电力线载波通信系统相关知识
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（一）电力线载波机的特点与技术要求 ❖ (1)电力线高频通道杂音大，线路直通距离长，衰减大，为保证收信端有
足够的信杂比，要求电力线载波机的发信功率较大。 ❖ (2)电力线载波机确保在电力线路故障或系统操作，造成高频通道衰减突
然增大很多时，仍能维持通畅。因此，要求电力线载波机要有较快调节 速度和较大调节范围的自动电平调节系统。 ❖ (3)为便于灵活组织通信和频率分配，并避免因发信功率太大引起制造困 难，电力线载波机大多是单路机。 ❖ (4)现代电力线载波机大多为多功能、标准化、系列化、通用化的载波通 信设备，能适应在110-500kV各种不同电压等级的电力线上传送电话与 非电话业务的需要。 ❖ (5)为了提高电力线高频通道和载波设备的利用率，国产电力线载波机本 身常带有自动交换系统，并可为重要用户提供优先权。
2. 形成有利于高频载波电流传输的高频通道。
2022/3/23
华北电力大学
1
一、电力线载波通信系统的组成原理
电力线载波通信系统组成框图
2022/3/23
华北电力大学
2
一、电力线载波通信系统的组成原理
❖ 电力线载波机ZJ：对用户的原始信息信Leabharlann Baidu实现调制与解调， 并满足通信质量的要求。
❖ 耦合电容器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。
在载波频率范围内划分的基本单元，供给一路单方向电力线载波通路 传输的频带宽度。 基本载波频带的具体选择，主要由不同国家所采用的 实际分配方法确定，通常为4kHz，有的国家选用2.5kHz或3kHz。 ❖ 3）标称载波频带
一台实际电力线载波机单方向载波通路所占用的频带宽度，它等于基 本载波频带宽度或其整数倍。
❖ 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”，故又称为“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电力设备(变压器 或电力线分支线路)，以减小变电所或分支线路对高频信号 的介入衰减，以及同母线不同电力线路上高频通道之间的相 互串扰。
2022/3/23
2022/3/23
华北电力大学
5
二、电力线高频通道的耦合装置与耦合方式
❖ 耦合装置 ：包括结合设备、加工设备及耦合电容
线路阻波器GZ与电力线路串联，接于耦合电容器在线路上的连接点和变电所之间。 线路阻波器GZ主要由强流线圈、保护元件及相应的电感、电容与电阻等调谐元件组成。 线路阻波器的电感量一般为0.1—2mH。
2022/3/23
华北电力大学
10
三、电力线载波机的体系结构
❖ 4）话音有效传输频带 指音频频带中话音信号所占用的频率范围(不包括呼叫通路)。电力线
载波常用的话音有效传输频带有两种。一种话音频带是0.3～2.4kHz,通 常应用于在4kHz标称载波频带内复用话音及信号的情况。另一种话音频 带是0.3～2.OkHz，可用于在4kHz或2.5kHz标称载波频带内复用话音及 信号的情况，这时通话质量会有所降低，但还能满足实用要求。 ❖ 5）信号有效传输频带
2022/3/23
华北电力大学
6
二、电力线高频通道的耦合装置与耦合方式
❖ 耦合装置 ：包括结合设备、加工设备及耦合电容
在结合设备JL的输出端子和载波机之间一般用高频电缆GL连接，
由于载波机的型号不同，高频电缆可以是不平衡电缆或平衡电缆。连接 电缆的阻抗一般为75Ω（不平衡）和150Ω(平衡)。
2022/3/23
华北电力大学
3
二、电力线高频通道的耦合装置与耦合方式
❖ 耦合装置 ：包括结合设备、加工设备及耦合电容
结合设备JL连接在耦合电容C的低压端和载波机的高频电缆GL之间。图中排流线圈1对工频信号呈 现低阻抗，对载波信号呈现高阻抗，它的作用是给通过耦合电容的工频电流提供接地通路，从而将 耦合电容器连接结合设备JL端子的电位限制在安全电压范围以内。接地刀闸2是为了满足在维修和 其它需要时，可将结合设备输入端子可靠接地，以保证人身和设备的安全。主、副避雷器3.6是限制 来自电力线雷电感应脉冲和工频操作过电压的冲击，以保护载波设备。匹配变量器4用来实现电力 线路与高频电缆之间的阻抗匹配。
