電力通信的意義和作用

1、電力通信的意義和作用 電力通信作為行業(yè)性的專用通信網(wǎng)，是隨電力系統(tǒng)的發(fā)展需要而逐步形成和發(fā)展的。它主要用來緩解公網(wǎng)發(fā)展緩慢而造成的通信能力不足并填補(bǔ)公網(wǎng)難以滿足一些電力部門特殊通信需求的矛盾，以保證電力專業(yè)化生產(chǎn)正常高效地進(jìn)行。電力通信的業(yè)務(wù)可劃分為關(guān)鍵運(yùn)行業(yè)務(wù)和事務(wù)管理業(yè)務(wù)兩大類。關(guān)鍵運(yùn)行業(yè)務(wù)是指遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、繼電保護(hù)信號(hào)和調(diào)度電話等；事務(wù)管理業(yè)務(wù)包括行政電話、會(huì)議電話和會(huì)議電視、管理信息數(shù)據(jù)等。不同的電力通信業(yè)務(wù)，要求也不同。關(guān)鍵運(yùn)行業(yè)務(wù)信息量不大。但對(duì)通信的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和可靠性要求很高；事務(wù)管理性業(yè)務(wù)則是業(yè)務(wù)種類多、變化快、通信流量大。電力通信主要為電

2、網(wǎng)的自動(dòng)化控制、商業(yè)化運(yùn)營和實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理服務(wù)。它是電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)和調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是電力市場運(yùn)營商業(yè)化的保障，是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)現(xiàn)代化管理的重要前提，也是非電產(chǎn)業(yè)經(jīng)營多樣化的基礎(chǔ)。二電力通信網(wǎng)的構(gòu)成及特點(diǎn)電力通信網(wǎng)是由光纖、微波及衛(wèi)星電路構(gòu)成主干線，各支路充分利用電力線載波、特種光纜等電力系統(tǒng)特有的通信方式，并采用明線、電纜、無線等多種通信手段及程控交換機(jī)、調(diào)度總機(jī)等設(shè)備組成的多用戶、多功能的綜合通信網(wǎng)。1電力通信的幾種主要方式a電力線載波通信電力線路主要是用來輸送工頻電流的。若將話音及其他信息通過載波機(jī)變換成高頻弱電流，利用電力線路進(jìn)行傳送，這就是電力線載波通信，具有通道可靠性高、

3、投資少、見效快、與電網(wǎng)建設(shè)同步等得天獨(dú)厚的優(yōu)點(diǎn)。雖然在有線通信中，話音信號(hào)可以利用明線或電纜直接進(jìn)行傳送，但在高壓輸電線路上，由于工頻電壓很高（數(shù)十萬、百萬伏特）、電流很大（上千安培），其諧波分量也很大，這些諧波如果和話音信號(hào)混合在一起是無法區(qū)分的，而且其諧波值往往比一般的話音信號(hào)大得多；對(duì)話音信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，因此在電力線上直接傳送話音信號(hào)是不可能的。為此，必須利用載波機(jī)將低頻話音信號(hào)調(diào)制成40kHZ以上的高頻信號(hào)，通過專門的結(jié)合設(shè)備耦會(huì)到電力線上，使信號(hào)沿電力線傳輸，到達(dá)對(duì)方終端后，采用濾波器很容易將高頻信號(hào)和工頻信號(hào)分開；而對(duì)應(yīng)于40 kHZ以上的工頻諧波電流，是50HZ電流的800次以

4、上諧波，其幅值已很小，對(duì)話音信號(hào)的干擾已減至可接受的程度。這種利用電力線既傳送電力電流又傳送高頻載波信號(hào)的技術(shù)，稱為電力線的復(fù)用。除此之外，電力線載波通信中還有利用電力線路架空地線傳送載波信號(hào)的絕緣地線載波等方法。與普通電力線載波比較，絕緣地線載波不受線路停電檢修或輸電線路發(fā)生接地故障的影響，而且地線處于絕緣狀態(tài)可減少大量的電能損耗。B光纖通信由于光纖通信具有抗電磁干擾能力強(qiáng)、傳輸容量大、頻帶寬、傳輸衰耗小等諸多優(yōu)點(diǎn)，它一問世便首先在電力部門得到應(yīng)用并迅速發(fā)展。除普通光纖外，一些專用特種光纖也在電力通信中大量使用：（1）地線復(fù)合光纜（OPGW），即架空地線內(nèi)含光纖。它使用可靠，不需維護(hù)，但一次

