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1、 武汉工业业学院毕 业 论 文文设计题目目：电力力线载波波通信技技术研究究姓 名 邓邓 娟娟学 号007122032212院 （系系） 数理理科学系系 专 业电电子信息息科学与与技术 指导教师师李丹20111年6月11日 目 录摘要IAbsttracctIII一绪论11（一）电电力线载载波通信信技术介介绍11 载波波模型112 载波波调制解解调技术术3（二）电电力线载载波通信信技术的的发展历历程4（三）电电力线载载波通信信技术的的特点551 高压压载波路路由合理理，通道道建设投投资相对对较低552 以单单路载波波为主553 独特特的耦合合设备554传输频频带受限限,传输容容量相对对较小555可
2、靠性性要求高高66 线路路噪声大大67 线路路阻抗变变化大778 线路路衰减大大且具有有时变性性89网络应应用要求求更高88二高压电电力线载载波100（一）定定义100（二）高高压电力力线载波波的分类类101 模拟拟电力线线载波机机102 数字字化电力力线载波波机1003全数字字电力线线载波机机104 继电电保护收收发信机机10（三）高高压电力力线载波波通道的的组成1101耦合电电容器1102 线路路阻波器器113 结合合设备1114高频电电缆122（四）新新技术环环境下高高压电力力线载波波面对的的几个问问题1221急需制制定高压压数字电电力线载载波机的的国家标标准或行行业标准准122 电力力
3、线载波波通信设设备的总总体制式式需要同同国际接接轨1223高压电电力线载载波通信信设备的的生产许许可证管管理133三中压电电力线载载波144（一）定定义144（二）中中压电网网的电力力线通信信通道分分析144（三）中中压载波波技术在在配电网网自动化化的应用用141遵循原原则1442各环节节载波机机连接模模式155（四） DLCC-21100网网络载波波机的技技术特点点151噪声平平衡处理理技术1152 交错错式矩阵阵纠错法法153离散多多载波调调制1664回波抵抵消1665自适应应均衡116四低压电电力线载载波177（一）定定义177（二）特特点1771信号衰衰减大1172随机性性和时变变性1
4、773噪声干干扰强117（三）基基本原理理17（四）在在国内的的具体应应用1881家居智智能化1182自动抄抄表系统统193 新型型智能化化小区119五电力线线载波通通信技术术的发展展前程222（一）语语音压缩缩技术222（二）宽宽带电力力线载波波22（三）超超窄带载载波技术术22（四）扩扩频技术术23结束语224谢辞255参考文献献26摘要随着电子子技术和和网络技技术的不不断发展展，运用用电力线线作为载载体进行行信号传传输受到到人们越越来越多多的重视视,得到了了越来越越广泛的的应用。电力线线网络的的特点是是它覆盖盖的范围围非常广广，各种种建筑物物内都有有接入。由于通通信线路路的特点点是一种种
5、近距离离的通信信方式，它它适合“最后一一英里”的通信信接入。电力线载载波通信信（PLCC）是利用用电力线线作为介介质传输输信号一一种通信信手段，通通常分为为高压电电力线（35 kV及以以上电压压等级)，中压压电力线线（100kV电压压等级）和低压压配电线线（2220V用户线线）三种种通信方方式。本本文对电电力线载载波通信信技术的的发展历历程和特点进进行了阐阐述，讨讨论了我我国电力力线载波波通信的的现状，还还特别的的将高压压电力线线载波，中中压电力力线载波波通信，低低压电力力线载波波通信三三种方式式进行了了讨论，最最后对电电力线载载波通信信技术的的发展前前程进行行了展望望。关键词：电力线线载波通
6、通信；高高压电力力线；中中压电力力线；低低压电力力线7 AbsttracctWithh thhe ffastt deevellopmmenttof eleectrroniic ttechhnollogyy annd nnetwworkk teechnnoloogy, thhe uuse of powwer linne ccarrrierr ass a siggnall foortrranssmisssioon bby tthe peooplee moore andd moore atttenttionn haas bbeenn inncreeasiinglly wwideely useed.
