工程碩士論文通信類
工程碩士論文通信類
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通信類工程碩士論文篇1
淺談地鐵通信電源系統(tǒng)的施工控制
【摘 要】地鐵通信電源系統(tǒng)是保證通信各系統(tǒng)正常工作的必要條件，通信電源系統(tǒng)必須安全可靠。本文分析了地鐵通信電源系統(tǒng)的構(gòu)成，并探討了其施工控制措施。
【關(guān)鍵詞】地鐵通信;UPS;蓄電池
一、地鐵通信電源系統(tǒng)的構(gòu)成
地鐵通信電源系統(tǒng)由交流自切配電柜、UPS、高頻開關(guān)電源、蓄電池組、電源監(jiān)控、機房環(huán)境監(jiān)控等子系統(tǒng)構(gòu)成。地鐵電源系統(tǒng)施工應(yīng)該保證該系統(tǒng)能夠安全、可靠地向各子系統(tǒng)和設(shè)備進行供電，具有防雷、過壓保護功能及輸出短路保護功能。
(一)交流自切配電柜
交流自切配電柜主要用作交流電源的轉(zhuǎn)換和配電用。交流自切配電柜通過模塊化雙路電源自動切換裝置對兩路外供交流電源進行自動/手動切換，具有可靠的電氣聯(lián)鎖和機械聯(lián)鎖功能，并具有延時裝置，延時0～30秒可調(diào)。交流配電柜的多路負(fù)載分路對輸出電源進行分配，輸出至各通信子系統(tǒng)設(shè)備。交流配電柜上安裝液晶顯示屏，能顯示電源的三相電壓、負(fù)載電流情況和告警信息。配電柜具有過壓、欠壓、過流、防雷和浪涌吸收保護裝置。交流配電柜同時具有自診斷功能，當(dāng)電源出現(xiàn)故障時進行聲光告警，并能提供本地和遠端監(jiān)控的通信接口。
(二)UPS
地鐵通信電源一般采用靜止型在線式UPS，它由整流器、逆變器、靜態(tài)開關(guān)、自動/手動旁路開關(guān)和監(jiān)控模塊組成。UPS的安全控制包括對電壓涌動的抑制、低壓提升和蓄電池壽命保護等。
(三)直流高頻開關(guān)電源
直流高頻開關(guān)電源由整流模塊、監(jiān)控模塊、直流配電單元等組成。同UPS電源一樣，直流高頻開關(guān)電源有自己的蓄電池組，以確保交流電出現(xiàn)故障時，蓄電池能提供一定時間的能量。
(四)蓄電池
目前，地鐵通信基本采用閥控式全密封免維護鉛酸蓄電池。一般密閉電池都設(shè)有安全閥和防酸片，自動調(diào)節(jié)蓄電池內(nèi)壓，防酸片具有阻液和防爆功能，其安全點就在于保證蓄電池容量及壽命。
(五)監(jiān)控系統(tǒng)
由于通信電源室均無人值守，有些城市地鐵為方便管理，將軌道監(jiān)控上的電源和環(huán)境監(jiān)控結(jié)合起來，設(shè)置車站(場)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，由控制中心對各車站、車場通信房屋實施集中監(jiān)控。主要對低壓配電柜、UPS輸出的各項參數(shù)，機房的空調(diào)，溫度、濕度、水浸、門禁、非法入侵等進行監(jiān)控。
二、地鐵通信電源系統(tǒng)的施工控制
(一)交流自切配電柜施工
1.設(shè)備基礎(chǔ)安裝
在基礎(chǔ)槽鋼安裝位置的兩側(cè)地面上每隔1米植入基礎(chǔ)支撐一處。焊點及基礎(chǔ)支撐均應(yīng)先刷一次防銹漆，然后再刷兩遍富鋅漆。對于濕度較大的地下站設(shè)備間，槽鋼基礎(chǔ)的焊點及基礎(chǔ)支撐除做衣裳處理外，還應(yīng)再刷一層封閉漆。
2.柜體入位