5、性投資額較大，適用于新建線路或舊線路更換地線時(shí)使用。（2）地城纏繞光纜（GWWOP），是用專用機(jī)械把光纜纏繞在架空地線上。這種光纜光纖芯數(shù)少，易折斷，但經(jīng)濟(jì)、簡易；也具有較高的可靠性。（3）無金屬自承式光纜（ADSS）。這種光纜光纖芯數(shù)多，安裝費(fèi)用比OPGW低，一般不需停電施工，還能避免雷擊。因?yàn)樗c電力線路無關(guān)，而且重量輕、價(jià)格適中，安裝維護(hù)都比較方便，但易產(chǎn)生電腐蝕。（4）其他。如相線復(fù)合光纜（OPPC）、金屬銷裝自承式光纜（MASS）等。電力特殊光纜受外力破壞的可能性小，可靠性高，雖然其本身造價(jià)較高，但施工建設(shè)成本較低。經(jīng)過10多年的發(fā)展，電力特殊光纜制造及工程設(shè)計(jì)已經(jīng)成熟，特別是OPG

6、W和ADSS，在國內(nèi)已經(jīng)得到大規(guī)模的應(yīng)用，如三峽工程中的長距離主干OPGW光纜線路等。其次體現(xiàn)在本地傳輸方面，城市內(nèi)電力系統(tǒng)的桿路、溝道資源也可以為通信服務(wù)。特種光纖依托于電力系統(tǒng)自身的線路資源，避免了在頻率資源、路由協(xié)調(diào)、電磁兼容等方面與外界的矛盾，有很大的主動(dòng)靈活性。C微波通信在光纖通信發(fā)展成熟前，微波通信曾作為遠(yuǎn)距離傳輸?shù)闹饕侄蔚玫酱罅Πl(fā)展，目前微波通信在我國電力通信傳輸網(wǎng)中仍居主導(dǎo)地位，但發(fā)展速度在減緩，作用也開始由主網(wǎng)逐漸向配網(wǎng)、備用網(wǎng)轉(zhuǎn)變。D無線通信無線通信主要用于農(nóng)電通信及電力施工檢修、城市集群、尋呼等。E其他電力通信網(wǎng)中還有傳統(tǒng)的明線電話、音頻電纜及新興的擴(kuò)頻通信等方式。2電

7、力系統(tǒng)通信的特點(diǎn)和公用通信網(wǎng)及其他專網(wǎng)相比，電力系統(tǒng)通信有以下特點(diǎn)。A要求有較高的可靠性和靈活性電力對(duì)人們的生產(chǎn)、生活及國民經(jīng)濟(jì)有著重大的影響，電力供應(yīng)的安全穩(wěn)定是電力工作的重中之重；而電力生產(chǎn)的不容間斷性和運(yùn)行狀態(tài)變化的突然性，要求電力通信有高度的可靠性和靈活性。B傳輸信息量少、種類復(fù)雜、實(shí)時(shí)性強(qiáng)電力系統(tǒng)通信所傳輸?shù)男畔⒂性捯粜盘?hào)、遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)、繼電保護(hù)信號(hào)、電力負(fù)荷監(jiān)測信息、計(jì)算機(jī)信息及其他數(shù)字信息、圖像信息等，信息量雖少，但一般都要求很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性。目前一座110KV普通變電站，正常情況下只需要1到2路6001200Bd的遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)，以及1到2路調(diào)度電話和行政電話。C 具有很大的耐“沖擊”性當(dāng)電