7、Thee grreattestt addvanntagge oof tthe powwer-linne nnetwworkk iss thhat it covverss a verry wwidee raangee. VVariiouss buuilddinggs hhavee poowerr liiness acccesss. Diffferrentt frrom thee coommoon IInteerneet, beccausse oof iits commmunnicaatioon ccharractter, thhe PPLC(Powwer-linne ccommmuniicatt
8、ionn)iss a shoort-disstannce corrressponndennce, itt suuitss too thhe “llastt miile” commmunnicaatioons.Poweer llinee caarriier-currrennt ccommmuniicattionn (PPLC) usse eelecctriic ssignnalss trranssmisssioon aas aa meediuum aa coommuuniccatiion metthodd, ussuallly connsisst oof hhighh vooltaage pow
9、wer linnes (355 kVV annd aabovve vvolttagee leevell), meddiumm vooltaage powwer linnes (coonsuumerrs 110kVV vooltaage graade) annd llow volltagge wwirees (2200V) suubsccribber linne wwithh thhreee kiindss off coommuuniccatiion modde. Inn thhis papper thee poowerr liine carrrieer-ccurrrentt coommuuni
10、ccatiion tecchnoologgy ddeveeloppmennt ccourrse andd chharaacteerissticcs aare elaaborrateed,aand thee prreseent sittuattionn off poowerr liine carrrieer-ccurrrentt coommuuniccatiion in Chiina is disscusssedd, aalsoospeeciaallyy exxpouund higgh vvolttagee poowerr liiness caarriier, meediuum vvolttag
11、ee poowerr liine carrrieer-ccurrrentt coommuuniccatiion, loow vvolttagee poowerr liine carrrieer-ccurrrentt coommuuniccatiion thrree metthodds, fiinallly powwer linne ccarrrierr-cuurreent commmunnicaatioon ttechhnollogyy deevellopmmentt prrosppectts aare proospeecteed.Key Worrds:Powwer linne ccarrri
12、err-cuurreent commmunnicaatioon; hiigh volltagge ppoweer llinees; meediuum vvolttagee poowerr liiness; loow vvolttagee poowerr liiness一绪论 用的的鼎盛时时期相比比，电力力线载波波通信已已从模拟拟通信发发展成为为数字通通信，其其应用由由电力系系统通信信的主要要通信方方式改变变为备用用通信方方式。电电力线载载波通信信近二十十年来的的变迁和和发展，在在许多方方面都产产生了变变化，主主要表现现在：1. 电力载波波机更新新换代的的发展，由由模拟通通信发展展为数字字通信，