采用電磁式設(shè)備導(dǎo)向輪進行安裝。電磁電源選用18V直流蓄電池;鐵芯直徑2cm;導(dǎo)線截面1.5mm?;萬向輪4個。將鐵芯用導(dǎo)線纏繞后漆包，固定于萬向輪上，每兩個萬向輪為一組接入電源。將兩組電磁導(dǎo)向輪分別固定于設(shè)備底部，接通電源，使導(dǎo)向輪與設(shè)備可靠固定。在基礎(chǔ)槽鋼前鋪設(shè)跳板，將設(shè)備推拉至安裝位置，根據(jù)施工設(shè)計圖紙的距離要求調(diào)整設(shè)備。調(diào)整完成后，分先后斷開兩組導(dǎo)向輪的電源，完成柜體入位。在柜體全部入位后，用1000V絕緣電阻表對柜體進行絕緣測試。最小絕緣阻值不得小于2MΩ。
3.母排安裝與柜體固定
母排連接時應(yīng)用毛刷除去母排上需要連接表面上的氧化膜;利用扭力扳手，用40Nm的力矩鎖緊母排螺母。
柜體固定分為柜間固定和柜體與基礎(chǔ)固定兩部分內(nèi)容。其中，柜體與基礎(chǔ)固定是柜體固定的主要操作內(nèi)容。柜體與基礎(chǔ)固定首先，在設(shè)備內(nèi)部的四角找到基礎(chǔ)槽鋼肋部，在其上方安裝配電柜固定壓板。然后，以壓板為模具，分別用電鉆在絕緣板和槽鋼上打4個∮10.5的孔。最后，利用攻絲鉆頭對已有孔洞進行攻絲，并用吸塵器清理打孔及攻絲所留下的鐵屑。完成上述工序后，將安裝螺栓套上尼龍?zhí)坠芗敖^緣壓板，對柜體進行固定安裝。
4.安裝絕緣處理
在柜體安裝完成后，用吸塵器對配電柜內(nèi)部進行二次清理，施工中遺留的金屬廢料、鐵屑及灰塵應(yīng)作為重點清理對象。清理完成后，除去絕緣板上表面的保護膜，再用無水酒精對絕緣板進行二次清理。最后，用1000V絕緣電阻表對柜體進行絕緣測試。最小絕緣阻值不得小于2MΩ。
(二)UPS施工
根據(jù)UPS設(shè)備容量選擇和型式選擇的不同，UPS的體積和重量有較大差別。以100kVA采用工頻機的UPS為例，由于UPS內(nèi)部有輸入、輸出隔離變壓器，UPS的設(shè)備重量大約為1噸左右，加上外包裝則有大約1.2噸。設(shè)備外形尺寸大約為0.9米寬、0.9米深、2米高。按集中UPS系統(tǒng)應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心設(shè)置的原則，一般情況下應(yīng)將本系統(tǒng)設(shè)備房設(shè)置在站廳層，如此大而重的設(shè)備在站廳層設(shè)置，在運輸過程中的相關(guān)問題不得不重點考慮。工程實施中，一是要注意設(shè)備運輸路徑的問題，視車站建筑情況，決定是否需要設(shè)置吊裝孔，如設(shè)置吊裝孔，則需要特別注意設(shè)備到貨時間與土建建設(shè)工期的協(xié)調(diào)，避免設(shè)備到現(xiàn)場時，土建的吊裝孔已經(jīng)封堵的情況。如果設(shè)備由出入口運輸，設(shè)計過程中需注意相關(guān)通道門和通道本身的寬度，要保證運輸要求;第二要特別注意運輸過程中特別是下樓梯過程中，運輸方式的選擇和運輸人員的人身安全，防止設(shè)備跌落發(fā)生安全事故。
關(guān)于進線電纜、饋線電纜問題。如集中UPS系統(tǒng)UPS容量選擇在100kVA及以上容量的UPS，由于進線電纜較粗，如電纜采用下進線方式，由于電纜需要在架空地板下進入，而架空地板高度一般不超過300mm，無法滿足電纜轉(zhuǎn)彎半徑的要求，如提高架空地板高度，則房間的上部空間會更加緊張，同時，地板高度提升，也會使門口階梯增多，占用房間面積。因此，建議UPS進線電纜采用上進線方式。饋線電纜由于電纜截面較小，理論上上出或下出皆可，但考慮到方便饋出電纜走線，建議采用上出方式為好。
綜合管線的配合中應(yīng)落實設(shè)備室內(nèi)的風(fēng)口位置沒有位于設(shè)備上方，否則將影響設(shè)備安全使用，甚至驗收時無法通過。因此在土建配合過程中應(yīng)把設(shè)備布置得相對準(zhǔn)確一些，這樣在綜合管線配合時可以減少工作量。由于集中UPS系統(tǒng)給各用電負(fù)荷一般是兩路電源，為保證配電電纜的可靠性，減少電纜線路通道上的其他故障影響弱電系統(tǒng)正常運行，在有條件的情況下，兩路電纜宜走不同路徑到達各系統(tǒng)配電箱處。