8、力系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)，在事故發(fā)生和波及的發(fā)電廠、變電站，通信業(yè)務(wù)量會(huì)驟增。通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、傳輸通道的配置應(yīng)能承受這種沖擊；在發(fā)生重大自然災(zāi)害時(shí)，各種應(yīng)急、備用的通信手段應(yīng)能充分發(fā)揮作用。D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜電力系統(tǒng)通信網(wǎng)中有著種類繁多的通信手段和各種不同性質(zhì)的設(shè)備、機(jī)型，它們通過不同的接口方式和不同的轉(zhuǎn)接方式，如用戶線延伸、中繼線傳輸、電力線載波設(shè)備與光纖、微波等設(shè)備的轉(zhuǎn)接及其他同類、不同類信設(shè)備的轉(zhuǎn)接等，構(gòu)成了電力系統(tǒng)復(fù)雜的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。E通信范圍點(diǎn)多面廣除發(fā)電廠、供電局等通信集中的地方外，供電區(qū)內(nèi)所有的變電站、電管所也都是電力通信服務(wù)的對(duì)象。很多變電站地處偏遠(yuǎn)，通信設(shè)備的維護(hù)半徑通常達(dá)上百公里。F無

9、人值守的機(jī)房居多通信點(diǎn)的分散性、業(yè)務(wù)量少等特點(diǎn)決定了電力通信各站點(diǎn)不可能都設(shè)通信值班。事實(shí)上除中心樞紐通信站外，大多數(shù)站點(diǎn)都是無人值守。這一方面減少了費(fèi)用開支，另一方面卻給設(shè)備的維護(hù)維修帶來諸多不便。三我國電力通信的發(fā)展歷程電網(wǎng)的發(fā)展離不開通信的支持，可以說電力通信的發(fā)展是與電網(wǎng)的發(fā)展同步的。在40年代，我國除東北有幾條輸電線外，其他地區(qū)都處于以城市為中心的孤立系統(tǒng)階段，調(diào)度通信主要依賴明線電話，長距離調(diào)度則使用日本生產(chǎn)的電力線載波機(jī)。到了50年代、60年代，我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)迅猛發(fā)展，用電量激增，東北、華北電網(wǎng)相繼建成，而公網(wǎng)通信的落后局面難以滿足電力調(diào)度的基本需要，以明線電話、電力線載波和電纜

10、通道為主要方式的電力通信也迅速發(fā)展起來。此時(shí)我國使用的電力線載波機(jī)主要是蘇聯(lián)進(jìn)口的，并開始自己研制。70年代開始，電力系統(tǒng)在一些信息需求量大和重要的部門采用微波通信，但進(jìn)程緩慢。到70年代末期，我國電力通信中電力線載波通信仍占居主導(dǎo)地位，其他有小容量（120路以下）FDM模擬微波、郵電多路載波、電纜及架空明線等；交換機(jī)多為小容量機(jī)電式，不少地方還使用磁石電話。全國有30多個(gè)10萬千瓦以上的電網(wǎng)設(shè)有通信干線，只有部分地區(qū)開始形成了各自獨(dú)立的通信網(wǎng)；華北、東北、華東三大電網(wǎng)每萬千瓦容量僅能提供20個(gè)左右的話路公里，與國外差距很大；網(wǎng)調(diào)度中心和省調(diào)度中心到一些主要廠站的通信不夠完善，甚至到（電力水電

11、）部調(diào)度中心也沒有自己的通道。到1978年，國家根據(jù)電力生產(chǎn)的特殊需求，正式批準(zhǔn)建設(shè)電力專用通信網(wǎng)。80年代是我國電力通信大發(fā)展時(shí)期。大電站、大機(jī)組、超高壓輸電線路不斷增加；電網(wǎng)規(guī)模越來越大。電網(wǎng)的發(fā)展必然對(duì)電網(wǎng)管理和技術(shù)提出更高的要求，新興通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中也得到推廣使用。1979年電力系統(tǒng)開始建設(shè)的亞洲第一條1000km以上PCM480數(shù)字微波線路京漢微波，到1981年已陸續(xù)開通；1982年，與國內(nèi)最早開通的光纖電路差不多同時(shí)，電力系統(tǒng)第一條光纖通信線路在山西太原供電局投運(yùn)；同年，原水利電力部建成以北京為中心，連接南寧、廣州、成都等地面站的衛(wèi)星通信系統(tǒng)；同時(shí)，無線通信系統(tǒng)也在電力通信中推