13、由由单通道道发展为为多通道道；2. 电力线载载波通信信设备的的使用由由原来的的基本通通信方式式变换为为备用通通信方式式；3. 电力线载载波机传传输的信信息由语语音和远远动信号号发展为为更多的的计算机机，网络络和监控控系统的的信息；4. 电力系统统通信对对电力线线载波通通信设备备的通信信容量，接接口功能能，信息息采集，网网管性能能和质量量水平提提出了更更高的要要求。在这样的的环境下下，如何何找到电电力线载载波通信信设备的的技术进进步和应应用需求求的方向向，充分分发挥电电力线载载波通信信的技术术和应用用的长处处，更好好的为电电力下同同运营服服务，是是我们在在现阶段段需要考考虑的问问题。（一）电电力
14、线载载波通信信技术介介绍电力线载载波（Powwer Linne CCarrrierr PLCC）通信是是利用高高压电力力线（在在电力载载波领域域通常指指35kkV及以以上电压压等级），中压压电力线线（指100kV电电压等级级）或低压压配电线线（3800/2220V用用户线）作为信信息传输输媒介进进行语音音或数据据传输的的一种特特殊通信信方式。近年来来高压电电力线载载波技术术突破了了仅限于于单片机机应用的的限制已已经进入入了数字字化时代代，并且随随着电力力线载波波技术的的不断发发展和社社会的需需要，电力线线载波通通信这座座被国外外传媒喻喻为“未被挖挖掘的金金山”正逐渐渐成为一一门电力力通信领领域
15、乃至至关系到到千家万万户的热热门专业业。1载波模模型为了更好好地理解解载波通通信的传传输与发发送的特特点，首先先要了解解载波通通信的基基本原理理,以载波波接收实实验为例例,以便提提供比较较感性的的实验材材料。如如图1.1，11.2的的电路图图。图1.11 实验验电路图1.22 发射射接收部部分电路路图11（1）发发射部分分发射部分分由Q11，Q22接成复复合管的的形式,组成频频率为1135kkHZ的的哈特利利振荡器器。由CC2，DD1，DD2，DD3，CC5等构构成电压压为300V的电电源部分分。当按按下发射射按钮PP1时，在在L1的的复变感应应出的1135KKHZ的的震荡信信号通过过C1注注
16、入电力力线网络络。（2）接接收部分分由发射部部分过来来的1335KHHZ的正正弦波通通过电力力线路传传播至接接收部分分（见图图1.22）,通过C11(图11.1)并由LL1,C100构成的的选频电电路取出出1355KHZZ信号。该该信号QQ3放大大并整形形至幅度度为122V的方方波信号号。D77，D88构成限限幅电路路，保证证Q1(图1.1)的的基极峰峰值电压压小于11V，以以防止电电力线路路网络中中各种异异样干扰扰脉冲损损坏。Q3，DD9的作作用是过过滤掉信信号中的的负极性性部分，并并由Q44驱动发发光二极极管工作作。C99是用来来保持输输出部分分的平稳稳，过滤滤掉信号号中的残残余部分分。由
17、上述电电力线载载波模型型可以看看出，无论在在电力载载波的发发射部分分还是在在接收部部分,都使用用了藕合合电路来来对信号号进行处处理。实实验模型型采用阻阻容藕合与电电磁藕合合相结合合的复合合藕合技技术。对对藕合电电路模型型分析,可以得得到如下下式的双双口网络络的电压压转移函函数：(1.11)根据电压压转移函函数,可对端端口网络络进行计计算机仿仿真分析析。着重重分析在在不同的的低压电电力线阻阻抗条件件下的频频率特性性,这也是是评价接接口电路路藕合性性能的重重要指标标。仿真显显示了当当电力线线电阻逐逐步增加加时的频频率响应应曲线，如如图1.3所示。由分析结结果可以以看出电电力线阻阻抗越大大,接口电电
18、路的通通频带越越宽,对信号号的藕合合性能就就越好，但是选选择性较较差，电力线线阻抗越越小，接口电电路通频频带越窄窄，对信图1.33电力线线电阻增增加时的的频率响响应曲线线1号的藕合合性能越越差，但是选选择性较较好。选选择低压压电力线线通信接接口电路路的中心心频率可可以兼顾顾藕合性和和频率选选择性两两个方面面的要求求，并且满满足载波波发射高高阻抗的的要求，提高系系统的抗抗干扰能能力。使使电路既既有较高高的载波波信号的的加载效效率，又能够够完全隔隔离电力力网500HZ的的工频信信号。2载波调调制解调调技术为排除电电力线干干扰,电力线线主要采采用窄带带载波FFM和扩扩频通信信的方式式。由于于数据信信
