变电站无线网络技术应用的探讨

蔡志芳

（广州供电局，广东 广州 510000）

1 概述

调度实施监控，通过设备的实时运行和历史数据进行运行状态分析。运行部门通过网络输入设备的实时运行数据及查询历史运行数据、技术参数等，都离不开网络。随着计算机局域网的发展与普及，局域网是提高工作、生产效率不可缺少的工具。目前我局变电站开展使用的是有线网络，由于有线网络受到线路敷设局限性的影响，而变电站的一次设备、二次设备、三遥设备、及其它设备分散布置，不可能全站敷设有线网络，利用无线网络则可以解决局限性及最后百米计算机网络高速接入问题。将无线网络与有线网络相结合，通过现有变电生产信息管理系统，就可以实现远方监控、查询、管理。

2 无线局域网的工作原理

无线局域网的基本设备包括无线网卡、无线局域网收发发器（AP接入点）。AP接入点用于无线网络的无线HUB，是无线网络的核心。每个AP可支持多台PC机或手提电脑的接入，甚至可多达数百台。AP接入点通过输出线连接有线网络访问信息资源。与有线网络技术相比，无线计算机网络通讯的最大特点是将无线电波作为数据传输的介质，从服务器发送的数据通过有线网络的层层解析，传送到与有线网络相连接的无线网络AP接入点（Access Point，以下简称AP）中，在AP中，数据通过特定的算法进行调制，生成无线信号，最后经信号发射装置传播出去。由于无线信号散播于空气中，因此，无线网络是一个相对开放的网络系统，在AP的信号覆盖范围内，任何一个移动的终端（手提电脑）或PC机的无线网卡，都可以捕获到无线信号，无线网卡将无线信号进行解调制运算，从中还原出所需要的数据。这一过程就是无线网络中数据从服务器到达终端的过程，反之亦然。无线网络结构图见图1所示,要实现信息交换，无线网卡和无线接入点AP必须在同一无线电频率域内工作。

图1 无线网络结构图

目前,无线局域网（WLAN）产品所用的技术标准主要有：IEEE802.11、IEEE802.11b、IEEE802.11a、IEEE802.11….等,最常用的技术成熟的是IEEE802.11b,工作在免执照频段2.4GHz～2.483GHz,当工作站之间距离过长或干扰太大、信噪比低于某个门限时，传输速率能够从11Mbps自动降到5.5Mbps，或者根据直接序列扩频技术调整到2Mbps和1Mbps。802.11b使用带有防数据丢失特性的载波检测多址连接（CSMA／CA）作为路径共享协议，物理层调制方式为CCK（补码键控）的DSSS。而802.11g标准的网络采用自动速率转换技术，支持6、9、12、18、24、36、48和54Mbps的传输速率。所组成的网络均支持数据、图像。

3 变电站建立无线网络的优点

值班人员要巡查的设备布满站内各个角落，变电站户外和高压室内敷设有线网络,需要比较繁琐的布线和固定的安装来实现。借助于IEEE标准802.11的无线局域网 (WLAN)技术可以使问题得到缓解，而随着移动工作和临时性的大信息量交互的应用，无线网络成为一种必要的可行的解决方式。与传统的网络比较起来，无线网络有比较明显的特征：

移动性是它的最大特征。通过无线局域网，站内值班人员、继保人员、检修人员能够方便、迅速地对共享信息进行访问而无需通过电缆的连接。

易用性的特点可以让无线网络使用起来更加简单。无线局域网解决方案可以简化变电站内很多复杂的安装与配置过程。由于仅仅是无线局域网的接入点需要使用布线电缆，网络安装人员省去了为每一个桌面用户单独布线的麻烦。

延伸性的特点将无线局域网与有线网络相连接，实现变电站局域网最后百米计算机网络高速接入的一种方案，它使变电站的有线网络得以延伸。

灵活简单的特点是可以在实际安装之前在远端对整个网络进行预先配置与调试，一旦配置完毕，即可以对整个无线局域网进行随意移动而无需或稍作调整。

无线局域网具有不影响原有装修布局、建网周期短。

4 无线网络在变电站各方面的应用

在变电站建立无线局域网与有线网络联接，解决了变电站敷设网络的困难，为变电站运行、检修、巡检等方面打开了广泛应用空间。

4.1 查询、交流信息

在变电站，各部门有关人员通过网络可在现场访问查询相关的设备图纸、技术资料、历史运行情况及各种原始数据进行分析，现场发送缺陷图片，通过网络与主管部门、领导、专家进行交流、分析。在检修现场，临时要更换设备器件，通过网络将器件规格、型号、图片传送材料部门进行调配，及时进行更换。

