电力线载波高频通道的一些主要特性

电力线载波高频通道的一些主要特性

一、高频通道的组成

C C 耦合电容：tg σ<1

— 专用于电力线载波通信。

— 与结合滤波器组成一个高通滤波器。 — 推荐使用的电容量值： 35KV ： 3500 pF 、5000 pF 110KV ： 10000 pF

220KV ： 5000 pF 、10000 pF 330KV ： 5000 pF 、7500 pF 500KV ： 5000 pF 、7500 pF

电容式电压互感器：简称电容式压变

－ 用于继电保护的二次测量回路：从中间抽头引出

－ 用于电力线载波通信的信号耦合回路：从下桩头引出

－ 用分线盒将两种不同的信号分别接出到继电保护装置和通信设备 － 一般用在高压和超高压线路上

1、线路阻波器：Aj ≤2.6 dB Rt ≥1.14Zi

2、结合滤波器：工作衰耗A ≤2 dB 回波衰耗Ajlf ≥12 dB

3、高频电缆：(SYV-9-75)绝缘电阻：用1000V 摇表≥100M Ω

50 100

150 200 250 300 频率 [kHz]

L1 = 阻波器的强流线圈 C, L, R = 频率调谐元件

二、高频通道的频率衰耗特性

线路衰耗：

线路部分衰耗的近似计算公式(dB)

式中：

1. K 是与线路电压等级有关的衰减系数，其经验值是：

35 KV 约0.012

110 KV 约0.0087 220 KV 约0.0065

由于是早期的经验值，所以缺少更高电压等级的数值。公式未考虑线路导线情况和大地导电率、线路换位等影响。 2. l 是线路长度，单位是公里。 3. f 是工作频率，单位是KHz 。 高频通道总衰耗的近似计算公式

A 总 = A + 7.0N1 + 3.5N2 + 0.9N3 + Ac + At (dB) 式中：

N1 高频桥路数量

N2 中间载波机和无阻波器分支线数量 N3 两端并联载波机数量 Ac 高频电缆的衰减

At 终端衰耗，取5.7 dB

三、高频通道频率衰耗特性的测量方法

f

Kl A

A 站

B 站

结合滤波器

结合滤波器

P 0

P 1

.对于同一条高频通道来说，两个方向的频率衰耗特性是一样的。所以只需要测量一个方向的特性就可以了。

.为提高测试信号的信噪比，应使发信电平尽可能高（取决于电平振荡器的输出功率）。

.发信侧振荡器用0Ω（或最小阻抗）不平衡输出，信号在75Ω电阻上有6dB 衰耗。所以，为便于计算，振荡器电平可以选择+6、+16、+26dBu…… .收信侧选频表在75Ω电阻上用高阻跨测。 .振荡器和选频表应同时显示dBu 。

四、线路覆冰对PLC 通道的影响

通道的附加衰耗取决于：

导线的几何结构（导线直径、导线分裂类型等） 载波频率、覆冰温度、覆冰厚度、覆冰段的长度

波机收信回路的动态范围必需达到 31 dB

五、电力系统的噪声干扰

1、电晕噪声

2、与电压等级、线路长度、导线情况 (粗细、光洁度、脏污、分裂数)、天气情况、海拔高度等因素有关。

3、刀闸和断路器动作产生的噪声

4、刀闸动作时间较长，所以其影响远大于断路器动作的影响。

5、绝缘子瓷瓶放电、绝缘子间隙放电等产生的噪声

6、绝缘子的间隙放电通常是对电力线载波通信影响最大的一种噪声，其特点是强度大、持续时间长，一般出现在新线路上，一旦产生，不会自动消失。

7、雷电等自然因素产生的噪声

8、受干扰的信号可能会引起保护装置误动或拒动。 9、天气状态

在良好天气和恶劣天气情况下，不同的电晕水平： 恶劣天气情况下的电晕噪声水平3 dBm 良好天气情况下的电晕噪声水平6 dBm 注：

• 恶劣天气下的电晕噪声水平的出现时间不会超过总时间的1%。 • 良好天气下的电晕噪声水平的出现时间可能会超过总时间的25%。

• 如果导线的污染很严重，良好天气下的电晕噪声水平最多可能会高10 dB 。

31 dB

1 dB

附加衰耗

15 mm 5 mm 覆冰厚度 -15°C 0°C 覆冰温度 150 km 10 km 覆冰段的长度 最大 最小 F = 150 kHz

六、信噪比

§信噪比 (SNR或S/N)

SNR ＝有用信号电平－噪声电平 (dB)

§ITU-T对SNR的要求

§话音：不小于25dB

§远动：不小于15dB

§远方保护：根据可依赖性指标确定，一般不小于6dB

§通道噪声电平的大小与带宽的关系

在一个确定的通信系统中，接收某信号的滤波器的频带越宽，其接收的噪音电平也越高。频带宽度与噪音电平之间的关系是：

L N△f2 = L N△f1 － 10 lg ( △f 1 / △f 2 )

式中： L N△f1、L N△f2分别是带宽为△f 1 和△f 2 频带内的噪音电平

七、高频通道的回波衰耗

IEC标准对线路（高频通道）回波衰耗的要求是不小于12dB

回波衰耗的表达公式：

Ar = 20 lg│(Z1+Z2)/(Z1-Z2)│（dB） Z1：载波机输出阻抗

Z2：线路输入阻抗

回波衰耗表达出设备与负载（高频通道）的匹配程度。

如果知道Z1与Z2，可以通过计算得到回波衰耗的值。如果知道回波衰耗的值和Z1的值，算出的Z2有正负两个值。

高频通道阻抗与回波衰耗的关系

相对于75欧姆输出阻抗的载波机，通道高频阻抗与回波衰耗的关系。