19、号信噪噪比决定定数据传传输距离离的远近近,目前电电力线载载波通信信依靠功功能强大大的载波波模块,其所要要完成的的基本功功能是调调制和解解调信号号。FSK广广泛应用用于中低低速的远远程数据据通信,FSKK信号由由频率调调制器产产生不同同的频率率，常用用的是ff1和ff2两种种频率。f1代表码元0,f2代表码元1。调制数据的码元决定频率调制器的输出频率。实现FSK的方法有：选择法，调制法，数字调频法，其中数字调制法最先进的方法，原理框图为晶振脉冲形成可变分频固定分频D/AFSK调制信号输入图1.44数字调调制法最最先进的的方法原原理框图图扩频通信信技术利利用与传传输数据据无关的的码，对被传输输信号
20、扩扩展频谱谱，使其占占有远远远超过传传送信息息所必须须的最小小带宽，在接收收机中利利用同一一码对接接收信号号进行同同步相关关处理，以解扩扩和恢复复数据。扩扩频通信信属于宽宽带通信信技术，通常的的扩频号号带宽与与信息带带宽之比比将高达达几百甚甚至几千千倍。（二）电电力线载载波通信信技术的的发展历历程电力线载载波通信信系统是是以电力力传输线线作为传传输载波波信号的的媒介，这这看来似似乎是一一种实施施并推广广的方案案，但是是电力线线不是理理想的载载波信号号传输媒媒介。电电力线对对载波信信号有很很大的衰衰减，同同时电力力线上有有很多用用电装置置产生的的干扰，其其干扰的的总功率率可能远远远超过过载波信信
21、号的功功率，有有时高达达数百倍倍，因此此在电力力线上建建立可靠靠的通信信系统非非常具有有挑战意意义。如如果没有有良好的的系统设设计，往往往会导导致通信信完全失失败或者者仅能以以很低的的数据传传输率进进行通信信。早期的电电力线载载波通信信技术多多以分立立元件和和通用的的集成电电路芯片片来实现现。由于于硬件资资源有限限，不能能利用先先进的数数字信号号处理技技术来产产生复杂杂的载波波信号以以及处理理接受到到的载波波信号，更更不用说说在电力力线上组组成大规规模的通通信网络络，所以以早期的的载波通通信系统统多仅能能实现“点对点点”的简单单通信以以及小规规模的系系统。随随着集成成电路技技术的发发展，先先进
22、的电电力载波波技术逐逐渐采用用专用的的集成电电路芯片片来实现现，并且且从简单单的专用用芯片发发展到具具有内嵌嵌多个CCPU内内核的多多功能系系统芯片片。先进进的载波波通信芯芯片具有有强大的的计算机机处理能能力，使使得大规规模通信信网络的的实现及及管理成成为可能能。对于我国国的电力力线载波波技术的的发展，5060年代，我国开始研制自己的ZDD-1型电力线载波机，未能实现产品化。后经不断改进，形成了具有中国特色的ZDD-5型电力线载波机。该设备为4门用户，两级调幅，具有自动增益控制电路和音频转接接口，呼叫方式采用脉冲制式。该机代表的模拟制式电力线载波机得到了广泛的运用。70年代，力线载波机技术已趋
23、于成熟，以ZDD-12，ZJ-5，ZBD-3机型为代表，在技术指标上得到了较大的提高，并成为我国应用时间最长的主流机型。80年代中期，电力线载波技术开始了单片机和集成文化的革命，产生了小型化，多功能的载波机。在这一阶段，主要的技术进步为单片机自主盘替代了布线逻辑的自主盘。到了900年代中中期，以以SNCC-5电电力线载载波机为为代表，在在国内首首次采用用了数字字信号处处理技术术，将载载波机音音频至中中频部分分的信号号处理试试用DSSP器件件来完成成，实现现了软件件调试，滤滤波，限限幅和自自动增益益控制。这类载波机可称之为数字化电力线载波机2。由此开始，电力线载波界进入了载波机的数字电力线载波机