4.2 联网开工作票和审核

通过站内无线网络与主管运行管理部门联网，工作票负责人可以调出相关设备的接线图填写工作票；工作票签发人通过网络审核进行签发；工作许可人可在现场办理工作票许可手续。程序可自动诊断是否写错。

4.3 在设备的运行、调试、维护和检修

在设备的巡查、调试、维护和检修中，有关人员可通过移动的手提电脑的无线网卡，登录站内的无线局域网，去访问网络的信息资源，在现场将设备运行数据抄录、检查、调试的结果输入手提电脑，这些信息经网络传送到管理中心服务器的数据库，由系统程序存贮、分析、判断对应的数据是否正常，自动生成相关设备的有关报表、整定值、缺陷单、图片通过网络传送有关人员和部门。

4.4 在其它方面

在变电站可以安装移动式和固定式的遥视装置（网络版），使变电值班人员的视线随网络延伸，实现远方对变电站进行二十四小时监控。

加装相应的语音装置，通过网络可实现远方与站内进行通话，为远方的调度员或值班员配备了千里眼和顺风耳，实现对远方变电站内操作的值班人员进行监控。

可以安装移动式的红外电子遮栏（有网络功能），监控中心当值人员同样可进行远方监护，监控变电站内的施工、维护、检修情况及设备的运行情况。

对站内主要设备安装红外测温遥视装置（网络版）实行全天侯的监控。

通过网络提高了变电生产的工作效率，也使工作人员能够利用手头丰富的实时信息做出决定。无线局域网设置允许工作人员在任何时间、任何地点访问网络数据，不需要指定明确的访问地点，因此工作人员可以在网络中漫游，进行网上办公，解决问题。

5 应用无线网络实例

目前，无线网络设备各式各样、选型因应考虑设备的抗干扰能力、性能、价格等。根据尽量少花钱、性价比最好的原则，在管辖的一个500kV和110kV变电站内利用原来的有线网络，对三种无线网络设备进行了选型和测试。

其中一款设备安装后，在控制室、电容器室、高压室，经实地测试均能正常地打开生产管理信息系统的网页、浏览相关设备的资料及技术参数。网速在11M至1M间。未发现对运行设备有异常的影响。并在110kV变电站试远行了一段时间正常。其它两款在户外开关和室内无法正常联网。

选用的正常无线设备：

(1)室外A型无线AP。产品套裝IEEE802.11G/0.3W/主设 2.4GHz 54Mbps室外型无线AP(带防雷)全向天线12dBi；连接配件若干。用途：用来覆盖变电站室外高压设备区与移动的PDA或笔记本电脑联网及四间屏蔽高压设备房联网，完成室外及屏蔽高压设备房内的信息网无线巡维工作。

(2)室内B型无线AP产品套裝套裝IEEE802.11G/0.3W/主设2.4GHz54Mbps室内型无线AP(带防雷)

全向天线5dBi；连接配件若干

用途：

用来覆盖变电站室主控楼内部工作区与移动的PDA或笔记本电脑联网，完成室内的信息网无线巡维工作。

(3)无线网络拓扑结构(见图2）

图2 变电站无线网络拓扑结构

（4）系统资料

主设-室外/室内 2.4GHz 54Mbps室內/外型无线AP(帶防雷)產品，是一款成熟、稳定、高性价比的无线网桥，通过点对点、点对多点或中继等应用模式，构建高品质、高帶宽的室外无线网络,选用了系统管理程序支持无线安全认证系统。主设-室外/室内2.4GHz 54Mbps该系列产品工作在2.4GHz頻段，基於DSSS(直接序列扩頻)调制技术，提供54Mbps的传输速率。采用防水、防尘设計，适用室外安裝使用。

主要特点：完善的安全机制上，无线链路自动复位、提供基于Utility、Web、SNMP的管理方式。技术参数如下：

自动速率选择 11g：OFDM(64QAM,16QAM,QPSK,BPSK)

结束语。随着无线网络技术的发展，在电力信息化的应用越来越广范，视线随网络延伸，通过无线网络可实现远方监控电力线路的抢修，对电力线路进行实时红外巡测和遥测；对主要线路和配电房进行全天候的监视和安装红外线的报警，起到电力线路设备的防盗作用。无线网络设备造价会越来越低，传输速率会得到进一步提高。无线网络设计和选时要特别注意解决视线、通信盲点、外界干扰和网络安全性等问题。

[1]信息技术网.《无线网络技术在物流管理中应用[Z].

[2]INTERASP.NET英特科技.《系统集成 》[Z].

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