电力载波通信

音频汇接电路：频段：0-4KHz
实现汇集和分离的接口电路
话音：0.3-2.0kHz 运动：2.4-3.4kHz
呼叫信号插在其中
远方保护信号一般与话音、远动信号在 时间 上交替传输。所有信号在音频部分 汇集后在送入发信支路
远动信号是脉冲序列，经FSK调制在远 动信号频带内，然后送入载波机的远动 入口。
• 阻波器是由强流线圈Ln、保护器件FB以及调谐网络 组成。
线圈Ln是能够通过工频电流的电抗器，其额定电 感在0.2～2MH左右，不同的输电等级对其要求不 同。它对50HZ的工频电流阻抗很小（1Ω左右）， 对输电系统几乎没有影响。
由C1、L1、C2、R组成的调谐网络的作用是使阻 波器在单个或多个频率上都有较高的阻抗，进一步 的提高了阻波器的阻塞能力，展宽阻塞频带。电阻 R为阻尼电阻，是为了防止变电站的电抗分量呈容 性时与阻波器发生串联谐振。
• 线路阻波器GZ
串接在电力线和母线之间，是对电力系 统一次设备的“加工”，其作用是通过电 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，以减少变电 站和分支线路对高频信号的介入损耗及同 一母线不同电力线上的衰耗。高频阻波器 串联在高压输电线路上，因此它具备承受 强大供电电流、供电电压及瞬间短路电流 的能力。
电力载波通信
一、概述
• 1、定义
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
• 2、特点 独特的耦合设备 线路频谱安排的特殊性 以单路载波为主 线路存在强大的电磁干扰
二、电力载波通信系统
• 构成： 电力线载波机、电力线、耦合设备 耦合设备：线路阻波器、结合滤波器、 耦合电容器、高频电缆
保护器件FB是为了保护阻波器不受其两端可能产 生的瞬间过电压的损坏，一般由阀型避雷器间隙和 非线性电阻组成。
• 耦合电容器
耦合电容器接在结合滤波器与高压 导线之间，它是一个耐高压的瓷瓶油浸 纸介绝缘电容，其容量随电压等级的不 同而不同。其作用是将载波设备与电力 线上的高电压、操作过电压及雷电过电 压等隔离开，防止高电压进入通信设备， 同时使高频载波信号能顺利地耦合到高 压线路上。
采用自动呼叫方式完成。
• 自动交换系统
国产机通常为四门用户交换系 统，通过自动拨号选叫所需用户， 用户时分占用同一个载波信道。
进口机常连接小交换机，提高 通路的利用率和实现组网功能。
Байду номын сангаас
电力线载波机的主要技术指标
• 传输信号电平 • 通路净衰耗频率特性 • 通路振幅特性 • 通路稳定度 • 通路杂音 • 载波同步 • 通路串音 • 回音和群时延 • 振铃边际
• 结合滤波器
结合滤波器在耦合电容器低压端和高频 电缆之间。它是由接地刀闸K、避雷器、 排流线圈L1、调谐网络L2、C1、匹配变 量器B组成。
• 结合滤波器用来补偿耦合电容器的容 抗分量，以提高载波信号的传输效率。它 和耦合电容器配合组成高通或不对称带通 滤波器，把载波信号耦合到高压电力线路 上去，抑制邻线其它载波信号和线路50HZ 谐波以及线路上其它干扰信号进入载波机 的收信之路。
• 自动电平调节系统
用于补偿高频通道在运行过程 中的衰减变化，保证收信端传输 电平的稳定
在发端发一个导频信号，接收 端用窄带滤波器接收下来，放大、 整流后作为控制信号，调节可调 放大器的增益或可变衰减器的衰 减，实现自动调节。
• 呼叫及自动交换系统