24、的技术研究。90年代末期，采用新西兰生产的M340数据复接器，结合电力线载波机得高频部分为一体的全数字多路复接的载波机问世。这一成果提高了载波机的通信容量，从根本上初步解决了载波机通信容量小的技术，从而为电力线载波市场代理了空前的机遇。近十年来来，包括括清华大大学、西西安交通通大学和和华中科科技大学学在内的的高校和和科研单单位及国国内相关关公司对对低压电电力载波波通信进进行了大大量研究究，并取取得了一一定的成成果。国内前前期的研研究主要要侧重于于利用国国外已有有的固化化PLCC调制技技术和芯芯片进行行扩展开开发。近近几年针针对国内内配电网网的信道道特性所所进行的的调制技技术的研研究及载载波芯片
25、片研制取取得了突突破。但但是目前前国内相相关的法法律法规规及政策策还不健健全，如如何充分分开发和和利用宝宝贵的电电力网络络资源，实实现低压压电力载载波通信信高速、安安全和大大规模的的应用，仍仍需要很很长一段段时间的的研究和和摸索3。（三）电电力线载载波通信信技术的的特点1高压载载波路由由合理，通通道建设设投资相相对较低低高压电力力线路的的路由走走向沿着着终端站站到枢纽纽站,再到调调度所,正是电电力调度度通信所所要求的的合理路路由,并且载载波通道道建设无无须考虑虑线路投投资, 因此此当之无无愧成为为电力通通信的基基本通信信方式。电电力线载载波通道道往往先先于变电电站完成成建设, 对于于新建电电站
26、的通通信开通通十分有有利。为为此,只只要妥善善解决电电力线载载波信道道的容量量问题,载波通信信的优势势就会显显现出来来。在中中压配电电网载波波和低压压用户电电网载波波中,节省线线路建设设费用,无须考考虑破坏坏家庭已已装修环环境,也仍然然是载波波通信的的优势。2以单路路载波为为主电力系统统从调制制通信的的需要出出发，往往往要依依靠发电电厂，变变电站同同母线上上不同走走向的电电力线，开开设电力力线载波波来组织织个方向向的通信信。由于于受到使用频频谱的限限制，通通信方向向的分散散以及从从组网的的灵活性性考虑，电电力线载载波通信信大量采采用单路路载波设设备。3独特的的耦合设设备电力线上上的电压压高，电
27、电流大。载载波通信信必须通通过高效效，安全全的耦合合设备才才能与电电力线路路相连。这这些耦合合到设备备既要使使载波信信号有效效传播，又又要不影影响工频频电流的的传输，还还要能方方便地分分离载波波信号与与工频电电流。此此外，耦耦合设备备还必须须防止高高电压，大大电流对对载波设设备的损损害，确确保安全全。4传输频频带受限限,传输容容量相对对较小在高压电电网中,一般考考虑到工工频谐波波及无线线电发射射干扰,电力线线载波的的通信频频带限制制在40 5000 kkHz之之内,按照单单向占用用4 kkHz带带宽计算算,理想情情况下一一线路可可安排1115条条高压载载波通道道。但由由于电力力线路各各相之间间
28、及变电电站之间间的跨越越衰减有有限( 13 433 dBB),不可能能理想地地按照频频谱紧邻邻的方式式安排载载波通道道。因此此,真正组组成电力力线载波波通信网网所实现现的载波波通道是是有限的的。尽管管载波频频谱的分分配上研研究了随随机插空空法、分分小区法法、分组组分段法法、频率率阻塞法法及地图图色法和和计算机机频率分分配软件件,并且规规定不同同电压等等级的电电力线路路之间不不得搭建建高频桥桥路,使载波波频率尽尽量得以以重复使使用,但还是是不能满满足需要要。近来来光纤通通信的发发展和全全数字电电力线载载波机的的出现,稍微缓缓解了载载波频谱谱的紧张张程度。在10kkV中压压配电网网和低压压用户配配
29、电网中中,除了新新上的载载波信号号之外,不存在在其他高高频信号号,并且一一般为多多址传输输,因此通通道容量量问题并并不突出出。5可靠性性要求高高电力线载载波机要要求具有有较高的的可靠性性,一是在在电力系系统中传传输重要要调度信信息的需需要，另一是是电压隔隔离的人人身安全全需要。为为此,电力线线载波机机在出厂厂前必进进行高温温老化处处理, 最终检检验必须须包含安安全性检检验项目目。为此此,国家质质检总局局从800 年代代开始即即对电力力线载波波机(类类)产品品实行了了强制性性生产许许可证管管理4。目前,管理的的范围已已包括各各种电压压等级的的载波机机、继电电保护收收发信机机、载波波数据传传输装置
