低压电力线载波通信传输特性的.研究

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1、南京理工大学硕士论文务功能，已成为电力行业和通信行业研究的重点。1．2电力线载波通信的基本原理及系统组成1．2．1电力线载波通信的基本原理载波通信按传输媒介的不同可分为明线载波通信、对称电缆载波通信、同轴电缆载波通信、微波载波通信、海底电缆载波通信、电力线载波通信等。电力线载波同其他载波通信不同的是传输媒介的不同，它是利用铺设好的电力线作为载波通道的通信方式。电力线载波通信可以在电力线通道上实现多路通信，它以调制为基础，根据频率搬移、频率分割的原理，将原始信号对载波进行一次或多次调制，搬移到不同的线路传输频

2、带，然后送到线路上传输，不仅可以避开电力线上50Hz信号的干扰，也同时满足多路通信的通信需要。参照图l2l电力线载波通信的系统组成图，待发信号通过载波机或其他调制器转变为高频载波信号，经耦合装置加到电力线上，通过电力线传送到对方，再由耦合装置和解调装置将信号取下来并还原为原始信号，这就是电力线载波的通信过程的最简单的描述。载波信号的频率范围下限受到耦合装置和工频谐波干扰的限制，上限受到无线电广播频带的限制，一般为30～500KHz。1．2．2电力线载波通信的系统组成电力线载波通信主要是由载波加工设备和载波通

3、道两部分组成的。其中，载波加工设各主要是由载波机、调制芯片等构成，主要是完成待发信号的载波调制功能，使该信号转变为适合在线路上传输的高频信号；高载波通道主要由耦合装置和电力线路组成，主要是用于信号的传送，载波通道设计的好坏直接影响着传输的质量问题。，T2“眶山3t图l2l电力线载波通信的基本组成示意图l-阻波器2．耦合电容器3．结合滤波器4．载波机卜耋里翌里三查兰堡主笙奎——阻波器串联在电力线和耦合电容器之间，其作用是阻止载波电流通过阻波器流向电力线，减小载波电流的分流衰减。阻波器设计时对载波频率呈现较大的

4、电阻，而对于工频则阻抗很小。阻波器适用于长途通信中的点对点的通信方式，对于当今开放式的电力网络通信却已成了障碍，在总线型网络结构中，一般不采用阻波器，但同时却造成了许多技术难点，如电力线上的干扰可以畅通无阻的进入高频通道。面二一(a)电容耦合(b)天线耦合(c)变压器耦合图12．2各种耦合方式接线图(f-载波机)耦合电容器连接在电力线上，承受电力线上的高压，对于工频呈现很大的阻抗，防止工频电压进入结合滤波器和载波机，保证设备和人身安全。而对载波电流的阻抗很低，使其耦合衰减很小，从而达到“隔开工频通过高频”的

5、目的。通常用的耦合方式除了上述的电容耦合外，还有天线耦合和变压器耦合方式。如图12．2所示。电容耦合由于效率高而较为常用，天线耦合架设方便但效率低，变压器耦合在1KV以下的配电网较为常用。从耦合装置的接线方式上来分，有相．地接线、相．相接线。相．相接线较相．地接线高频传输衰耗小，稳定性高，但设备较多，接线复杂，目前主要采用相．地接线方式。结合滤波器主要用于补偿耦合电容器的容抗，使载波电流的耦合衰减减至最小。阻波器的另一功能是把经耦合电容泄漏的工频电流通过低阻抗线圈排入地中，保证设备和人身安全。1．2．3低压

6、电力线载波的特点目前信息量的日益膨胀，通信的方式越来越多，通信的速率和质量也越来越高，较为常用的通信方式有电缆通信、微波通信、光纤通信、卫星通信、明线通信等。低压电力线载波通信同这些方式比较有以下特点：一二丁}：南京理工大学硕士论文1性价比较高，投资最少。2通道干扰大，信息容量少3速率不高，最多只能达到几十Kbps4+实时性高，只要电力线一开通，载波通道也就开通了。电力线延伸到那里，载波通道就可以延伸到那里。对于供电公司来说，采用基于电力线载波的通信方式是投资最少、发展前景最为看好的方式，采用这种方式一方面

7、可以实现用户网和供电网之间通信的无缝连接，另一方面可以保证实时性。虽然在硬、软件的改善下已有了很大的提高，但由于低压电力线固有的通信缺陷，传输的速率还不是很高。但是，由于这种通道具有不可比拟的特性，其发展也越来越引人注目。七十年代以来，利用10KV以上的高压电力线作为信号传输通道的电力线载波已经获得了广泛的使用，对高压电力线进行高频信号传输的研究已经非常深入和成熟。但是在220V／380V低压电力线上进行信号传输，与高压电力线载波通信有较大的区别，突出表现在以下几个方面：a特性阻抗的区别。高压电力线阻抗～般

8、为lOOD．400Q，在变电站出端阻抗最低，在线路末端，变压器较少、分支线路少的地方特性阻抗高。低压网络的特性阻抗较低，一般为2Q．10Q，且具有很大的时变性。由于网络结构相差很大，故高压网络与低压网络的特性阻抗相差悬殊。b网络结构的区别。高压网络以分支线路、输配电变压器等一次设备为基本对象构成，网络相对简单，网络元素相对明确、数量少，一般的分支长约几千米；低压网络以220V线路和居民用电的电器为基本元素构成，这