低，維護量大，難控風險等特征。
3.載波和484混合模式。
此方案中既有集中表箱方式安裝的表計，又有獨立安裝的表計，采用集中器和采集器、RS485電表以及載波電能表的混合形式，適用于縣城及城郊地區(qū)。采用此種方案也無法杜絕載波轉(zhuǎn)RS485模式和全載波模式的缺點。
4.全485方案。
此種方案采用集中表箱安裝表計，通過RS485電纜連接集中器和表箱，一般適合多層、高層居住區(qū)。由于在配變到樓棟間需要在局部地方進行電纜溝挖掘，造成施工量大。
5.樓棟集中通信方案。
在多層或小高層的居住區(qū)，采用RS485有線通信方式，將樓棟局部集中直接上傳，通過此種方式可提高通信的成功率，同時可以減少電纜的施工量。
6.光纖到戶通信方案。
采用光纖通訊方式將表箱和主站之間進行連接，實現(xiàn)用電信息的采集。光纖通信適合新建居住區(qū)的用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)，通過在表箱內(nèi)安裝ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元），OUN輸出信號到居民戶內(nèi)，同時在表箱內(nèi)的集中器通過通信端口和主站連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。
在光纖到戶通訊中，EPON技術(shù)的出現(xiàn)解決了點到多點的遠程通信問題。EPON技術(shù)是基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是一種新興的光纖接入技術(shù)。該技術(shù)具有互通性強、標準化程度高、成本低、技術(shù)成熟等優(yōu)點，實現(xiàn)了用電信息采集系統(tǒng)真正的“全覆蓋、全采集”。目前，EPON技術(shù)是光纖接入技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。在EPON中，典型的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)為用戶同過ONU通過ODN（光分配網(wǎng)絡(luò)）和OLT（光線路終端）局側(cè)設(shè)備進行通信。其中的ONU為用戶側(cè)設(shè)備，給用戶提供網(wǎng)口，OLT是EPON網(wǎng)絡(luò)的局側(cè)設(shè)備，主要起到匯聚ONU數(shù)據(jù)的作用。
EPON系統(tǒng)可以與目前的以太網(wǎng)兼容，傳輸距離為20公里，采用EPON組網(wǎng)具有通信量大，傳輸頻帶寬，組網(wǎng)靈活，拓撲結(jié)構(gòu)多，安全性強，設(shè)備使用壽命長，安裝方便，后期不需要維護等優(yōu)點，因此在現(xiàn)代用戶信息采集系統(tǒng)中被廣泛推廣。
五．結(jié)束語
用電信息采集系統(tǒng)承擔著用電信息自動采集、數(shù)據(jù)高效共享和實時檢測的重要任務(wù)，是用戶用電信息的重要來源，是智能用電服務(wù)體系的重要基礎(chǔ)。建設(shè)智能電網(wǎng)，必須要加強用電采集系統(tǒng)的建設(shè)，實現(xiàn)全部用戶的信息采集、支持全面的電費控制目標。
參考文獻：
[1] 羅潔梅LUO Jie-mei 淺析用電信息采集系統(tǒng)在電力企業(yè)的應(yīng)用 [期刊論文] 《企業(yè)技術(shù)開發(fā)（學術(shù)版）》2010年12期
[2] 刁培忠 用電信息采集系統(tǒng)在電力企業(yè)的應(yīng)用分析[期刊論文] 《中國電力教育》2010年9期
[3] 王海燕 李曉輝 湯佩林WANG Hai-yanLI Xiao-huiTANG Pei-Lin 用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用 [期刊論文] 《電力信息化》2012年9期
[4] 袁建英YUAN Jian-ying 用電信息采集系統(tǒng)高級應(yīng)用構(gòu)想 [期刊論文] 《電力需求側(cè)管理》2011年6期
[5] 張莉莉 用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)及技術(shù)選型淺析 [期刊論文] 《城市建設(shè)理論研究（電子版）》2012年22期
論文摘要：光纖通信不僅可以應(yīng)用在通信的主干線路中，還可以應(yīng)用在電力通信控制系統(tǒng)中，進行工業(yè)監(jiān)測、控制，而且在軍事領(lǐng)域的用途也越來越為廣泛。本文探討了光纖通信技術(shù)的主要特征及應(yīng)用。
1.光纖通信技術(shù)
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健Ｔ诠饫w通信系統(tǒng)中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質(zhì)的光纖又比同軸電纜或?qū)Рü艿膿p耗低得多，所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構(gòu)造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路，光纖之間的串繞非常小；光波在光纖中傳輸，不會因為光信號泄漏而擔心傳輸?shù)男畔⒈蝗烁`聽；光纖的芯很細，由多芯組成光纜的直徑也很小，所以用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題。
光纖通信在技術(shù)功能構(gòu)成上主要分為：(1)信號的發(fā)射；(2)信號的合波；(3)信號的傳輸和放大；(4)信號的分離；(5)信號的接收。
2.光纖通信技術(shù)的特點
(1)頻帶極寬，通信容量大。光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，光纖通信系統(tǒng)的于光源的調(diào)制特性、調(diào)制方式和光纖的色散特性。對于單波長光纖通信系統(tǒng)，由于終端設(shè)備的電子瓶頸效應(yīng)而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢。通常采用各種復雜技術(shù)來增加傳輸?shù)娜萘浚貏e是現(xiàn)在的密集波分復用技術(shù)極大地增加了光纖的傳輸容量。目前，單波長光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps。