12、廣使用，一些地區(qū)還實(shí)現(xiàn)了無線與有線電話網(wǎng)的聯(lián)接。90年代我國電力通信網(wǎng)得到了進(jìn)一步的發(fā)展壯大。1990年初，電力系統(tǒng)已擁有微波電路18000km，110KV及以上輸電線載波電路26萬話路公里，衛(wèi)星地面站6座，光纖電路37條337km，無線移動(dòng)電臺(tái)2萬多部，此外，還有一些散射、電纜等無線或有線電路；程控交換機(jī)達(dá)30多臺(tái)、容量約4萬門（線），多數(shù)用于部、網(wǎng)、省匯接中心，通過匯接中心，電力系統(tǒng)內(nèi)有200多個(gè)單位的交換機(jī)實(shí)現(xiàn)了直撥聯(lián)網(wǎng)，初步構(gòu)成了以微波、衛(wèi)星通信為主干線路，覆蓋全國大部分省區(qū)的電力通信網(wǎng)，此網(wǎng)已成為我國僅次于軍隊(duì)、鐵路的第三大專用通信網(wǎng)。同時(shí)，自上而下成立了電力通信網(wǎng)建設(shè)和管理的專門機(jī)

13、構(gòu)。各種新技術(shù)新設(shè)備不斷也得到應(yīng)用，傳輸網(wǎng)、交換網(wǎng)等得到進(jìn)一步完善，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)、監(jiān)測網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、支撐網(wǎng)等也逐步建立和引入。四 我國電力通信的現(xiàn)狀1我國電網(wǎng)發(fā)展概況經(jīng)過幾十年的努力，我國的發(fā)電設(shè)備裝機(jī)容量和發(fā)電量、電網(wǎng)規(guī)模均居世界前列，形成了以大型發(fā)電廠和中心城市為核心、以不同電壓等級(jí)的輸電線路為骨架的各大區(qū)、省級(jí)和地區(qū)的電力系統(tǒng)。到 1998年年底，我國發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量已達(dá)2.77億千瓦，年發(fā)電量達(dá)到11577億千瓦時(shí)，居世界第二位；自1981年第一條500kV葛一滬輸電線路投入運(yùn)行以來；500kV的線路已逐步成為各大電力系統(tǒng)的骨架和跨省跨地區(qū)的聯(lián)絡(luò)線。目前全國電網(wǎng)已基本上形成了500kV和33

14、0 kV的骨干網(wǎng)架，大電網(wǎng)已覆蓋全部城市和大部分農(nóng)村；以三峽為中心的全國聯(lián)網(wǎng)工程的啟動(dòng)，標(biāo)志著我國電網(wǎng)進(jìn)入了遠(yuǎn)距離、超高壓、跨大地區(qū)輸電的新階段。2我國電力通信事業(yè)取得的成就與電網(wǎng)的發(fā)展相適應(yīng)，幾十年來我國電力通信取得了長足的進(jìn)步，在現(xiàn)代化電力生產(chǎn)和經(jīng)營管理中發(fā)揮著越來越重要的作用。A形成了覆蓋全國的電力通信綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)電力通信網(wǎng)已基本覆蓋了全國36個(gè)電力集團(tuán)公司和省電力公司。到1999年，電力通信網(wǎng)已擁有數(shù)字微波通信線路64000km，電力線載波電路65萬話路公里，光纜線路6000km，衛(wèi)星地球站36座。交換機(jī)容量約60萬門，以及其他的通信線纜等；在部分地區(qū)還開通了數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)，建成了800MH