这种耦合方式需要两个耦合电容器和两个 阻波器，耦合设备费用约为相一地耦合方 式的两倍。但相—相耦合方式的优点是高 频衰减小，并且当电力线路故障时，由于 80％的故障属于单相故障，所以具有较高 的安全性。
但实际的信号传输却包括其它两相在内，以
复杂的相间波方式进行着。
2022/3/23
华北电力大学
8
三、电力线载波机的体系结构
1.4 电力线载波通信系统
❖ 性质：电力系统特有、应用区域最广泛，走向分布与电力
❖
生产、输送以及调度指挥的路由一致
❖ 作用：调度通信、生产指挥、行政业务通信、各种信息传输
❖ 主要问题:
1. 电力线载波机与高压电力线路的连接：这种连接不但要保证 人身、设备安全，而且还要保证获得高频载波电流传输的最 大效率；
华北电力大学
7
二、电力线高频通道的耦合装置与耦合方式
耦合方式 ：耦合方式有三种:相—相耦合方式，相一地耦合方式和相一相，相一地混合耦合方式。
这种耦合方式将载波设备连接在一根相导线 和大地之间。它的特点是只需一个耦合电容 器和一个阻波器，在设备的使用上比较经济 ，因而得到了广泛的应用。但这种方式所引 起的衰减比相—相耦合方式大，而且在相导 线发生接地故障时高频衰减增加很多。需要 指出的是，这种方式虽然耦合是一相对地，
2022/3/23
华北电力大学
4
二、电力线高频通道的耦合装置与耦合方式
❖ 耦合装置 ：包括结合设备、加工设备及耦合电容
耦合电容器C连接在结合设备JL和高压电力线路之间，它的作用是传 输高频信号，阻隔工频电流，并在电气性能上与结合设备中的调谐元 件配合，形成高通滤波器或带通滤波器。耦合电容器的容量一般为 3000—10000pF
2022/3/23
华北电力大学
9
三、电力线载波机的体系结构
国际电工委员会(IEC)在出版物495号《单边带电力线载波机输入输出特性 的推荐值》
❖ 1）载波频率范围 由国家电信主管部门批准供电力线载波使用的全部频带，我国规定为
40～500kHz。电力线载波传输频率范围的下限由耦合装置的下限及其费 用确定。上限由电力线衰减以及无线电干扰确定。绝缘地线载波传输频 率范围约为5～500kHz。 ❖ 2）基本载波频带
足够的信杂比，要求电力线载波机的发信功率较大。 ❖ (2)电力线载波机确保在电力线路故障或系统操作，造成高频通道衰减突
然增大很多时，仍能维持通畅。因此，要求电力线载波机要有较快调节 速度和较大调节范围的自动电平调节系统。 ❖ (3)为便于灵活组织通信和频率分配，并避免因发信功率太大引起制造困 难，电力线载波机大多是单路机。 ❖ (4)现代电力线载波机大多为多功能、标准化、系列化、通用化的载波通 信设备，能适应在110-500kV各种不同电压等级的电力线上传送电话与 非电话业务的需要。 ❖ (5)为了提高电力线高频通道和载波设备的利用率，国产电力线载波机本 身常带有自动交换系统，并可为重要用户提供优先权。
2. 形成有利于高频载波电流传输的高频通道。
2022/3/23
华北电力大学
1
一、电力线载波通信系统的组成原理
电力线载波通信系统组成框图
2022/3/23
华北电力大学
2
一、电力线载波通信系统的组成原理
❖ 电力线载波机ZJ：对用户的原始信息信Leabharlann Baidu实现调制与解调， 并满足通信质量的要求。
❖ 耦合电容器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。
在载波频率范围内划分的基本单元，供给一路单方向电力线载波通路 传输的频带宽度。 基本载波频带的具体选择，主要由不同国家所采用的 实际分配方法确定，通常为4kHz，有的国家选用2.5kHz或3kHz。 ❖ 3）标称载波频带
一台实际电力线载波机单方向载波通路所占用的频带宽度，它等于基 本载波频带宽度或其整数倍。
❖ 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”，故又称为“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电力设备(变压器 或电力线分支线路)，以减小变电所或分支线路对高频信号 的介入衰减，以及同母线不同电力线路上高频通道之间的相 互串扰。