(三)蓄電池組安裝
做好蓄電池外觀檢查：銘牌，合格證清晰，符合標(biāo)準(zhǔn)。蓄電池的生產(chǎn)日期、品牌、容量符合要求。型號、規(guī)格、阻燃性能符合設(shè)計要求。蓄電池槽、蓋等材料具有阻燃性。蓄電池編號正確，粘貼整齊牢固。正、負(fù)極性正確，極性及端子有明顯標(biāo)志。・蓄電池清潔干燥無污跡。外殼無裂紋，密封良好，無變形。極柱無變形、損壞、銹蝕。排氣閥部件齊全，無破損，無酸霧逸出。
蓄電池架間距符合設(shè)計要求，便于蓄電池安裝、維護和測量。每層蓄電池安裝不超過兩列。蓄電池架牢固可靠，不得凹陷變形。蓄電池架無損壞，銹蝕?？煽拷尤氲鼐W(wǎng)，接地處應(yīng)有防銹措施和明顯標(biāo)志。蓄電池安裝平穩(wěn)、均勻、整齊。電池組與電源之間距離越近越好，層間連線、輸出線越短越好。
電池連接件中的螺栓、彈簧片、平面墊片、采樣端口處等，不推薦使用油基性防繡脂。接線端口及線夾要用合格件，不得使用未經(jīng)鍍鉛的黃銅圓錐型線夾，不得在電池極柱與接線端口間加墊片。層間連線應(yīng)選用阻燃、耐壓450V、耐酸、耐高溫70℃以上的合乎標(biāo)準(zhǔn)的多股軟線，配置的線徑應(yīng)與電池的容量匹配。電池連接導(dǎo)線宜采用電池廠家的專用導(dǎo)線和接頭。電池間留有不小于15mm的空隙。電池層間要留有不小于150mm高度。并聯(lián)時每組電池到負(fù)載的電纜線最好等長度。不提倡電池組并聯(lián)使用，在并聯(lián)使用情況下盡量在二組以內(nèi)。不同容量、不同品牌、不同廠家的蓄電池不得并聯(lián)，并聯(lián)電池的生產(chǎn)批次限定在半年以內(nèi)。
參考文獻：
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通信類工程碩士論文篇2
淺談光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
摘 要：電力系統(tǒng)是我國的基礎(chǔ)性能源供應(yīng)架構(gòu)之一，也是覆蓋范圍最廣的持續(xù)供能網(wǎng)絡(luò)。截至到2010年，我國330kv及以上線路長度達到了9.51萬公里，預(yù)計在“十二五”期間新增電網(wǎng)長度為1.32萬公里。龐大的電力系統(tǒng)不僅帶動了風(fēng)能、水能和太陽能等新能源的發(fā)展，更是形成了規(guī)模宏大的電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)。本文將通過對光纖通信在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用介紹，詳細闡述在不同應(yīng)用層面的作用和特點，進而提出針對現(xiàn)代電網(wǎng)系統(tǒng)通信的合理化建設(shè)建議。
關(guān)鍵詞：光纖通信;電力系統(tǒng);電力通訊網(wǎng);應(yīng)用
從通訊網(wǎng)絡(luò)的角度來說，電力系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)是目前國內(nèi)大型的專用網(wǎng)絡(luò)之一。它承擔(dān)著電力系統(tǒng)所有的語音、數(shù)據(jù)、視頻和寬帶業(yè)務(wù)，其中也包含常規(guī)電信業(yè)務(wù)、內(nèi)部呼叫和自動化辦公業(yè)務(wù)等。從整體上說，電力系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)與電力輸送網(wǎng)絡(luò)一樣，都是不可或缺且十分重要的，它的整體性和穩(wěn)定性將直接影響到供電系統(tǒng)的安全。
