近距离通讯技术在变电站自动化管理系统中应用分析

　　摘要：近距离通讯技术在变电站全自动化系统中的应用已成为一种趋势，这对于变电站的通讯系统的分析及研究越来越重要。

　　王磊; 唐磊; 黄力; 朱皓， 电工材料 发表时间：2021-10-20

　　关键词：近场通讯技术;变电站;自动化管理系统

　　引言

　　随着我国通讯科技和计算机技术的不断发展，对于近距离无线通讯技术的研究也取得了一定的成果。相比于传统的有线传输，无线接入的方式在传输数据时有更强的灵活性，并且不受地形与时间的影响[1] 。虽然目前短距离无线通讯技术在机动性和可靠性等方面都比传统通讯技术更高，但是其本身依然存在一定的缺点，比如在传输过程中更容易受到干扰和拦截，会导致信息在传输过程中损坏或丢失，因此其安全性和保密性能不如传统有线传输。需要从多个方面进行分析和研究，选择合适的解决方式提高无线传输的安全性和有效性，才能够将近距离无线通讯系统合理地运用在变电站的自动化管理系统中，以此提高变电站的工作效率。

　　1 近距离通讯技术的基本概念

　　目前在生产生活中应用最多的近距离无线通讯技术是蓝牙(Bluetooth),RFID和红外数据传输(Ir‐ DA) [2] 。它们都有独特的优势，或可以满足对于带宽、传输速率、传输距离等独特的要求，或有着优秀的拓展性和丰富的功能，或可以满足特定情况下特别的要求，但是因为它们之间具有差异性，没有一种技术可以满足所有的实际需求，所以对其合理利用才能使它们自身的特点最大化[3] 。

　　2 近距离通讯技术在变电站自动化管理系统中的重要性

　　目前有线传输被广泛运用在变电站的通讯与自动化控制系统中，比如RS232传输以及CAN总线等都采用有线传输。虽然有线传输可以帮助变电站各个系统之间进行数据传输，但是在解决数据传输问题的同时也给变电站的设备管理和维护造成麻烦，有线传输的线材会导致变电站的电力设备内部的电路和绝缘设计难度提高，以及在特定的高温环境下和地震等特殊场合无法工作等问题，其本身的设备线材及工程成本也比较高。其次有线传输的线材在日常使用过程中也容易损坏，如果通讯线路中的节点变动，变电站内的线材的排布也要随之改变，而因为变电站内往往线路众多，其本身的布线和改线已经成为一个十分严重的问题。如果采用近距离无线传输技术将会使变电站数据传输的成本大大降低，同时也能极大地提高工作效率。

　　与有线传输相比，如果能够在变电站的各种电力系统的检测和控制设备之间采用近距离无线传输技术，实现检测和控制设备相互间或者与总控制台之间的无线通讯，那么将会从根本上解决线路的排线布线所造成的经济和人力成本的问题。而且如果相关电力设备进行检测或者维修时需要暂时或者永久的线路改动，对于整个近距离无线传输系统几乎没有影响，各个设备以及通讯系统不需要做出大的变动就可以正常运行[4] 。

　　3 实际近距离通讯技术在自动化管理系统中的应用

　　RFID是一种具有远距离读取、储存量较高等特点的近距离通讯技术[5] 。在变电站的巡检系统中 RFID有着重要的作用，可以帮助巡检系统实现通过对设备条码的扫描和错误记录，实现各个设备的控制管理。RFID因为有着较高的储存容量，可以实现实时的查询功能，并且可通过远距离总控系统进行详细的控制操作，还可以灵活地控制巡查系统的巡查线路。RFID 本身所具有的性能特点众多，包括：(1)可以进行快速扫描，同时扫描并处理多个标签信息;(2)设备体型较小，种类丰富;(3)寿命长和抗污染能力强;(4)RFID的标签条码可以重复利用，可反复修改和读取标签内的信息，方便后续工作的内容更新;(5)识别能力具有优秀的穿透性，可以做到无障碍阅读;(6)储存内容可以设置密码保护，不容易被更改或丢失，安全性较高。所以 RFID 在巡检系统中的应用，是变电站基本安全和运行的保障，对整个供电系统的良好工作都起到了重要的作用。在变电站自动化控制系统的建设过程中，RFID在监管系统中的应用是其自动化信息化建设的重要组成部分，相较于传统的人工巡检有着不可忽视的优势。尽管如此，但是其依然有着宽广的发展空间，所以要进一步加强对于近距离传输技术的应用研究，以利用全新的技术推动变电站的全自动化控制系统的建设。

　　蓝牙是应用范围最广的近距离无线传输技术之一。蓝牙技术相对成熟，整体设备体积小，功耗小，具有一定的抗干扰能力，做为近距离无线通讯技术有着广阔的发展前景。如果将蓝牙技术运用在变电站的自动化管理系统上，能够更好地提高自动化管理系统在实际生产生活中的应用能力[6] 。但是变电站设备的内部环境十分残酷，除了随时可能发生的震动现象以及湿度和温度的改变，还有十分严重的电磁干扰。为了保证蓝牙设备的正常运行，必须使设备具有一定的抗冲击能力和防潮性能，同时也要具备一定的抗电磁干扰性。因为蓝牙设备的工作电压较低，信号较弱，如果不能有效地解决这些问题，很可能会使无线蓝牙设备产生故障甚至失灵，对变电站的具体工作造成损失。所以对于蓝牙设备在变电站的实地使用测试及相关的研究和记录是十分重要的，这也是投入使用前的必要流程。如果蓝牙设备能够在变电站的设备中长时间地运行，并且通讯情况良好，蓝牙设备经得住实际环境的考验，那么蓝牙设备具有符合实际要求的 EMC能力。除此之外，更好的硬件设备和软件协议的完善，也能够帮助增加蓝牙设备的稳定性和可靠性，有利于蓝牙设备在变电站中的实际应用。

　　总之，蓝牙设备还需要进行一定的改进才能完全适应变电厂的实际环境，或是满足实际设备的使用需求。近距离无线传输技术相比于有线传输技术更加灵活方便，其集成度也比较高，因此在大量数据的传递过程中，相比传统有线传输，无线传输的成本更低以及具有更高的可控制性，最重要的是可以摆脱有线介质，使得变电站设备的维护和安装成本减少。所以近距离传输技术在变电站自动化控制系统中具有乐观的应用前景。