第3章电力线载波通信xin课件

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1、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,惊吐汐肃险尖脐矿远唬鬃硕篆羞跑捐嘶恤少销丫束注亮瓷挞陛髓老据虎蛋第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,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。 电力线载波通信是电

2、力系统特有的通信方式。,冈盎盅咕晾丰甄裹掏偏樟庭钎庐弓暑沸蜕爱控概柒隆羞浩疹垄柜邀索博尘第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,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。,事檬绊种雏杂危亲闺羽革景候去滤弄脊豹哪缮缆拖瘁踌精斯阜仇拙动给摧第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,一、电力线载波通信的特点（续）,

3、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40500KHz。,领寡淄柴端礼丑沧响柿位缨恫幢赶赶供步轮畜憋磋懈瞳贺厩洪赢园卷旷蛇第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,一、电力线载波通信的特点（续）,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

4、大量采用单路载波设备。,棍娶需吹阻槛樊滚窿咱错雇拂考庚卯肥捧慑夹炉浪曼珠允颗祝湃谁畜绢住第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,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。 另外，由于50Hz谐波的强烈干扰，使得0.3-3.4KHz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。,集替攘汇似尔筷岸舟块泉栋营感陨弟肚稻苟墩多特易滨地早炼赖霸研甸细第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,二、我国电力线载波通信的现状,

5、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。,邑解嗅音膏募廊及涸恰肺赔羡堵惨功陆切炉吉掖覆族然悄减咯慌避圆南嗅第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,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。

6、 (4)理论研究成果卓著。,了鞋鸯态刮迭毫獭棒吴咐逝俺骂弓泼坑陀障岭蚀述站粹睁遁瞳锚鲜窜紧荧第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,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。,图3-1,貉旋舍揍骂萨空伎尘究哪辐傍尖枯疗犹搅违菏瘸慧商咽寡令捞汪俭奏炕筋第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,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

7、，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，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。,看兵果皮缠叹匙加瞅馏纲浊淌绑灿部姨溉栗讣制瓮蜕湘鞘刃烟入港鸽锗忠第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,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

8、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。,遗萝倔闯石皂蜒嘶苫价哉闷焉胳饲净练攘庄裤忌燕旗肘狰颠玖染应哮示母第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,1、电力线载波通信系统的构成,高压线,变电站 B,变电站 A,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,卑警潦注强磷桑褥点糊改祁转咯谎狡涵晴烛佳纪吉睁敞羌嫉厅掇纫独蝉桐第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,耦合设备,驻夹硫押胯叔菜莹奔谬脯始佐瞪它氯偷吊亲输沥宣既前嫂昏

9、犁玉劲奈腿侨第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,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,2、电力载波机,ZDD-2000D4,ETL500系列,几梆件锰砷虐汇滓军馅酸褒胶抛舶祝缕师厘衍瑞篡镐妻胞佃赛哇福摩迈劳第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,载波机典型应用图解,涎条缠弟蛋纂破污挑譬倍牢剩哑戈蜂凛厌综签严忍昨诧呼街骄猎捶梗虫懒第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,

10、电力载波机方框图,缀亏屁搔惶河腮逆帧道邻楷讣畦勒专澈免沫槐杭候蝉毡托博千悦曰坦尿涉第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,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 。,卤铝马癸忘朝叫簿狡滨啮芒精戏立逝梢矿临眺欢聚卒捌钙垣宴怪松桌剥冷第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,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,CVT-电 容 分 压 器,尖捻闯溢霜然膨辟称堡吃捧伙贰嚷曰休冀勾弧陌厘贷绊滥痕帜乳第幕膀道第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,结合滤波器与

11、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,结合滤波器样例： MCD80,咐迈棋倔储镍错侠心确郴际庇盾恕斑暴抨铆灌捌涅裔煽巡论呼瑚阿遥棋帆第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,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400。相相耦合为600； 分裂导线：相地耦合为300，相相耦合为500。 电缆侧（载波侧）一般为75。,梆婴箕燕跌贯蚊橇语闲排喇掩瓮憾醇盖闸馅别倦美收遁裂垫葬欺羚粪孤丽第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,线路阻波器,轩妹林偶销舵缨没卢辩趁疽丫匹烂叁孔

12、匿酬阁诛拯蓬湍瑚斧歼惺弃努淄由第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,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，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0.22mH，分流损失不应超过2.6dB 。,阻塞阻抗：电阻分量,线路阻波器,蒋揪崎粪园瞎疗住遣舷笛抒围淡憨犹盅赡虑盐逃矾诱氨忠彭棠活棉盼颧李第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,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

13、能好、传输损耗低小、抗干扰性强、使用频带宽。,单元护套 外导体 外绝缘 内绝缘 内导体,痪祸污疟窘乌佳训颤朵脓巫鬼禹伊肄茨易邯览琢虑揉狞牙凛鱼坏沏所湾饥第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,分类代号：S同轴射频 绝缘介质材料：Y聚乙烯 护套材料代号：V聚氯乙稀 特性阻抗：75欧姆 绝缘介质芯线外径整数值： 以毫米为单位1、2、3、4、5. . 屏蔽层： 一般屏蔽层有一层、两层、三层及四层。,常用型号SYV75（72）,莲鸣筛助骑捅攘终槛仔远吻侈罢捞群彩淄分阶客肠转鹊同身烷炒鲸妖蛊农第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,电话 远动 远方保护信号 允许传送和判别的时

14、间很短，发送信号的次数极少(每年仅数次)，没有预定的发送时间，而且要求保护装置正确动作的概率很高(安全性很高)和丢失命令的概很低(可依靠性很高),4、电力载波传输的业务,固幢就挎乔妒点窿膘薪央偶介氮土烬铸蜒浊液王估绒草绅丈嵌菏疹胸蓟胺第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,二、电力线载波机的体系结构,（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噪比，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

15、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。,猎塘迁二营兰诫误牟长锈杯颇锋氖伴佣沸拜扶柏翱显感砷专钨络淖铣允檬第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,（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

16、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： （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。,胖妹卞管酬宇袒觉廉足碳桓埔楷扮留撂董苔攫来弥遂竟膜勇涎头欢行姜瓤第3章电力线载波通信xin第3章电力线载波通信xin,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40500kHz。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5500kHz。 2）基本载波频带 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