30、置(如配配网自动动化和抄抄表系统统的载波波部分)和电力力线上网网调制解解调器。目目前大多多数高压压及中压压电力线线载波机机生产企企业已按按照生产产许可证证的要求求建立了了较为完完善的质质量体系系。6 线路路噪声大大电力线路路作为通通信媒介介带来的的噪声干干扰远比比电信线线路大得得多(见见图1.5),在高压压电力线线路上,游离放放电电晕晕、绝缘缘子污闪闪放电、开开关操作作等产生生的噪声声比较大大,尤其是是突发噪噪声具有有较高的的电平。图 1.5 水水平排列列电力线线通道杂杂音波形形( a) 中相相耦合; ( b) 边相耦耦合; ( cc) 分分裂相耦耦合; ( dd) 工工频电压压波形根据国外外
31、资料描描述, 电力线线的噪声声特性可可分为 4种类类型：1) 具有平滑滑功率谱谱的背景景噪声, 其噪噪声的功功率谱密密度是频频率的减减函数, 如电电晕噪声声。其噪噪声特性性可以用用带干扰扰的时变变线性滤滤波模型型来描述述。2) 脉冲噪声声, 由开开关操作作引起, 这种种噪声与与电站操操作活动动的关系系较大。3) 电网频率率同步的的噪声,主要由由整流设设备产生生。4) 与电网频频率无关关的窄带带干扰, 主要要由其他他电力设设备的电电磁辐射射引起。一般电晕晕噪声电电平大致致为: 2200 kVV, - 255 dBB; 1110kkV, - 335 ddB(带带宽为55 kHHz)。在在工业区区、
32、沿海海地区、高高拔地区区、新线线路、升升压线路路上噪声声电平还还将增高高 1dBB左右。因因此,电力线线载波机机一般都都采用较较大的输输出功率率电平( 377 449 ddBm)来获得得必要的的信噪比比。7线路阻阻抗变化化大高压电力力线阻抗抗一般为为300040008,在线路路上呈波波动状态态,现场实实测表明明,在波动动幅度达达到1PP 2左左右时,对载波波通道衰衰减将产产生严重重的影响响。在通通道加工工不合理理、不完完善、存存在容性性负载以以及分支支线时,会加剧剧载波通通道的阻阻抗变化化甚至中中断通信信。低压压用户配配电网载载波通道道的阻抗抗变化更更大(见见图 11.6),这使得得载波装装置
33、不能能采用固固定的阻阻抗输出出。图1.66低压用用户配电电网阻抗抗特性(两曲线线是在同同一低压压电力线线网的不不同地点点测得的的)8线路衰衰减大且且具有时时变性高压电力力线载波波通道衰衰减与频频率的平平方根成成正比(见图11.7) ,且具具有时变变性。工工频运行行方式的的改变、分支线的长短以及绝缘子污秽刮、强风、下小雨、线图1.772200kV对对称高压压线路衰衰减特性性路冰凌及及阻波器器调谐线线圈性能能等多种种因素会会对载波波通道的的衰减产产生影响响。为此此,电力线载载波机必必须设置置大于330dBB范围的的自动增增益调整整电路5。一般来来说,从5000 kkV到2220VV(电压压等级从从
34、高到低低),电压越越低线路路衰减越越大,时变性性越强,建立通通道越困困难。有有时在中中压或低低压配电电网载波波通道的的衰减大大到难以以实现通通信的状状况时, 设计计人员不不得不采采用特殊殊的通信信方式或或设计多多通道电电路来自自动进行行选择。9网络应应用要求求更高现代通信信对电力力线载波波的要求求也更侧侧重于网网络方面面,需要要将原先先仅限于于通道的的概念扩扩展为网网络概念念以往的的电力线线载波机机主要靠靠自动盘盘和音转转接口实实现小范范围的联联网。而而将载波波机与调调度机协协同考虑虑,实现现载波机机协同变变电站调调度机的的组网应应用, 以及适适当设置置能够与与通信网网监测系系统接口口的数据据
35、采集变变送器,应当是是近几年年考虑的的问题。电电力线载载波在中中、低压压线路上上的应用用在开始始阶段就就是建立立在网络络应用的的基础之之上的。二 高压压电力线线载波（一）定定义高压电力力线载波波通信技技术，指指应用于于35kkV及以以上电压压等级的的电力线线载波通通信技术术。载波波线路状状况良好好，主要要传输调调度电话话、远动动、高频频保护及及其它监监控系统统的信息息。（二）高高压电力力线载波波的分类类在高压电电力线载载波设备备中，根根据国家家质监总总局电电力线载载波机产产品生产产许可证证换（发发）证实实施细则则6可分为为四类：1 模拟拟电力线线载波机机采用模拟拟调制方方式（如如SSBB单边带
