电力线载波通信概述课件(ppt 86页)
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《电力线载波通信》1-1
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1/31/2020
华北电力大学
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主要优势 --电力线载波通信（二）
适合长途信息传输 输电线路机械强度很高。因而具有较高的传输
可靠性； 不需要通信线路建设的基建投资和日常维护费
用；
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载波机的历史与发展 --载波机应用（三）
发展阶段
起始时间
特点
发展方向
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模拟载波机--载波机应用（三）
1/31/2020
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15
数字载波机--载波机应用（三）
1/31/2020
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16
工业应用--载波机应用（三）
1/31/2020
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17
课时小结
课程概况（一）：定位、性质、主要内容与结构和基本 要求
电力线载波通信：概念、特点和与其它电力通信技术的 对比
模拟载波机
20世纪70年代
性能稳定；机器体大笨重，功能 简单，电能消耗大
已淘汰
数字化 电力载波机
20世纪90年代 数字技术和集成电路应用
逐步淘汰
数字载波机
90年代中后期
采用多种先进的数字技术，如DSP、
语音压缩、多路数据复接、回波
抵消等。
智能化、小型化、
数字载波机参数，支持计算机编 稳定化
程，如发送和接收中心频率，传
了解电力线载波机各部分的作用、要求及发展方向。重点掌 握载波通信的基本原理、电力线载波通信系统的构成、载波机的 性能及原理。掌握输电线高频通道的衰减计算和频率分配。
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主要内容与知识结构--课程概况（一）
电力线载波通信概述(ppt 75页)
12
载波通信基本原理
双向通信的实现 载波通信的基本过程可归纳为：“一变二分三还原”。
“变”是用调制器把话音频带变换到高频频带，“分” 就是频率分割，在收信端用滤波器把各路信号从群信 号中分割出来，“还原”就是利用解调器把高频频带 还原成话音频带。 按照频率搬移、频率分割原理实现传输线路频分多路 复用的设备叫做载波机载波机。
30
电力线载波通信系统的组成
31
电力线载波机
差分/汇接系统 压缩扩展器 调制器 载供系统 呼叫系统 自动电平调节系统
32
电力线载波机
差分/汇接系统
定义：把一个传输通路分成两个及以上的传输通路称 为差分，而把两个及以上的传输通路合并为一个传输 通路称为汇接。在各种类型的载波机中，凡是多个通 道（或多个信号）需要分开或汇接的地方，均广泛使 用差分网络或汇接网络。有的电路网络能同时实现差 分和汇接作用，故称为差分汇接网络，简称差接网络。
14
载波通信基本原理
双带二线制
15
载波通信基本原理
单带四线制 所谓单带四线制指的是在线路上收、发两个传输方向
上采用相同的传输频带，而用两对导线（四根导线） 来各自传输一个方向的信号，防止“自发自收”，实 现双向通信。 应用：这种方法主要用在对称电缆和同轴电缆载波通 信系统。
16
载波通信基本原理
过高效、安全的耦合设备才能与电力线路相联。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高压、大电流对载波 通信设备的损坏，确保安全。
21
电力线载波通信的特点
线路频谱安排的特殊性 电力线载波通信能使用的频谱，是由3个因素决定的： 1）电力线路本身的高频特性； 2）避免50Hz工频谐波的干扰； 3）考虑载波信号的辐射对无线电广播及无线通信的
载波通信基本原理
双向通信的实现 载波通信的基本过程可归纳为：“一变二分三还原”。
“变”是用调制器把话音频带变换到高频频带，“分” 就是频率分割，在收信端用滤波器把各路信号从群信 号中分割出来，“还原”就是利用解调器把高频频带 还原成话音频带。 按照频率搬移、频率分割原理实现传输线路频分多路 复用的设备叫做载波机载波机。
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电力线载波通信系统的组成
31
电力线载波机
差分/汇接系统 压缩扩展器 调制器 载供系统 呼叫系统 自动电平调节系统
32
电力线载波机
差分/汇接系统
定义：把一个传输通路分成两个及以上的传输通路称 为差分，而把两个及以上的传输通路合并为一个传输 通路称为汇接。在各种类型的载波机中，凡是多个通 道（或多个信号）需要分开或汇接的地方，均广泛使 用差分网络或汇接网络。有的电路网络能同时实现差 分和汇接作用，故称为差分汇接网络，简称差接网络。
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载波通信基本原理
双带二线制
15
载波通信基本原理
单带四线制 所谓单带四线制指的是在线路上收、发两个传输方向
上采用相同的传输频带，而用两对导线（四根导线） 来各自传输一个方向的信号，防止“自发自收”，实 现双向通信。 应用：这种方法主要用在对称电缆和同轴电缆载波通 信系统。
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载波通信基本原理