(2)損耗低，中繼距離長。目前，商品石英光纖損耗可低于0～20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質(zhì)的損耗都低；若將來采用非石英系統(tǒng)極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統(tǒng)可以跨越更大的無中繼距離；對于一個長途傳輸線路，由于中繼站數(shù)目的減少，系統(tǒng)成本和復雜性可大大降低。
(3)抗電磁干擾能力強。光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯(lián)系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設(shè)或與電力導體復合構(gòu)成復合光纜。這一點對于強電領(lǐng)域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統(tǒng)特別有利。由于能免除電磁脈沖效應(yīng)，光纖傳輸系還特別適合于軍事應(yīng)用。
(4)無串音干擾，保密性好。在電波傳輸?shù)倪^程中，電磁波的泄漏會造成各傳輸通道的串擾，而容易被竊聽，保密性差。光波在光纖中傳輸，因為光信號被完善地限制在光波導結(jié)構(gòu)中，而任何泄漏的射線都被環(huán)繞光纖的不透明包皮所吸收，即使在轉(zhuǎn)彎處，漏出的光波也十分微弱，即使光纜內(nèi)光纖總數(shù)很多，相鄰信道也不會出現(xiàn)串音干擾，同時在光纜外面，也無法竊聽到光纖中傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>
除以上特點之外，還有光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè)；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩(wěn)定性好、壽命長。由于光纖通信具有以上的獨特優(yōu)點，其不僅可以應(yīng)用在通信的主干線路中，還可以應(yīng)用在電力通信控制系統(tǒng)中，進行工業(yè)監(jiān)測、控制，而且在軍事領(lǐng)域的用途也越來越為廣泛。
3.光纖通信技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
20世紀90年代以來，我國光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展極其迅速，特別是廣播電視網(wǎng)、電力通信網(wǎng)、電信干線傳輸網(wǎng)等的急速擴展，促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網(wǎng)規(guī)模的擴大和系統(tǒng)復雜程度的增加，全網(wǎng)的管理和維護，設(shè)備的故障判定和排除就變得越來越困難。可以采用SDH＋光纖或ATM＋光纖組成寬帶數(shù)字傳輸系統(tǒng)。該傳輸網(wǎng)可以采用帶有保護功能的環(huán)網(wǎng)傳輸系統(tǒng)，鏈路傳輸系統(tǒng)或者組成各種形式的復合網(wǎng)絡(luò)，可以滿足各種綜合信息傳輸。對于電視節(jié)目的廣播，采用的寬帶傳輸系統(tǒng)可以將主站到地方站的所需數(shù)字，通道設(shè)置成廣播方式，同樣的電視節(jié)目在各地都可以下載，也可以通過網(wǎng)絡(luò)管理平臺控制不同的站下載不同的電視節(jié)目
有線電視網(wǎng)絡(luò)在全國各地已基本形成，在有線電視網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，比較容易地實現(xiàn)寬帶多媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)，因此在目前的情況下，不應(yīng)完全廢除現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)，而用少量的投資來完善和改造它，滿足人們的目前需要。很多地區(qū)的CATV已經(jīng)是光纖傳輸，到用戶端也是同軸電纜進入千萬家。但是現(xiàn)在建設(shè)的CATV大多是單向傳輸，上行信號不能在現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)中傳送。可以通過電信網(wǎng)PSTN中語音通道或數(shù)據(jù)通道形成上行信號的傳送，也可以通過語音接入系統(tǒng)來完成。將電話接到各用戶，這樣各用戶間即可以打電話，也可以利用廣電自己的綜合信息網(wǎng)中的寬帶傳輸系統(tǒng)構(gòu)成廣電網(wǎng)中自己的上行信號的傳送，組成了雙向應(yīng)用的Internet網(wǎng)。
現(xiàn)在光通信網(wǎng)絡(luò)的容量雖然已經(jīng)很大，但還有許多應(yīng)用能力在閑置，今后隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，作為經(jīng)濟發(fā)展先導的信息需求也必然不斷增長，一定會超過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)能力，推動通信網(wǎng)絡(luò)的繼續(xù)發(fā)展。因此，光纖通信技術(shù)在應(yīng)用需求的推動下，一定不斷會有新的發(fā)展。
參考文獻：
[1]王磊，裴麗.光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀和未來[J].中國科技信息，2006，(4)
[2]何淑貞，王曉梅.光通信技術(shù)的新飛躍[J].網(wǎng)絡(luò)電信，2004，(2)