摘要：10kV电力载波技术是配网工程通信系统的重要组成部分，相比起造价高昂的通讯光纤，载波通信系统具备更加灵活的组网能力和网络管理功能，有效解决了配网自动化建设的瓶颈问题。本文结合汕头市濠江区配电自动化改造项目，就载波通信技术在配网工程的应用进行探讨分析，并与传统光纤通信进行对比，最后对电力载波技术的需求进行展望。
关键词：载波通信；耦合器；施工方案
1 前言
配电自动化通信系统，是配电网的神经系统，负责配电设备与远程控制管理中心的双向数据传送，是配电自动化实现的基础，通信系统的传输速率、可靠性等，直接影响到配电自动化的应用效果。
目前配电自动化通信系统以光纤通信为主，但光纤通信在建设实施的过程中存在光纤敷设的各种问题，导致光纤通信建设受阻，或者付出昂贵的“过路费”，极大的影响了配电自动化的建设进度和计划。而中压载波技术的日趋成熟，缓解了这一矛盾。
电力载波通信是利用10kV配电线路作为信号的传输载体，通过将宽带信号耦合在中压电力线上进行传输，从而将中压配电网转换为一个高带宽的通信网络的技术。该技术在物理层是利用电力线作为传输介质，而在MAC层和网络层都遵循标准的以太网协议，可以与光纤网络实现无缝连接。
2 工程概况
110kV河浦变电站10kV河滨线馈线自动化工程线未配置具有配电自动化功能的开关和配电自动化终端，无法实现故障的迅速准确定位和迅速隔离故障区段，快速恢复非故障区域供电的功能目标。本工程对10kV河滨线进行自动化改造，配置安装可实现自动化功能的环网柜，并配置配电自动化终端，实现线路馈线自动化功能。
工程的通信部分在河浦变电站配置1套低端交换机作为汇聚层设备接入配电数据网，并在河浦站10kV河西线和10kV河滨线配置中压电力宽带载波通信设备。110kV河浦站作为汇聚节层点，配置1台三层以太网低端交换机，安装1架配电网通信屏，采用MSTP以太网方式接入配电数据网，承载于传输A网和传输B网上。利用10kV双相线路耦合作为载波通信，在河浦站10kV高压室配置2台中压宽带载波网桥，在河西线和河滨线馈线柜各安装1个中压电力线电缆型电感耦合器（地埋）。在河西线01至03开关、40#杆各安装1台中压宽带载波网桥和2个中压电力线电容耦合器（架空）。在河滨线1#环网柜、河滨线新建1#和2#四间隔户外开关箱各安装1台中压宽带载波网桥、2个中压电力线电缆型宽带电感耦合器（地埋）。
3 施工情况及分析
该项目通信工程的实施只需要在通信节点（10kV电力线接入点）接入一个耦合器和一台中压电力线宽带网桥设备，接通电源后，就可建立高速的通信通道。施工简单快捷，不需要配置数据，即装即用，可快速完成两个通信点之间的高速通信通道的建立。如果采用光纤通信方式，则需要敷设通信通道，通道的开挖又要经过物探程序，确保无地下管道，等到施工图批复，还需要到市政部门走报建手续，建设周期比采用载波通信至少要多一个月。
该项目总投资165.481万，其中汇聚层交换机、中压电力线宽带网桥以及耦合器的设备购置费合计约为47万。如果通信方式采用光纤，架空走廊的搭设、光纤通道的铺设以及光纤材料费合计约为98万，整个工程将会增加约51万的造价。
对于结构复杂、分支多、分布广、节点数量庞大的配网通信工程，应综合考虑，选取最优方案，使工程实施简单，具备快速建网的能力。配电自动化通信系统工程项目规模庞大、项目范围广、地域分散，因此要求通信工程实施简单、建设周期短、设备安装调试方便、易于使用和维护。城市中心区主要为地埋线缆线路，郊区主要为架空配电线路，通信方式需要适应不同类型的配电线路。
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4 载波与光纤的对比
4.1建设投资
载波通信建设投资较低，建设成本为光纤通信的30%到40%。载波通信的运维成本很低，维护简单方便，可以即换即用，无需专人维护，降低了维护人员的技术要求，运维成本基本只有故障设备更换成本。
光纤通信的建设投资较高，在老旧城区，很多电力管道没有预留光纤通道，需重新敷设；特别是城市密集区，地下线路错综复杂，只能采用顶管施工，敷设管道的成本非常高。另外，光纤敷设还需要支付昂贵的市政规费、报建费。光纤在投运后的维护成本较高，一旦光纤损坏，修理费用很高，重新开挖路面十分困难，因此需设置专人维护。
4.2施工难度
载波通信工程非常容易，无土方工程、无线路敷设，每个节点只需安装一个耦合器和通信网络设备，设备调试简单，即装即用，无需配置。光纤的敷设非常困难，牵涉市政规划，需协调多方部门，管线工程施工难度大。对于点多面广、网络复杂的配电网，光纤通道规划设计难度较大，需结合市政工程提前布局。另外，设备调试也非常复杂。
4.3建设周期
两个通信节点的载波通信通道建立只需要几个小时就能完成。光纤敷设和协调需要耗费大量的时间，不确定因素多，建设周期非常长且难于预测。受市政规划限制、市政重要道路、轨道交通等因素的影响，有些区域不允许开沟挖路，导致光纤通信被“腰斩”，因其中一段光纤无法敷设，导致整条线路不能通信。有时因为小区业主、机关单位业主不配合，不允许在业主区域内施工，导致通信工程建设受阻。或因为地理环境等因素的影响，光纤敷设工程受阻。
4.4维护难度
载波设备故障定位容易，故障设备只需更换设备，无需配置。如有配电线路变更，耦合器可灵活拆卸和加装，不受影响。光纤一旦发生故障，如光纤被挖断，排障和修复非常困难。如遇到市政变更、配电线路变更等，光纤网络变更非常困难，需要重新敷设线路，协调各方关系。
4.5通信速率
光纤通信带宽高、稳定性好，且通信速率能达到千兆速率。而宽带载波相对较慢，随电力线路干扰会有速率波动，目前部分宽带载波设备通信速率能达到5M-150Mbps，满足配电网“三遥”及缓动型“智能分布式”通信需求，作为配电通信系统研究的热点，有很好的发展前景。
5 结语
配电网主干线路采用光纤通信方案，确保主干通信网络高速稳定的通信通道，配电网分支线路采用电力载波通信，灵活快速接入光纤主干通信网络，可以快速有效组建配电网通信网，可以有效降低建设成本、缩短建设工期，也可以避免光纤敷设不可预测的因素。
因此，在配电自动化通信网络建设中可以因地制宜地选择通信方式，结合技术经济和项目可行性给出合理的方案。
参考文献：
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作者简介：
庄乐禹（1988-），男，广东省汕头市人，民 族：汉 职称：工程师，学历：工程硕士。研究方向：工程造价，配网工程管理。
论文作者:庄乐禹
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/17
标签：载波论文; 通信论文; 光纤论文; 光纤通信论文; 电力线论文; 耦合器论文; 线路论文; 《基层建设》2018年第29期论文;