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电力线载波通信详解
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
电力线载波通信详解
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。
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。
电力线载波通信详解
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。
电力线载波通信是电力系统特有的通信方式。
电力线载波通信详解
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。
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
电力线载波通信详解
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。
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
Biblioteka Baidu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
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。
电力线载波通信详解
(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。
电力线载波通信详解
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。
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
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
电力线载波通信详解
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。
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。
电力线载波通信详解
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。
电力线载波通信详解
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。
电力线载波通信详解
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
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
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
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，
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
电力线载波通信详解
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。
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。
电力线载波通信详解
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。
电力线载波通信是电力系统特有的通信方式。
电力线载波通信详解
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。
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
电力线载波通信详解
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。
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
Biblioteka Baidu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
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。
电力线载波通信详解
(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。
电力线载波通信详解
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。
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
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
电力线载波通信详解
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。
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。
电力线载波通信详解
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。
电力线载波通信详解
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。
电力线载波通信详解
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
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
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
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，