过高效、安全的耦合设备才能与电力线路相联。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高压、大电流对载波 通信设备的损坏，确保安全。
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电力线载波通信的特点
线路频谱安排的特殊性 电力线载波通信能使用的频谱，是由3个因素决定的： 1）电力线路本身的高频特性； 2）避免50Hz工频谐波的干扰； 3）考虑载波信号的辐射对无线电广播及无线通信的
《电力线载波通信》1-1
总 学 时：40
讲课学时：36
实验学时：4
学 分：2.5
适用对象: 通信工程专业本科
先修课程：通信系统原理、通信电子电路、模拟（数字）电子技
术基础
课程性质、目的和任务：
本课程是通信专业的专业课，它要求学习本课程的学生，掌
握电力线载波通信系统的构成、原理和输电线通道的特性。
教学基本要求 ：
2019/11/26
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14
模拟载波机--载波机应用（三）2019/11/26华北电力大学15
数字载波机--载波机应用（三）
2019/11/26
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工业应用--载波机应用（三）
2019/11/26
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课时小结
课程概况（一）：定位、性质、主要内容与结构和基本 要求
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自动 电平 调节
系统
（电 力
线） 高频
通道
2019/11/26
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4
教材与参考书--课程概况（一）
教材：《电力线载波通信》 校内讲义 参考书：
《电力线载波》，袁世仁等编著，电力出 版社，1998年4月
《输电线高频通道》，戚宇林，校内讲义 《载波通信原理》，毛恩启等编著，天津
科学技术出版社。
传输衰耗小
（OPPC），金属销装自承式光缆
（MASS）
微波通信
远距离传输，频带宽， 容量大、质量好
抛物面天线
无线通信
2019/11/26
主要用于农电通信及 电力施工检修、城市 集群、寻呼等
农电通信及电力施工检修、城市 集群、寻呼等
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电力线载波通信详解课件
02
电力线载波通信技术为智能家居 系统提供了一种低成本、高效率 的通信方式，使得家庭设备之间 的信息传递更加快速和稳定。
智能农业系统中的应用
智能农业系统利用电力线载波通信技 术，实现农田的智能化管理，如土壤 湿度、温度监测，智能灌溉等。
通过电力线载波通信技术，智能农业 系统能够实时获取农田的各种数据， 并根据数据反馈进行精准管理，提高 农业生产效率和农产品质量。
信号同步技术
采用时钟提取、同步码检测、载波恢 复等技术，确保信号在传输过程中的 同步。
信道均衡技术
信道不均衡问题
由于电力线网络的复杂性和不均匀性 ，信号在传输过程中会受到不同程度 的衰减和失真。
信道均衡技术
采用频域或时域均衡算法，对信号进 行预加重、去加重或线性补偿，以减 小或消除信道不均衡的影响。
信号失真、衰减、干扰，影响通信质 量。
噪声抑制技术
噪声来源
电力线网络中的各种电器 设备产生噪声，如开关电 源、电动机等。
噪声的特性
非平稳、非高斯、时变性 。
噪声抑制技术
采用先进的信号处理算法 ，如小波变换、自适应滤 波等，有效滤除噪声，提 高信噪比。
信号同步技术
信号同步的重要性
确保发送端与接收端之间的信号同步 ，避免数据错乱。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
电力线载波通信详解 课件
目录
CONTENTS
• 电力线载波通信概述 • 电力线载波通信系统组成 • 电力线载波通信的关键技术 • 电力线载波通信的优缺点 • 电力线载波通信的发展趋势与展望 • 电力线载波通信的实际应用案例
REPORT
REPORT
电力线载波通信技术为智能家居 系统提供了一种低成本、高效率 的通信方式，使得家庭设备之间 的信息传递更加快速和稳定。
智能农业系统中的应用
智能农业系统利用电力线载波通信技 术，实现农田的智能化管理，如土壤 湿度、温度监测，智能灌溉等。
通过电力线载波通信技术，智能农业 系统能够实时获取农田的各种数据， 并根据数据反馈进行精准管理，提高 农业生产效率和农产品质量。
信号同步技术
采用时钟提取、同步码检测、载波恢 复等技术，确保信号在传输过程中的 同步。
信道均衡技术
信道不均衡问题
由于电力线网络的复杂性和不均匀性 ，信号在传输过程中会受到不同程度 的衰减和失真。
信道均衡技术
采用频域或时域均衡算法，对信号进 行预加重、去加重或线性补偿，以减 小或消除信道不均衡的影响。
信号失真、衰减、干扰，影响通信质 量。
噪声抑制技术
噪声来源
电力线网络中的各种电器 设备产生噪声，如开关电 源、电动机等。
噪声的特性
非平稳、非高斯、时变性 。
噪声抑制技术
采用先进的信号处理算法 ，如小波变换、自适应滤 波等，有效滤除噪声，提 高信噪比。
信号同步技术
信号同步的重要性
确保发送端与接收端之间的信号同步 ，避免数据错乱。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
电力线载波通信详解 课件
目录
CONTENTS
• 电力线载波通信概述 • 电力线载波通信系统组成 • 电力线载波通信的关键技术 • 电力线载波通信的优缺点 • 电力线载波通信的发展趋势与展望 • 电力线载波通信的实际应用案例