15、Z集群移動(dòng)通信系統(tǒng)、尋呼系統(tǒng)，開通了中國電力信息網(wǎng)；電力通信業(yè)務(wù)范圍包括調(diào)度及行政電話、遠(yuǎn)動(dòng)信息、繼電保護(hù)信號(hào)、計(jì)算機(jī)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信、會(huì)議電話、電視電話等綜合業(yè)務(wù)。B技術(shù)裝備水平有了很大提高從五六十年代的雙邊帶電子管電力線載波機(jī)、明線磁石電話到今天的SDH光纖通信系統(tǒng)、數(shù)字式電力線載波機(jī)、數(shù)字程控交換機(jī)、ATM交換機(jī)，我國電力通信技裝備水平出現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，基本上適應(yīng)了現(xiàn)代通信發(fā)展的潮流和現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展的需要。C.通信機(jī)構(gòu)和通信隊(duì)伍已具規(guī)模從國家電力公司到各網(wǎng)局、省電力公司、發(fā)電廠、縣市農(nóng)電局，以及電力科研、教學(xué)、設(shè)計(jì)、施工單位等，都設(shè)有相應(yīng)的通信機(jī)構(gòu)；目前我國電力通信隊(duì)伍約有兩萬多人，大多具有大中

16、專以上學(xué)歷。通信機(jī)構(gòu)的完善和通信隊(duì)伍的培養(yǎng)壯大為電力通信的發(fā)展提供了組織保證和人才保證。D造就了良好的科研學(xué)術(shù)氛圍成立了中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)電力通信專委會(huì)，并定期兩年一次舉辦學(xué)術(shù)會(huì)議；創(chuàng)辦了全國性的學(xué)術(shù)期刊電力系統(tǒng)通信，一些地方電力部門也辦起自己的刊物；如廣東的廣東電力通信等；從國家電力調(diào)度通信中心領(lǐng)導(dǎo)到電力通信生產(chǎn)一線人員結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)狀，撰寫出了大量學(xué)術(shù)論文，在探討中國電力通信的發(fā)展走向、解決生產(chǎn)實(shí)際問題等方面做出了有益的探索和貢獻(xiàn)。E制訂了較為完善的各項(xiàng)管理標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系是企業(yè)現(xiàn)代化管理的重要組成部分。多年來，從國家電力公司（水電部電力部）到各地方電力部門都逐步制訂和完善了有關(guān)電力通

17、信各專業(yè)的管理、運(yùn)行、設(shè)計(jì)、測試的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、規(guī)定和規(guī)則，對(duì)電力通信網(wǎng)的建設(shè)、運(yùn)行和管理起了統(tǒng)一化、規(guī)范化的作用。3我國電力通信存在的主要問題a通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較薄弱現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)尚不能滿足本來業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。目前電力通信主干網(wǎng)絡(luò)基本上成樹型與星型相結(jié)合的復(fù)合型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，難以構(gòu)成電路的迂回；一旦某一線路出現(xiàn)故障，不能有效地通過迂回線路分擔(dān)故障線路業(yè)務(wù)；網(wǎng)絡(luò)管理水平亦不高，管理系統(tǒng)只能對(duì)電路進(jìn)行分路監(jiān)測和簡單的控制。B干線傳輸容量不足通信網(wǎng)內(nèi)主干電路容量一般只有34MbS，少數(shù)為140MbS和155MbS，制約了寬帶新業(yè)務(wù)的開拓。C通信體制落后，干線電路超期服役嚴(yán)重干線微波電路主要是PDH傳輸體系，不少已運(yùn)行 10多年，急需更新?lián)Q代；交換設(shè)備不少是空分制，不改造、升級(jí)難以實(shí)現(xiàn)綜合數(shù)字業(yè)務(wù)。D各地發(fā)展極不平衡各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展水準(zhǔn)不同，在電力通信上也表現(xiàn)為發(fā)展極不平衡，一些地區(qū)、單位已實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、光纖化環(huán)網(wǎng)，有能力向社會(huì)提供通信業(yè)務(wù)；有些地方的偏遠(yuǎn)變電站甚至連最基本的調(diào)度電話也不能保