2022/3/23
2022/3/23
华北电力大学
5
二、电力线高频通道的耦合装置与耦合方式
❖ 耦合装置 ：包括结合设备、加工设备及耦合电容
线路阻波器GZ与电力线路串联，接于耦合电容器在线路上的连接点和变电所之间。 线路阻波器GZ主要由强流线圈、保护元件及相应的电感、电容与电阻等调谐元件组成。 线路阻波器的电感量一般为0.1—2mH。
2022/3/23
华北电力大学
10
三、电力线载波机的体系结构
❖ 4）话音有效传输频带 指音频频带中话音信号所占用的频率范围(不包括呼叫通路)。电力线
载波常用的话音有效传输频带有两种。一种话音频带是0.3～2.4kHz,通 常应用于在4kHz标称载波频带内复用话音及信号的情况。另一种话音频 带是0.3～2.OkHz，可用于在4kHz或2.5kHz标称载波频带内复用话音及 信号的情况，这时通话质量会有所降低，但还能满足实用要求。 ❖ 5）信号有效传输频带
2022/3/23
华北电力大学
6
二、电力线高频通道的耦合装置与耦合方式
❖ 耦合装置 ：包括结合设备、加工设备及耦合电容
在结合设备JL的输出端子和载波机之间一般用高频电缆GL连接，
由于载波机的型号不同，高频电缆可以是不平衡电缆或平衡电缆。连接 电缆的阻抗一般为75Ω（不平衡）和150Ω(平衡)。
2022/3/23
华北电力大学
3
二、电力线高频通道的耦合装置与耦合方式
❖ 耦合装置 ：包括结合设备、加工设备及耦合电容
结合设备JL连接在耦合电容C的低压端和载波机的高频电缆GL之间。图中排流线圈1对工频信号呈 现低阻抗，对载波信号呈现高阻抗，它的作用是给通过耦合电容的工频电流提供接地通路，从而将 耦合电容器连接结合设备JL端子的电位限制在安全电压范围以内。接地刀闸2是为了满足在维修和 其它需要时，可将结合设备输入端子可靠接地，以保证人身和设备的安全。主、副避雷器3.6是限制 来自电力线雷电感应脉冲和工频操作过电压的冲击，以保护载波设备。匹配变量器4用来实现电力 线路与高频电缆之间的阻抗匹配。
这种耦合方式需要两个耦合电容器和两个 阻波器，耦合设备费用约为相一地耦合方 式的两倍。但相—相耦合方式的优点是高 频衰减小，并且当电力线路故障时，由于 80％的故障属于单相故障，所以具有较高 的安全性。
但实际的信号传输却包括其它两相在内，以
复杂的相间波方式进行着。
2022/3/23
华北电力大学
8
三、电力线载波机的体系结构
1.4 电力线载波通信系统
❖ 性质：电力系统特有、应用区域最广泛，走向分布与电力
❖
生产、输送以及调度指挥的路由一致
❖ 作用：调度通信、生产指挥、行政业务通信、各种信息传输
❖ 主要问题:
1. 电力线载波机与高压电力线路的连接：这种连接不但要保证 人身、设备安全，而且还要保证获得高频载波电流传输的最 大效率；
华北电力大学
7
二、电力线高频通道的耦合装置与耦合方式
耦合方式 ：耦合方式有三种:相—相耦合方式，相一地耦合方式和相一相，相一地混合耦合方式。
这种耦合方式将载波设备连接在一根相导线 和大地之间。它的特点是只需一个耦合电容 器和一个阻波器，在设备的使用上比较经济 ，因而得到了广泛的应用。但这种方式所引 起的衰减比相—相耦合方式大，而且在相导 线发生接地故障时高频衰减增加很多。需要 指出的是，这种方式虽然耦合是一相对地，
2022/3/23
华北电力大学
4
二、电力线高频通道的耦合装置与耦合方式
❖ 耦合装置 ：包括结合设备、加工设备及耦合电容
耦合电容器C连接在结合设备JL和高压电力线路之间，它的作用是传 输高频信号，阻隔工频电流，并在电气性能上与结合设备中的调谐元 件配合，形成高通滤波器或带通滤波器。耦合电容器的容量一般为 3000—10000pF
2022/3/23
华北电力大学
9
三、电力线载波机的体系结构
国际电工委员会(IEC)在出版物495号《单边带电力线载波机输入输出特性 的推荐值》
❖ 1）载波频率范围 由国家电信主管部门批准供电力线载波使用的全部频带，我国规定为
40～500kHz。电力线载波传输频率范围的下限由耦合装置的下限及其费 用确定。上限由电力线衰减以及无线电干扰确定。绝缘地线载波传输频 率范围约为5～500kHz。 ❖ 2）基本载波频带