在传输语音信号之前，应先呼 叫对方用户，因此要在发信支路 中发送一个呼叫信号的音频。对 方收信支路接入呼叫接收电路， 这样才能沟通双方用户。
三、电力线高频通道
• 电力线高频通道由结合滤波器JL，耦合 电容器C，阻波器GZ和电力线组成
1、耦合装置和耦合方式
耦合装置：结合滤波器JL，耦合电容 器C，阻波器GZ
耦合方式：相-地耦合、相-相耦合、混 合耦合
• 相-地耦合：
只需要一个耦合电容器和一个阻波 器，设备比较经济，但衰减较大，尤 其是相导线发生接地故障时高频衰减 增加很多
• 相-相耦合
需要两个耦合电容器和两个阻波 器，设备费用较高，但衰减较小， 电力线路故障时，80%的故障是单 相故障，因此具有较高的安全性。
• 2、电力线载波通路上的杂音干扰 杂音类型： 线路杂音 设备内固有杂音 制际串音形成的杂音 路际串音形成的杂音
线路杂音：由电力线产生，由导线发生电 晕和绝缘子表面局部放电所造成的。
• 电力载波机 主要实现调制和解调 特点： ① 发送功率大 ② 单路机 ③ 自动电平调节 ④ 可以复合传送信号
• 调制方式 单边带幅度调制
接收带宽减少一半，噪声和干扰减少 提高电力线载波频谱的利用率 发送功率集中在一个边带中，利用率高
• 组成电路: 音频汇接电路、 发信支路、 收信支路、 自动电平调节系统、 呼叫及自动交换系统
• 电力线高频通道的输入阻抗，相相耦合方 式为600Ω，相地耦合方式为400Ω；而载波机 输出阻抗为75Ω（或100Ω），这就需要滤波 器中的匹配变量器B来完成阻抗变换。
• 当耦合电容器下端开路时，对地即呈现一个 相当于输电电压的静电位。为了降低这个威胁 人身安全的电位，在结合滤波器中接有一个排 流线圈L1。L1对50HZ的工频电流阻抗很低， 可以使耦合电容器下端对地工频电压限制在几 V范围内，而对高频载波信号有很高的阻抗， 不会把载波信号旁路入地。
中频一般为12KHz，调制后取上 边带
高频调制通常取下边带。
• 收信支路 从高频通道上选出对方送来的高频信号 进行解调 解调方法：相干解调 载频稳定度：最终同步法控制载频偏差
• 最终同步法：
发端发送一个载频信号，在收 信端由窄带滤波器滤出，使输出 信号的频率与原始信号的频率相 同，达到最终同步。
• 远方保护信号也是音频信号，是在发生 电力故障时，需要传输到远方的信号。 通常传输的时间极短。因此在传送时先 停送话音、远动、呼叫信号，传送完保 护信号后，再继续传送其他信号。由于 时间很短，并不影响其他信号的传输。 同时可以全功率传输远方保护信号，确 保保护信号的可靠性。
发送支路：
将音频信号用载波调制，变频放 大，送到高频通道，通常采用二次 调制。
设备内固有杂音：导体电阻、晶体管的热 噪声、电源滤波不良产生的纹波电压
制际串音形成的杂音：其他通信设备传输 信号时串入设备的不可懂杂音。可通过 合理安排载波设备线路频谱及提高接收 支路的选择性能来减少。
路际串音形成的杂音：同一设备中，各通 路间的不可懂串音，主要由线路放大器 等部件的非线性造成。提高部件的非线 性衰耗，增加滤波器的防卫度，选择合 适的工作状态可减少这种杂音。
四、数字电力线载波机
• 1、数字电力载波通信的优点 （1）在相同带宽的条件下，传输的电话路数增多， 数据容量大，频带利用率提高 （2）抗干扰能力强，通信质量高 （3）语音、远动、呼叫信号都变为数字形式，可 不必考虑发信功率的分配，以全功率发出 （4）提供数字接口能适应综合业务数字网的发展 趋势，便于灵活组网 （5）便于用外部计算机实时修改设备参数及工作 状态，实现自动检测和控制