探究电气系统自动化数据传输技术

孙伟

摘要：随着社会的快速发展，相应的也要求电网系统运行跟上社会发展的步伐，在本文主要会介绍电力系统自动化的现状、并对电力系统自动化数据传输技术进行分析。。

关键词：电气系统；自动化；数据传输；技术

1.数字通信

传输数字信号的通信系统称为数字通信系统。数字通信系统的主要优点是抗干扰能力强。由于信号以数码形式传送，信号被噪声干扰后如尚未恶化到造成差错，就可用再生方法来整形。即使出现差错，也可通过差错控制技术来加以控制，从而改善传输质量，提高通信的可靠性。此外，数字通信还有易于集成化、体积小、重量轻、可靠性高，便于用计算机技术对数字信号进行处理等优点。

2.异步传输和同步传输

数据采用串行传输方式时发送端将数据按码元逐位发送，接收端必须对应地按码元依次逐位接收，收发两端必须严格地同步工作，这就要求收发两端的时序频率相同，相位也应一致。为保证收发两端同步，串行传输中有异步传输和同步传输两种方式。

2.1异步传输方式 异步传输方式又称起止式同步方式，它是将所要传输的信息适当分段，每段通常是一个字符，然后按段发送。收发两端在传输每一段的工作中保持同步，而在一個字符的末位至下一个字符的首位即字符之间所经历的时间可以是任意的，在此期间并不要求收发两端同步。

2.2同步传输方式 同步传输方式要求收发两端必须始终保持同步。采用同步传输方式时在发送的数据序列（通常是一长串字符）之前先插入一个预先约定的同步码。接收端通过检出同步码实现与发送端的同步，并要维持足够长的时间，一直到下次出现同步码时再次实现收发两端的同步。

3.传送速率与误码率

3.1传送速率 在数字通信中，数字信号是逐个码元依次传送，每个码元含有一定的信息量，数字通信的传送速度可用码元速率和信息速率等方式来表达。码元速率又称信号速率，它是指每秒传送的码元数，单位为波特（Baud）。信息速率是指每秒传送的信息量，单位是比特/秒（bit/s）。对于只取两种状态且其出现的概率相同的二元制信号，每一码元所含的信息量是1比特（bit），因此二元制信号的码元速率和信息速率在数值上是相同的，但单位不同。

3.2误码率 码元差错率简称误码率，它是指在传送的码元总数中，发生差错的码元所占的比率

4.信号波形及频谱

信号波形是消息的携带者，最常用的数字信号是二元码，也称二进制码。单极性二进制码，以脉冲幅值为d时表示数字“1”，脉冲幅值为零时表示数字“0”。显然单极性二进制码中含有较多的直流分量。对信号可以从时间域也可以从频率域来分析研究。

5.传输信道

5.1信道种类 电网调度自动化系统的通信中，目前使用较广的信道主要有电力线载波、无线电以及光导纤维等。电力线载波通信是由发送端的载波机把原始信号调制成高频（（40～500）kHz）载波信号，利用电力线传送，再由接收端的载波机把高频载波信号恢复为原始信号。为了把载波信号连接到电力线上去，必须有绝缘强度足够的耦合电容器和耦合滤波器。为了阻止高频载波信号流往其它方向而造成损耗，在线路上串联了高频阻波器。使用一条相线对地结合的电力线载波传输方式。

5.2信道的基本特性 信号在信道中传输时会发生衰减和相移，可用信道的衰减频率特性和相移频率特性来描述。衰减频率特性是信号通过信道后其衰减随频率而变化的特性。实际信道对各种频率成分可能有不同的衰减。衰减不均匀会使信号的幅度频谱产生畸变造成波形失真。信道的衰减频率特性可用信道的通带宽度（简称信道的带宽）这一指标来表征。在信道带宽范围内，要求衰减量的波动不能大于规定值。

5.3多路复用 利用一条线路传送多路信号的技术称为多路复用。多路复用技术主要有时分多路复用和频分多路复用等。时分多路复用是时间分割制，以时间的先后顺序来划分各种信号；频分多路复用是频率分割制，以不同的传输频率来划分各种信号。

6.基带传输和频带传输

原始的数字信号通常是一些直流脉冲，包含直流分量以及许多不同频率的交流分量，它所占用的频带称为基本频带，简称基带，所以原始信号又称基带信号。基带传输就是直接传送不经调制的基带信号。实际的信道中有相当一部分对于直流和频率很低的信号传输性能很差，不适于传送基带信号。每种信道有其适宜传输的频带，可看作是带通信道，所以通常将基带信号对载波进行调制，使基带信号变换为带通信号以便在信道上传输。调制就是用基带信号对载波的参量进行控制，使其随基带信号而变化。经过调制的信号称为已调信号。已调信号通过信道传至接收端，再由解调器将它解调，恢复为基带信号。解调是调制的反变换。包括调制和解调的传输称为频带传输。

7.差错控制

数据在传输过程中由于干扰等原因可能会将传送的“1”错成“0”，或将“0”错成“1”，从而造成差错。为了提高数据传输的可靠性，可采用差错控制技术，在发送的码组中按一定规则增添监督码元，使接收端能检出差错（称为检错），或进而对差错进行纠正（称为纠错）。信息码通常以组为单位。给各组信息码添上的监督码如只监督本组的信息码而与其它的码组无关，这样构成的码称为分组码。常见的分组码一般为系统码格式，即信息码在前，监督码紧随其后。

8.远动通信方式和规约

远动系统由主站、通信链路和子站等组成。远动系统的工作方式有循环式（Cyclic Digital Transmission，CDT）和问答式（Polling）两种。按循环式工作时发动传送的主动权在子站，子站只管按规定的顺序把有关信息循环不断地发往主站，主站则依次接收。这种工作方式比较单纯，但不够灵活。循环式通常用于网络中点对点通信结构的场合。

按问答式工作时发动传送的主动权在主站。首先由主站发命令给子站，例如命令子站传送某些数据，子站就按要求做出响应。问答式比较灵活，且不仅用于点对点式通信结构，也可用于同一条通信线路上接有不止一个子站的共线式通信结构。主站发出的命令中有目的子站的地址，只有被询问的子站才会做出响应。

参考文献：

[1]王凯文.电气系统自动化技术与应用.中国电力工程 2010.

[2]赵继刚.电气自动化系统中应注意的问题.电力技术 2009.