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1、 電力系統(tǒng)通信技術 電力線載波通信系統(tǒng) 1.概述 電力線載波通信( Power Line Carrier PLC)是利用輸電線作為 傳輸通路的載波通信方式,用于電力系統(tǒng)的調度通信、遠動、 保護、生產指揮、行政業(yè)務通信及各種信息傳輸。 一、電力線載波通信的特點 1、獨特的耦合設備(電力線上有工頻大電流通過,載波通信設 備必須通過高效、安全的耦合設備才能與電力線相連。這些耦 合設備既要使載波信號有效傳送,又要不影響工頻電流的傳輸, 還要能方便地分離載波信號與工頻電流。此外,耦合設備還必 須防止工頻電壓、大電流對載波通信設備的損壞,確保安全。) 2、線路頻譜安排的特色性(決定因素:電力線本身的高頻特
2、 性;避免 50Hz工頻的干擾;考慮載波信號的輻射對無線電 廣播及無線電通信的影響。我國統(tǒng)一規(guī)定電力線載波通信使用 的頻率范圍為 40 500kHz。 3、線路存在強大的電磁干擾(由于電力線上存在強大的電暈等 干擾噪聲,因此要求電力線載波設備具有較高的發(fā)信功率,異 獲得必須的輸出信噪比) 二、電力線載波通信方式分類 1、按照電力線電壓等級劃分 高壓電力線載波指應用與 35kV及以上電壓等級的載波設備。載 波線路狀況良好。主要傳輸調度電話、遠動、高頻保護及其他 監(jiān)控系統(tǒng)的信息,用于特高壓線路的電力線載波設備。 中壓電力線載波指應用與 10kV電壓等級的電力線載波通信設備。 載波線路狀況較差,主要
3、傳輸配電網自動化、小水電和大用戶 抄表信息。 低壓電力線載波指用于 380v及以下電壓等級的電力線載波通信 設備。載波線路狀態(tài)極差,主要傳輸電力線上網、用戶抄表及 家庭自動化的信息和數據。 2、從使用的帶寬角度劃分 從使用的寬帶角度來說,電力線載波通信分為寬帶電力 線載波通信( Brodband Power Line Communication,BPLC)和窄帶電力線載波設備。所謂 電力線寬帶通信技術就是指帶寬限定在 2M 30MHz之間、 通信速率通常在 1Mbit/s以上的電力線載波通信技術, 它多采用先進的 OFDM技術,實現高速數據傳輸。所謂窄 帶電力線載波通信技術就是指帶寬限定在 3
4、 200kHz、 通信速率小于 1Mbit/s的電力線載波通信技術,它所采 用普通的 PSK技術。 2.電力線載波通信系統(tǒng) 一、電力線載波通信系統(tǒng)構成 電力線載波通信系統(tǒng)主要由 電力線載波機、電力線和 耦合設備 構成,如圖 3-1所示。其中耦合裝置包括 線路 阻波器 GZ、耦合電容器 C、結合錄波器 JL(又稱結合 設備)和高頻電纜 GL,與電力線一起組成電力線高頻 通道。 1、各組成部分的作用 1)電力載波機是電力線載波通信系統(tǒng)的主要組成部分,主要實現 調制和解調,即在發(fā)端將音頻搬移到高頻段電力線載波通信頻率 ,完成頻率搬移,載波機性能好壞直接影響電力線載波通信系統(tǒng) 的質量。 2)耦合電容器
5、 C和結合錄波器 JL組成一個帶通濾波器,其作用是 通過高頻載波信號,并阻止電力線上的工頻高壓和工頻電流進入 載波設備,確保人身。設備安全。 3)線路阻波器 GZ串聯在電力線和母線之間,是對電力系統(tǒng)一次設 備的 “加工 ”,故又稱 “加工設備 ”。加工設備的作用是通過電力電 路,阻止高頻載波信號漏到變壓器和電力線分支線路等電力設備 ,以減小變電站和分支線路對高頻信號的介入損耗及同一母線不 同電力線上的衰耗。 結合設備連接載波與輸電線,包括高頻電纜,作用是提供高頻信號 通路。輸電線既傳輸電能又傳輸高頻信號 1)、電力線載波機的特點 電力線載波機是將音頻信號調制到高頻載波上,并通過電力線傳 送信息
