電力線載波通信

電力線載波通信

通信手段
電力線載波通信(power line carrier communication)以輸電線路為載波信号的傳輸媒介的電力系統通信。由于輸電線路具備十分牢固的支撐結構,并架設3條以上的導體(一般有三相良導體及一或兩根架空地線),所以輸電線輸送工頻電流的同時,用之傳送載波信号,既經濟又十分可靠。這種綜合利用早已成為世界上所有電力部門優先采用的特有通信手段。
    中文名:電力線載波通信 外文名:power line carrier communication 适用領域:通信 所屬學科:物理 應用:高速電力線載波 優點:高速度、寬頻帶、大容量

簡介

電力線載波通信與一般架空線載波通信的不同點是:在同一電網内可用的頻譜範圍自8kHz至500kHz,隻能開通有限的通道,如每個單向通道需占用标準頻帶4kHz,則該頻帶不能重複使用,否則将産生嚴重的串音幹擾。故一般電力線載波設備均采用單路單邊帶體制,每條通道雙向占用2×4kHz帶寬,總共61條電路。如果需要開更多電路,則必須采取加裝電網高頻分割濾波器的隔離措施。

結構

電力線載波通道的基本結構如圖[電力線載波通道結構]所示。載波機的收發信端用高頻電纜經結合濾波器(起阻抗匹配及工頻電流接地作用)聯接耦合電容器(起隔離工頻高壓的作用),将載波電流傳送到輸電線上,阻波器用以防止載波電流流向變電所母線側,減小分流損失。電力線載波通訊現狀首要反映在載波頻率運用、設備技能和保護技能等三個方面。

載波電流與輸電線的耦合方式分為相相耦合及相地耦合兩類。相相耦合傳輸衰耗較小,但耦合設置投資較大。相地耦合傳輸衰耗較大,但耦合設置投資較小。在采用對地絕緣的架空避雷線的輸電線上(雷擊時通過絕緣子的放電間隙對地放電),也可以将載波電流耦合到架空地線上,稱為地線載波。如果高壓輸電線的相導線是分裂導線,則耦合在兩條子導線之間開通的載波稱為相分裂載波(此時分裂導線間必須彼此絕緣起來)。

發信功率限制

由于載波電流在電力線上傳輸時會向空間輻射電磁波,幹擾該頻段内的廣播和飛行、航海等導航業務,所以各國政府均對發信功率加以限制,通常10瓦輸出可傳輸幾百公裡,而某些大于1000公裡的線路,也允許将輸出功率提高到100瓦。

頻帶複用

現代大多數電力線載波機,均采用标準4kHz頻譜,其中有效傳輸頻帶為300至3400Hz。為了節約使用有效頻帶,采用頻分複用技術,将300至2000Hz一段傳送話音,2400至3400Hz上音頻段傳送遠動數據或高頻保護信号。還有些載波機配有專用的控制接口,利用同一載波通道瞬時切換傳送高頻保護信号,統稱為複用載波機。

信号的傳輸計算,耦合到輸電線上的高頻載波電流,随着導線排列和交叉換位的差異,以及耦合方式的不同,其傳輸規律非常複雜。在設計載波通道時,傳輸性能的計算以往多用經驗公式,不夠精确。70年代以後,根據模式傳輸理論推導了載波電流模式傳輸計算數學模型,所編制的通用計算程序已經提供了工程上足夠精确的計算工具,供設計、制造及運行部門使用。80年代中國所開發的實用化軟件,已經達到了國際先進水平。

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