事實上，光纖通信技術(shù)已經(jīng)超越了本身業(yè)務(wù)，成為近幾十年來最前沿的綜合性技術(shù)。結(jié)合電力系統(tǒng)自身的需要，它可以為電網(wǎng)系統(tǒng)提供快速監(jiān)測、故障定位、遠程監(jiān)控等功能，成為我國電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用層的主力輔助部分。從以上功能不難判斷出，光纖通信在作用范圍上主要擊中在電網(wǎng)自動化控制方面和通信平臺，作用的對象主要包括主站系統(tǒng)，子站系統(tǒng)以及饋線端。
一、在電力系統(tǒng)自動化中的應(yīng)用
電力系統(tǒng)是我國經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的重要組成部分，由于我國的國土面積廣大，東西部能源和技術(shù)分配不均勻，因此需要架設(shè)大量長距離電力傳輸線路，進而形成了態(tài)勢復(fù)雜的電網(wǎng)系統(tǒng)。根據(jù)現(xiàn)實情況分析，電力在運輸過程中不僅要確保高效、經(jīng)濟，同時要盡量減少線路損耗的情況;從網(wǎng)絡(luò)線路的運營角度來說，大量繼電器信號傳輸接受和反應(yīng)設(shè)備，成為最重要的解決途徑。
在這個基礎(chǔ)上形成的電力通信網(wǎng)絡(luò)主要包括三個方面，分別是通信站、中轉(zhuǎn)站和調(diào)度部門。這些部門之間采取專用的光纖局域網(wǎng)(電力專業(yè)網(wǎng)的一部分)進行互聯(lián)。要實現(xiàn)互聯(lián)的穩(wěn)定性和安全性，就必須考慮到通信網(wǎng)絡(luò)受到電力磁場的干擾問題，在以往的情況中這種現(xiàn)象很普遍，維修成本居高不下;而光纖通信技術(shù)可以很好的解決這一問題。
普通光纖的直徑在三毫米到九毫米之間，屬于單模光纖，多模光纖的最大直徑也在五十毫米單位以下;光纖通信技術(shù)的良好延展性和融合性，使它在短時間內(nèi)就成為了重要的現(xiàn)代化通信手段之一，并且在電力系統(tǒng)的應(yīng)用方面發(fā)揮著重要作用。從光學(xué)通信的技術(shù)上講，光纖通信技術(shù)之所以收到青睞，主要是因為自身的優(yōu)勢決定的，其中包括：良好的抗干擾性、大容量長距離傳輸、體積小質(zhì)量輕、使用壽命長和環(huán)保低消耗等等。
在電力系統(tǒng)中，可以通過上下級來劃分，用于體現(xiàn)出不同的控制權(quán)限。一般來說，電網(wǎng)規(guī)模的大小決定了其在電網(wǎng)系統(tǒng)中的地位，特別大的主站層可以劃分為中心主站和區(qū)域站兩層，主站層和子站層之間的通信要求可靠性和安全性，所以一般都會采用光纖通信技術(shù)。
(一)電力系統(tǒng)自動化通信的特點分析。
電網(wǎng)系統(tǒng)自動化是近年來我國重點實施的項目，光纖通信之所以能夠成為電網(wǎng)通信的基礎(chǔ)性設(shè)施之一，主要是符合在監(jiān)控、檢測、隔離等方面的特點。在進行通信設(shè)施建設(shè)的同時，首先要考慮的是電網(wǎng)建設(shè)所面臨的現(xiàn)狀。國家電網(wǎng)覆蓋了我國大部分人口聚居地，電站呈點狀分布，所面臨的自然環(huán)境和地理環(huán)境多種多樣。
我國電網(wǎng)的特點是采集點多，但是規(guī)模較小，可產(chǎn)生的有效數(shù)據(jù)也很少，所以不可能架設(shè)專門的設(shè)備建立起通訊機房，同時要耗費人力物力進行職守;在這種情況下，電力系統(tǒng)自動化的建設(shè)就顯得尤為重要，而電力系統(tǒng)自動化的實現(xiàn)，對通信模塊的要求有十分迫切。