36、带调制）将将频率搬搬移到线线路频带带进行传传输，其其线路频频谱传输输的信号号为模拟拟信号。2 数字字化电力力线载波波机采用模拟拟调制方方式（如如SSBB单边带带调制）将将频率搬搬移到线线路频带带进行传传输，其其线路频频谱传输输的信号号为模拟拟信号。在在频率搬搬移过程程中，采采用数字字信号处处理（DDSP）技技术。3 全数数字电力力线载波波机采用数字字编码技技术，并并利用数数字调制制方式将将多路输输入信号号经数字字处理后后还到线线路频带带进行传传输，其其线路传传输的信信号为已已调制的的数字信信号。4 继电电保护收收发信机机利用高压压电力线线作为媒媒介进行行继电保保护信号号传输的的设备7。（三）高
37、高压电力力线载波波通道的的组成电力线载载波通信信是利用用电力线线作传输输媒介的的一种通通信方式式，为使使电力线线兼用于于载波通通信目的的，需要要装设耦耦合装置置，包括括耦合电电容器(或电容容分压器器)、线线路阻波波器、结结合设备备及高频频电缆等等，8如图2.1所示示耦合装置置使载波波信号进进入电力力线，使使其从电电力线引引出时损损耗较小小，使通通信设备备和电力力线的工工作电压压、操作作过电压压、雷电电过电压压隔开，减减少一次次设备对对载波信信号引起的的分流损损失，并并使通道道的线路路阻抗不不受电力力系统操操作的影影响。1 耦合合电容器器主要用于于工频(50HHz 或或60HHz)高高压及超超高
38、压交交流电力力线路中中，以实实现高频频载波通讯、测测量、控控制、过过电压保保护及抽抽取电能能等目的的。耦合合电容器器(或电电容分压压器连接接在结合合设备和和电力线线之间，具具有承受受高电压压的性能能。耦合电容容器的费费用随电电容量的的增加而而增加很很多，耦耦合装置置的通频频带宽度度又决于耦合合电容器器的电容容量。因因此，建建议对于于2200kV以以下线路路选用1100000pFF；2200及以上线线路选用用50000pFF9。图2.11 电力力线载波波电路的的结构92 线路路阻波器器阻波器一一般由电电感形式式的主线线圈、调调谐元件件及保护护元件组组成，串串联在高高压电力线上载载波信号号连接点点
39、与相邻邻的电力力系统元元件(如如母线、变变压器等等)之间间。跨接接于主线线圈的调调谐元件件，经适适当调谐谐可使阻阻波器在在一个、多多个载波波频率或或载波频频带内呈呈现较高高的阻抗抗，而工工频阻抗抗则可忽忽略不计计。高频频阻波器器是并联联谐振回回路，其其谐振频频率为线线路的载载波频率率，对线线路上的的高频载载波信号号呈现很很大的阻阻抗，目目的是为为了阻止止高频电电流流向向母线，使使高频电电流只在在本线路路上流动动，尽可可能多的的工作讯讯号送向向对端负负载。但但高频阻阻波器对对工频电电流和其其他非谐谐振频率率不起阻阻碍作用用。用于提高高线路阻阻波器阻阻塞效果果的调谐谐元件有有几种电电路。一一种具有
40、有单频调调谐性能，在一一个载波波频带内内呈现高高阻塞阻阻抗。另另一种具具有双频频调谐性性能，在在两个不不相邻的载波波频带内内呈现高高阻塞阻阻抗。还还有一种种具有宽宽频带调调谐性能能，在一一个较宽宽载波频带内内呈现高高阻塞阻阻抗。为为保证阻阻塞效果果，建议议按电阻阻分量法法调谐，一一般分流流损失国家家标准不不应超过过2.66dB，这这相当于于阻波器器阻塞电电阻为线线路特性性阻抗倍倍数的情情况。3 结合合设备用于电力力线载波波通道中中，串接接在耦合合电容器器低压端端和通信信终端机机之间，和和耦合电容一一起实现现载波信信号传输输和工频频电流的的隔断。适适用于载载波通信信通道，能能抵消耦合电容容低压端
41、端对地的的杂散电电容。结结合设备备与耦合合电容器器一起，在在电力线线和高频频电缆之间间传输载载波信号号。结合设备备由以下下基本元元件组成成：接地刀闸闸：在维维修和其其他需要要的情况况下，将将结合设设备的初初级端子子直接有有效地接地，保保证设备备和人身身安全；避雷器：限制来来自电力力线的瞬瞬时过电电压；排流线圈圈：为通通过耦合合电容器器的工频频电流提提供接地地通路；调谐元件件(包括括匹配变变量器)：与耦耦合电容容器一起起组成高高通、带带通滤波波器或其其他网络络，以提提高载波波信号的的传输效效率。4 高频频电缆高频电缆缆接在结结合设备备的次级级端子和和载波机机之间，按按照载波波机载波波输出输输入端
