电力系统常用通信方式培训课件(共60张PPT)

电力线载波通信是电力系统特有的通信方式。

S1.1 电力线载波通信的特点
1. 独特的耦合设备 电力线路上有工频大电流通过，载波通信 设备必须通过高效、安全的耦合设备才能与电 力线路相连。这些耦合设备既要使载波信号有 效传送，又要不影响工频电流的传输，还要能 方便地分离载波信号与工频电流。此外，耦合 设备还必须防止工频电压、大电流对载波通信 设备的损坏，确保安全。

在以数字微波通信、卫星通信为主干线的覆盖 全国的电力通信网络已初步形成、多种通信手 段竟相发展的今天，电力线载波通信仍然是地 区网、省网乃至网局网的通信手段之一，仍是 电力系统应用区域最广泛的通信方式，仍是电 力通信网重要的基本通信手段；从理论研究， 到运行实践，都取得了可喜的成效。
(1) 电力线载波无论是在所具有的规模范围、装机 数量还是在从事人员数量上，都是空前的。 (2) 电力线载波通信综合业务能力有了很大的发展。 (3) 载波技术装备水平有了很大提高。 (4) 理论研究成果卓著。
第三章 电力系统常用通信方式

电力线载波通信 光纤通信 微波与卫星通信 移动通信
第3.1节 电力线载波通信

概述 电力线载波通信系统 数字电力线载波机 电力线载波通信新技术
S1 概述

电力线载波通信(也称PLC-Power Line Carrier)是利用 高压输电线作为传输通路的载波通信方式，用于电力 系统的调度通信、远动、保护、生产指挥、行政业务 通信及各种信息传输。电力线路是为输送50Hz强电设 计的，线路衰减小，机械强度高，传输可靠，电力线 载波通信复用电力线路进行通信不需要通信线路建设 的基建投资和日常维护费用，在电力系统中占有重要 地位。
4. 线路存在强大的电磁干扰 由于电力线路上存在强大的电晕等干扰噪声， 要求电力线载波设备具有较高的发信功率， 以获得必需的输出信噪比。 另外，由于50Hz谐波的强烈干扰，使得0.33.4KHz的话音信号不能直接在电力线上传输， 只能将信号频谱搬移到40KHz以上，进行载 波通信。
S1.2 我国电力线载波通信的现状

为了满足不同电压等级的线路上开设电力线载波通信 的需求，目前国产电力线载波机已形成系列机，通过 对系列机的选择和组合，可以实现调度所、发电厂和 变电站之间的各种通信。
（二）调制方式
电力线载波机采用的调制方式主要有双边带幅度调制、 单边带幅度调制和频率调制三种，其中单边带幅度调制方 式应用最为普遍，本节主要介绍这种调制方式。 单边带幅度调制(SSB)也称单边带调幅，一般采用两次调 制及滤波的方法，将双边带调幅产生的两个边带除去一个， 载频也被抑制。它有以下优点：
2. 线路频谱安排的特殊性 电力线载波通信能使用的频谱由三个因素决定： （1）电力线路本身的高频特性。 （2）避免50Hz工频的干扰。 （3）考虑载波信号的辐射对无线电广播及无线通 信的影响。 我国统一规定电力线载波通信使用的频率 范围为40—500KHz。
3. 以单路载波为主 电力系统从调度通信的需要出发，往往要依 靠发电厂、变电所同母线上不同走向的电力线开 设载波来组织各方向的通信。由于能使用频谱的 限制、通信方向的分散以及组网灵活性的考虑， 电力线通信大量采用单路载波设备。
G
发电机
C
各构成部分的作用: 电力载波机：是电力线载波通信系统的主要组成部分， 主要实现调制和解调，即在发端将音频搬移到高频段 电力线载波通信频率，完成频率搬移，载波机性能好 坏直接影响电力线载波通信系统的质量。

耦合电容C和结合滤波器JL组成一个带通滤波器，确保人身、设备安全。
图3-2
1．音频汇接电路

电力线载波机为实现电话通信，不仅要传输话音信号，同 时还应传输呼叫信号，尤其是为电力系统专用通信网服务 的电力线载波机，除电话通信外，还同时要传输远动信号 和远方保护信号。这些信号均在（0-4）kHz的音频段中传 输，通常话音信号采用0.3-2.0kHz或0.3-2.4kHz的窄带传 输，其2.4kHz或2.6kHz以上的音频段用于传输远动信号。 呼叫信号插在其中，如2.220kHz±30Hz，或插在二者之 上3.660kHz±30Hz。远方保护信号一般采用与话音、远 动信号在时间上交替传输的办法。所有这些信号均在音频 部分汇集后再送入发信支路，相应地在收信支路要将其分 离后分别输出。电力线载波机的音频汇接电路就是实现汇 集/分离的接口电路。


S2.2 电力线载波机
（一）电力线载波机的特点
（1）电力线上噪声电平很高，为保证接收端信噪比符合 要求，载波机发送功率较大(约为1—100w)。 （2）为集中利用发送功率，一台载波机的路数较少，一 般为单路机。 （3）电力线上载波信号的传输衰减受电力系统运行方式 及自然状况的影响，接收机应具有较好的自动电平调 节系统，在接收信号电平变化较大的情况下，仍使音 频输出电平变动很小。 （4）主要用来传送电力调度及安全运行所需的电话、远 动、远方保护信号。可以复合传送这些信号的，称为 复用机，而专门传送其中一种信号的，称为专用机。
S2 电力线载波通信系统
S2.1 电力线载波通信系统构成
电力线载波通信系统主要由电力线载波机、电力线路和耦合 设备构成，如图3-1 。其中耦合装置包括线路阻波器GZ、耦合电 容器C、结合滤波器JL（又称结合设备）和高频电缆HFC，与电力 线路一起组成电力线高频通道。
耦合装置 耦合装置
电力线路 G
发电机 变压器 GZ C JL HFC 载 波 机 A 载 波 机 B JL HFC GZ 变压器

线路阻波器GZ串接在电力线路和母线之间，是对电力 系统一次设备的“加工”，故又称“加工设备”，加 工设备的作用是通过电力电流、阻止高频载波信号漏 到变压器和电力线分支线路等电力设备，以减小变电 站和分支线路对高频信号的介入损耗及同一母线不同 电力线路上高频通道。
结合设备连接载波机与输电线，它包括高频电缆，作 用是提供高频信号通路。 输电线既传输电能又传输高频信号。

（1）接收频带减为一半，噪声及干扰影响减小。 （2）提高了电力线载波频谱的利用率。 （3）发送功率集中在一个边带中，利用率高。
（三）典型电力线载波机的组成

单边带电力线载波机的原理简化框图见图3-2，它 由音频汇接电路、发信支路、收信支路、自动电平 调节系统、呼叫系统等部分组成。
典型电力线载波机的组成框图