REPORT
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电力线载波通信概述课件(ppt86页)(编)共88页
电力线载波通信概述课件(ppt86页) （编）
16、云无心以出岫，鸟倦飞而知还。 17、童孺纵行歌，斑白欢游诣。 18、福不虚至，祸不易来。 19、久在樊笼里，复得返自然。 20、羁鸟恋旧林，池鱼思故渊。
▪
谢谢！
88
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好9、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
16、云无心以出岫，鸟倦飞而知还。 17、童孺纵行歌，斑白欢游诣。 18、福不虚至，祸不易来。 19、久在樊笼里，复得返自然。 20、羁鸟恋旧林，池鱼思故渊。
▪
谢谢！
88
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好9、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
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一、电力线载波通信的特点（续）
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。
一、电力线载波通信的特点（续）
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。
二、我国电力线载波通信的现状
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。
ETL500系列
载波机典型应用图解
电力载波机方框图
3、电力载波通道设备介绍
耦合电容器连接在结合设备和电力线之间，具有承受高电 压的性能
CC- 耦合电容器 专用于电力线载波通信 。
CVT-电 容 分 压 器 用于继电保护的二次测量回路和电力线载通信的信号耦合回路
ห้องสมุดไป่ตู้
结合滤波器
结合滤波器与耦合电容器一起组成结合设备，在电力线和 高频电缆之间传输载波信号，实现线路侧和载波侧的阻抗匹配
减少变电站一次设备对高频信号的分流。由强流线圈、调谐元件和 保护元件组成，强流线圈通过全部线路电流，电感值为0.2～2mH， 分流损失不应超过2.6dB 。
L1 C, L, R
等效电路
避雷器
L1 调谐元件
C R L
= 阻波器的强流线圈 = 频率调谐元件
阻塞阻抗：电阻分量
1000 800 600 400 200 0
二、我国电力线载波通信的现状（续）
(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。
第二节 电力线载波通信系统
一、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。
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。
一、电力线载波通信的特点（续）
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。
电力线载波通信是电力系统特有的通信方式。
一、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。
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、电力线载波通信系统的构成
高压电力线、阻波器、耦合电容器、结合滤波器、载波机 和高频电缆组成
变电站 A
阻波器
高压线
变电站 B
阻波器
CC/CVT
电力线载波机
结合滤波器
CC/CVT
结合滤波器
电力线载波机
额定值 频率 [kHz]
高频电缆
接在结合设备的次级端子和载波机之间 ， 由内、外导体 组成，两个导体同轴布置，传输信号完全限制在外导体内，外 导体接地作为屏蔽层传输线，从而保证其屏蔽性能好、传输损 耗低小、抗干扰性强、使用频带宽。
G
发电机 变压器
耦合装置
GZ C
JL HFC
载 波 机 A
电力线路
耦合装置
GZ C
JL HFC
载 波 机 B
变压器
G
发电机
图3-1
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。
结合滤波器样例： MCD80
结合滤波器原理图
设计耦合系统采用的线路阻抗值一般是： 单根导线：相地耦合为400Ω。相相耦合为600Ω； 分裂导线：相地耦合为300Ω，相相耦合为500Ω。 电缆侧（载波侧）一般为75Ω。
•线路阻波器
线路阻波器
线路阻波器串接在电力线路和变电站母线之间，阻塞高频信号，
第三章 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
第一节 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。
传输数据、电话和护信号
耦合设备
2、电力载波机
载波机发送功率较大（1-100W） 为集中利用发送功率，一般使用单路载波机 具备有较好的自动电平调节系统，接收信号电平
变化在30dB变化范围内时，音频信号输出电平 变化＜1dB 主要传输调度电话、自动化信息、电力线路保护 信号
ZDD-2000D4
耦合电容C和结合滤波器JL组成一个带通滤波器，其 作用是通过高频载波信号，并阻止电力线上的工频高 压和工频电流进入载波设备，确保人身、设备安全。
各构成部分的作用（续）
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。