42、不同阻阻抗的要要求，可可以用不不对称电电缆(同同轴电缆缆)，也也可用对对称电缆缆。同轴轴电缆的的阻抗值值一般为为75；对称称电缆的的阻抗值值一般为为1500。我我国主要要采用同同轴电缆缆。采用同轴轴电缆时时，屏蔽蔽层的接接地有不不同的方方法。如电缆处处于同一一个接地地网范围围内，有有两种接接地方法法：一种种是将同同轴电缆缆屏蔽层的两端端都接地地，另一一种是只只在载波波机一端端将同轴轴电缆的的屏蔽层层接地。（四）新新技术环环境下高高压电力力线载波波面对的的几个问问题1 急需需制定高高压数字字电力线线载波机机的国家家标准或或行业标标准目前高压压电力线线载波机机执行的的是国家家标准GGB/ 7255
43、5-119888“单边带带电力线线载波机机”，该标标准等效效于国家家电工委委员会IIEC制制定的IIEC 4955:19993“单边带带电力线线载波机机”标准。另另外，由由于国内内电力线线载波机机多复用用远动信信号，为为此电力力行业补补充了DDL/TT7455-20001“复用型型单边带带电力线线载波机机远动信信号接口口”标准。这这些标准准对电力力线载波波机的输输入输出出特性，存存储及运运输条件件，工作作条件，电电磁兼容容特性，复复用信号号通道等等性能参参数进行行了规定定。在当当时制定定标准的的年代当当中，未未考虑到到数字电电力线载载波机的的参数条条款。当当今在全全数字电电力线载载波机已已经广
44、泛泛应用的的现状下下，在数数字电力力线载波波机的制制式，参参数以及及原来的的某些测测试项目目均已不不适合或或不适用用。2 电力力线载波波通信设设备的总总体制式式需要同同国际接接轨国内电力力线载波波机由于于沿袭以以往的基基本形式式，绝大大部分为为传输语语音+远远动信号号，带自自动盘；而国际际上通行行的电力力线载波波机制式式为基本本型：语语音+保保护；复复用型：话音+保护+远动，并并且不带带自动盘盘。这种种差异的的产生原原因可能能是考虑虑到载波波机带自自动盘减减缓独立立运行比比较方便便，保护护信号不不随载波波机传输输而采用用专门的的继电保保护收发发机传输输比较可可靠等等等，这些些观点在在当时被被理
45、解为为符合中中国国情情。但是是在当前前国际化化市场下下和国内内载波技技术发展展和质量量提高的的形式下下，电力力线载波波机不再再限于点点对点独独立运行行，而要要考虑组组网运行行和实现现多功能能，并且且在制式式上同国国际接轨轨，为实实现电力力线载波波机设备备跨出国国门创造造条件。3高压电电力线载载波通信信设备的的生产许许可证管管理根据国家家质监总总局电电力线载载波机产产品生产产许可证证换（发发）证实实施细则则的规规定，电电力线载载波机产产品属于于国家强强制性生生产许可可证管理理的产品品，凡是是在中国国境内产产生并在在境内销销售电力力线载波波机产品品的企业业，必须须到当地地质量技技术监督督局生产产许
46、可证证办公室室提出申申请，并并到电力力工业通通信设备备质量检检验测试试中心检检验，接接受生产产条件审审查组的的生产条条件审查查。三 中压压电力线线载波（一）定定义中压电力力线载波波是指用用于100kV电电压等级级的电力力线载波波通信技技术。载载波线路路状况较较差，主主要传输输配电网网自动化化信息和和大用户户抄表记记录。（二）中中压电网网的电力力线通信信通道分分析研究中压压电力网网络对中中高频载载波信号号的传输输问题是是电力线线通信技技术应用用环节的的核心问问题之一一。中压压电网的的通信是是配电自自动化的的关键，是是电力线线通信得得以广泛泛推广的的重要领领域，更更是对新新一代电电力线通通信技术术突出性性能的检检验。传统的高高压线路路载波技技术以实实现长距距离的两两点通信信为目标标，为此此，在线线路两端端加设阻阻波器，在在防止区区内信号号泄漏的的同时也也避免区区外信号号及噪声声进入本本区段。这这种点对对点的封封闭式的的通信不不适合现现代工业业控制及及民用领领域的应应用要求求。配电电网载波波通信的的理想模模式应当当是开放放式、网网络化通通信，全全网不加加设阻波波器，阻阻波器的的存在将将成为配配电网电电力线通通信网络络化的主主要