環(huán)境的復(fù)雜性意味著通信模塊必須承受惡劣的天氣條件和自然條件，并要配合電力系統(tǒng)自動化功能的實現(xiàn)，這就對其在功能和組成上提出了更高的要求，如：防雷擊、防腐蝕等。以往的通信模塊中所普遍采用的雙絞線、電力載波等通信模塊非常容易收到破壞和干擾，而且在地理的故障解決方面缺乏有效解決方案。
(二)電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計
電力系統(tǒng)自動化實施的基礎(chǔ)是快速可靠的通信網(wǎng)絡(luò)，這已經(jīng)是不爭的事實。光纖通信技術(shù)結(jié)合快速以太網(wǎng)的拓?fù)淠Ｊ?，利用先進的虛擬總線控制技術(shù)，可以實現(xiàn)龐大的電網(wǎng)系統(tǒng)終端信息收集，同時進行快速遍歷和檢測。
從結(jié)構(gòu)上來說，虛擬總線的控制平臺主要是通過對直接下一層節(jié)點發(fā)布指令，為了盡量減少時間延遲，配合光纖通信網(wǎng)絡(luò)和智能技術(shù)，在較高權(quán)限的設(shè)定下，可以直接進行控制。但在實際操作中并不提倡這樣做，原因是越級管理可能造成系統(tǒng)指令的重復(fù)發(fā)送，不利已外部通訊設(shè)備的維護?？梢越⑵鹩行У念A(yù)警機制，如報警裝置，強制提醒裝置等等。在組網(wǎng)的過程當(dāng)中，要充分考慮到自動化設(shè)計的節(jié)點較多這一問題，對于同一級別的采取指令分級分批發(fā)送，通過建立數(shù)據(jù)模型在短時間內(nèi)篩選出特許機制，以應(yīng)對多變的外部電力環(huán)境。
此外，值得一提的是防雷擊保護措施。伴隨著電力自動化系統(tǒng)工作的通信模塊位于戶外，雖然光纖通信線路具有很好的保護層，但受到較大外力強壓的時候依然存在斷網(wǎng)風(fēng)險。
二、配電網(wǎng)通信平臺上的應(yīng)用
“十二五”期間，我國提出了“智能電網(wǎng)”的建設(shè)規(guī)劃，國家電網(wǎng)公司表示將全面加強對“智能電網(wǎng)”的建設(shè)和推進工作，以實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化的目的。利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電氣自動化技術(shù)等可以構(gòu)建完整的電力自動化系統(tǒng)，而在整個配電網(wǎng)中，通信平臺是至關(guān)重要的。
但是，配電網(wǎng)的通訊方式與變電站的通訊方式截然不同的兩種情況。就結(jié)構(gòu)來說，要根據(jù)實際的工作環(huán)境進行劃分，導(dǎo)致拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，組點分散，通信點多等特征。在以往的工作中，配電網(wǎng)的通訊設(shè)施大多采用電纜施工，但效果并不理想。至今為止，電纜傳輸信號差的缺陷仍然無法解決;在無線通信技術(shù)方面，雖然可以解決地理環(huán)境的限制問題，但是依然收到信號差的問題，同時無線通訊的費用要高出很多。 結(jié)合兩種情況，光纖通信技術(shù)可以完美的解決二者的缺陷，因此是配電網(wǎng)通信平臺的不二選擇。
(一)配電網(wǎng)中光纖通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分析
光纜的鋪設(shè)與配電網(wǎng)中電力電纜的鋪設(shè)實現(xiàn)一致。一方面，可以減少重復(fù)施工帶來的額外支出，另一方面，可以確保兩者之間配合的緊密性，也便于后期的維護與管理。但是，光纖的局部構(gòu)建與通信拓?fù)溆嘘P(guān)，并非是單純的地理關(guān)系。
