电力线载波通信系统

电力系统通信技术电力线载波通信系统1.概述电力线载波通信（PowerLineCarrierPLC)是利用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。一、电力线载波通信的特点1、独特的耦合设备（电力线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。）2、线路频谱安排的特色性（决定因素：①电力线本身的高频特性；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电通信的影响。我国统一规定电力线载波通信使用的频率范围为40～500kHz。3、线路存在强大的电磁干扰（由于电力线上存在强大的电晕等干扰噪声，因此要求电力线载波设备具有较高的发信功率，异获得必须的输出信噪比）二、电力线载波通信方式分类1、按照电力线电压等级划分①高压电力线载波指应用与35kV及以上电压等级的载波设备。载波线路状况良好。主要传输调度电话、远动、高频保护及其他监控系统的信息，用于特高压线路的电力线载波设备。②中压电力线载波指应用与10kV电压等级的电力线载波通信设备。载波线路状况较差，主要传输配电网自动化、小水电和大用户抄表信息。③低压电力线载波指用于380v及以下电压等级的电力线载波通信设备。载波线路状态极差，主要传输电力线上网、用户抄表及家庭自动化的信息和数据。2、从使用的带宽角度划分从使用的宽带角度来说，电力线载波通信分为宽带电力线载波通信（BrodbandPowerLineCommunication,BPLC）和窄带电力线载波设备。所谓电力线宽带通信技术就是指带宽限定在2M～30MHz之间、通信速率通常在1Mbit/s以上的电力线载波通信技术，它多采用先进的OFDM技术，实现高速数据传输。所谓窄带电力线载波通信技术就是指带宽限定在3～200kHz、通信速率小于1Mbit/s的电力线载波通信技术，它所采用普通的PSK技术。2.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、电力线和耦合设备构成，如图3-1所示。其中耦合装置包括线路阻波器GZ、耦合电容器C、结合录波器JL（又称结合设备）和高频电缆GL，与电力线一起组成电力线高频通道。1、各组成部分的作用1）电力载波机是电力线载波通信系统的主要组成部分，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。2）耦合电容器C和结合录波器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。3）线路阻波器GZ串联在电力线和母线之间，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路，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。结合设备连接载波与输电线，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1）、电力线载波机的特点电力线载波机是将音频信号调制到高频载波上，并通过电力线传送信息的载波通信设备。其特点：1、电力线上噪声电平很高，为保证接受端信噪比符合要求，载波机发送功率较大（约为1～100W）2、为集中利用发送功率，一台载波机的路数较少。3、电力线上载波信号的传输衰减电力系统运行方式及自然状况的影响，接收机应具有较好的自动电平调节系统，在接受信号电平变化较大的情况下，仍使音频输出电平变很小。4、主要用来传送电力调度及安全运行所需的电话、远动、远方保护信号。可以复合传送这些信号，称为复用机，而专门传送其中一些信号的，称为专用机。2.电力线载波机2、调制方法电力线载波机采用的调制方式主要有双边带幅度调制、单边带幅度调制和频率调制三种，其中单边带幅度调制方法应用最为普通。远动信号是脉冲序列。为使它能和话音信号同时传输，需经过调制解调器将脉冲信号调制在远动信号频段内的音频上，然后才能通过送入载波机的远动入口。所以，对电力线载波机而言，远动信号是指已调的音频信号，通常采用频移键控（FSK）方式传输。远动保护信号也是音频信号。远动保护装置在发生电力事故时，需要可靠的将信号传送到远方。一般这种信号的传输时间极短，因此经常在传输远动保护信号时，先停送话音、远动、呼叫信号等远方保护信号传送完后，再继续传送其他信号这是一种时间交替传输的复用方法，由于时间极短，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。自动电平调节系统电力线载波所用的高频通道的传输特性非常不稳定，它的线路衰减随气候条件、电力设备的操作和线路故障有很大的变化。为保证通信质量，在收信端口设有自动电平调节系统，用于补偿高频通道在运行过程中的衰减变化，保证收信段传输电平的稳定。电力线载波机的主要技术指标载波通道传输的好坏直接影响用户对通信的满意程度，为了评价载波通路传输质量的好坏，提出传输信号电平、通路净衰耗频率特性、通路振幅特性、通路稳定度、通路杂音、通路串音、载波同步、回音与群时延和振铃边际等，作为电力线载波机的主要技术指标，这些电气指标是载波通信系统设计、安装和维护运行的依据。电力线载波机的技术指标应满足国标GB/T7255-1995《单边带电力载波终端机》、IEC495《单边带电力线载波终端机》及ITU-T有关建议。诊断与故障处理信号显示元件：运行期间面板上的信号LEDLED“OK/BGAL状态原因不亮1.电源关闭2、系统故障绿灯亮系统正常，非测试模式说临时设置被激活绿灯缓慢闪亮系统正常但是任何测试模式或临时设置被激活绿灯快速闪亮诊断模式红灯亮插件告警（BGAL），非测试模式或临时设置被激活红灯缓慢闪亮插件告警（BGAL），而且任何测试模式或者临时设置被激活红灯快速闪亮插件告警（BGAL），而且在诊断模式下LED”RX-AL状态原因不亮1、电源关闭2、系统故障绿灯亮接受正常、没有导频告警、AGC告警、信噪比告警绿灯缓慢亮AGC达到极限（AGC告警产生）绿灯快速亮信噪比告警红灯亮MODDSP错误红灯缓慢亮电平告警、导频告警产生红灯快速亮ADC溢出LDC”DP”状态原因不亮1、电源关闭2、业务DP停止3、启动DPDSP前错误发生绿灯亮数据泵时钟同步；复接器MUX时钟同步绿灯缓慢亮数据泵时钟同步；复接器MUX时钟不同步绿灯快速亮信号发生器打开，测试配置（例SMUX自环）红灯亮数据泵错误红灯缓慢亮数据泵时钟不同步红灯快速亮XMUX告警LED“FSK”状态原因不亮1、电源关闭2、业务停止3、启动FSKDSP前错误发生绿灯亮FSK正常绿灯缓慢亮RX监视告警信号质量告警绿灯快速亮TX信号溢出红灯亮FSKDSO错误（延长显示时间）红灯缓慢亮电平告警（PAL)红灯快速亮配置告警（至少参数超出范围）LED“STEL”状态原因不亮维护电话停止绿灯亮STEL运行中绿灯缓慢亮——绿灯快速亮信令（呼叫请求）