6、的載波通信設備。其特點: 1、電力線上噪聲電平很高, 為保證接受端信噪比符合要求,載波機發(fā)送功率較大(約為 1 100W) 2、為集中利用發(fā)送功率,一臺載波機的路數較少。 3、電 力線上載波信號的傳輸衰減電力系統(tǒng)運行方式及自然狀況的影響 ,接收機應具有較好的自動電平調節(jié)系統(tǒng),在接受信號電平變化 較大的情況下,仍使音頻輸出電平變很小。 4、主要用來傳送電 力調度及安全運行所需的電話、遠動、遠方保護信號??梢詮秃?傳送這些信號,稱為復用機,而專門傳送其中一些信號的,稱為 專用機。 2.電力線載波機 2、調制方法 電力線載波機采用的調制方式主要有雙邊帶 幅度調制、單邊帶幅度調制和頻率調制三種 ,其中
7、單邊帶幅度調制方法應用最為普通。 遠動信號是脈沖序列。為使它能和話音信號同時 傳輸,需經過調制解調器將脈沖信號調制在遠動 信號頻段內的音頻上,然后才能通過送入載波機 的遠動入口。所以,對電力線載波機而言,遠動 信號是指已調的音頻信號,通常采用頻移鍵控( FSK)方式傳輸。 遠動保護信號也是音頻信號。遠動保護裝置在發(fā) 生電力事故時,需要可靠的將信號傳送到遠方。 一般這種信號的傳輸時間極短,因此經常在傳輸 遠動保護信號時,先停送話音、遠動、呼叫信號 等遠方保護信號傳送完后,再繼續(xù)傳送其他信號 這是一種時間交替?zhèn)鬏數膹陀梅椒ǎ捎跁r間極短 ,并不影響其他信號的傳輸,同時可以全功率傳輸 遠方保護信號,
8、確保保護信號的可靠性。 自動電平調節(jié)系統(tǒng) 電力線載波所用的高頻通道的傳輸特性非常不穩(wěn)定 ,它的線路衰減隨氣候條件、電力設備的操作和線 路故障有很大的變化。為保證通信質量,在收信端 口設有自動電平調節(jié)系統(tǒng),用于補償高頻通道在運 行過程中的衰減變化,保證收信段傳輸電平的穩(wěn)定 。 電力線載波機的主要技術指標 載波通道傳輸的好壞直接影響用戶對通信的滿 意程度,為了評價載波通路傳輸質量的好壞, 提出傳輸信號電平、通路凈衰耗頻率特性、通 路振幅特性、通路穩(wěn)定度、通路雜音、通路串 音、載波同步、回音與群時延和振鈴邊際等, 作為電力線載波機的主要技術指標,這些電氣 指標是載波通信系統(tǒng)設計、安裝和維護運行的 依
9、據。 電力線載波機的技術指標應滿足國標 GB/T7255- 1995單邊帶電力載波終端機、 IEC495單邊帶 電力線載波終端機及 ITU-T有關建議。 診斷與故障處理 信號顯示元件:運行期間面板上的信號 LED LED“OK/BGAL 狀態(tài) 原因 不亮 1.電源關閉 2、系統(tǒng)故障 綠燈亮 系統(tǒng)正常,非測試模式說臨時設置被激活 綠燈緩慢閃亮 系統(tǒng)正常但是任何測試模式或臨時設置被激活 綠燈快速閃亮 診斷模式 紅燈亮 插件告警( BGAL),非測試模式或臨時設置被激活 紅燈緩慢閃亮 插件告警( BGAL),而且任何測試模式或者臨時設置 被激活 紅燈快速閃亮 插件告警( BGAL),而且在診斷模式下
10、 LED”RX-AL 狀態(tài) 原因 不亮 1、電源關閉 2、系統(tǒng)故障 綠燈亮 接受正常、沒有導頻告警、 AGC告警、信噪比告警 綠燈緩慢亮 AGC達到極限( AGC告警產生) 綠燈快速亮 信噪比告警 紅燈亮 MODDSP錯誤 紅燈緩慢亮 電平告警、導頻告警產生 紅燈快速亮 ADC溢出 LDC”DP” 狀態(tài) 原因 不亮 1、電源關閉 2、業(yè)務 DP停止 3、啟動 DPDSP前錯誤發(fā)生 綠燈亮 數據泵時鐘同步;復接器 MUX時鐘同步 綠燈緩慢亮 數據泵時鐘同步;復接器 MUX時鐘不同步 綠燈快速亮 信號發(fā)生器打開,測試配置(例 SMUX自環(huán)) 紅燈亮 數據泵錯誤 紅燈緩慢亮 數據泵時鐘不同步 紅燈快速亮 XMUX告警 LED“FSK” 狀態(tài) 原因 不亮 1、電源關閉 2、業(yè)務停止 3、啟動 FSKDSP前錯誤發(fā)生 綠燈亮 FSK正常 綠燈緩慢亮 RX監(jiān)視告警 信號質量告警 綠燈快速亮 TX信號溢出 紅燈亮 FSKDSO錯誤(延長顯示時間) 紅燈緩慢亮 電平告警( PAL) 紅燈快速亮 配置告警(至少參數超出范圍) LED“STEL” 狀態(tài) 原因 不亮 維護電話停止 綠燈亮 STEL運行中 綠燈緩慢亮 綠燈快速亮 信令(呼叫請求)