目前來看，常用的通信架構(gòu)主要有兩種。
第一，采用P2P(點對點)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
兩個同等功率的變電站對一片區(qū)域?qū)嵭须娏斔?，并形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，性能比較穩(wěn)定。這種結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)點是，同時實現(xiàn)了電力和網(wǎng)絡(luò)部分的保護，除非環(huán)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)兩個電站全部失去功能，才會導(dǎo)致中間環(huán)節(jié)的節(jié)點失去通信功能。但是這種情況發(fā)生的概率較小。
第二，采取單電源樹形架構(gòu)。
對于用電規(guī)模較小的區(qū)域，可以采用這種方式，也可以更好的發(fā)揮光纖通信長距離的優(yōu)勢，在配電網(wǎng)自動化實現(xiàn)的過程中，網(wǎng)絡(luò)通信部分使用的較為頻繁。
(二)配電網(wǎng)中光纖通訊的優(yōu)勢
配電網(wǎng)的服務(wù)對象很多，除了優(yōu)質(zhì)用電區(qū)的城市、工業(yè)區(qū)之外，還有包含廣大的農(nóng)村地區(qū)，涉及到高中低三個配電級別，任務(wù)非常繁重。除了要做到安全、穩(wěn)定之外，更重要的是實現(xiàn)實施監(jiān)控和對故障的判斷功能。
光纖產(chǎn)品的種類很多，性能各不相同，在實際的電力系統(tǒng)中所使用的光纖主要有兩種：(1)架空地線光纖。這種光纖產(chǎn)品在設(shè)計上增加了隔熱層，材料是熱塑膠，可以發(fā)揮最大的保護作用，所采用的激光焊接技術(shù)延長不銹鋼管道實現(xiàn)延伸，距離超過一萬米，而且可以有效的防止雷擊破壞;(2)全介質(zhì)自承式光纜。這種光纜的質(zhì)量很輕，不僅具備很好的防雷擊性，而且具有很好的抗電磁干擾性。
從長遠發(fā)展角度出發(fā)，配電網(wǎng)的通訊模塊必須滿足故障率低于電力系統(tǒng)的需求，否則視為本末倒置，會額外加重電力系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。鑒于電力電纜的鋪設(shè)與通信線纜的鋪設(shè)在施工方面的平等性，選取優(yōu)質(zhì)高效的通訊材料和技術(shù)也就成了關(guān)鍵。光纖通信的基本物質(zhì)是光纖、光源和光檢測器，無論是從光纜的結(jié)構(gòu)還是特性上來說，都具有極高的穩(wěn)定性，外界潮濕、腐蝕、雷擊等行為對其影響很小，因此具有很強的優(yōu)勢。
三、結(jié)束語
目前我國正處于“十二五”發(fā)展的攻堅階段，電力系統(tǒng)的完善和進步，將進一步推動我國經(jīng)濟和社會現(xiàn)代化建設(shè)。工信部所發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，“十二五”期間我國光纖基礎(chǔ)設(shè)施投資規(guī)模將達到5000億元。光纖材料技術(shù)和光纖通信技術(shù)的應(yīng)用范圍將隨著時間發(fā)展越發(fā)拓寬，作為電力系統(tǒng)中重要的一部分，光纖通訊設(shè)備及技術(shù)運用仍然在不斷的發(fā)展，相信隨著科技的進步和新材料的研究，光纖產(chǎn)品會逐漸呈現(xiàn)出多元化的特征，在電力系統(tǒng)中也會發(fā)揮更重要的作用。
參考文獻：
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