电力载波通信的结构原理_电力线载波通信的特点

　　电力载波通信的结构原理

　　电力载波通信的原理是话音信号送入电力线载波机的发送支路后，变成30～500kHz之间的高频信号，经结合滤波设备送到电力线三相电路中的一相上，高频信号经电力线送到对方后，由对方的结合滤波设备送人载波机的接收支路还原成话音信号。

　　采用输电线路构成的载波通道方式主要有以下两种。

　　（1）相制通道：利用输电线路的两相导线作为高频通道。该方式高频电流衰耗小，但需要两套构成高频通道的设备，投资大，我国很少采用。

　　（2）相一地制通道：即在输电线路的同一相两端装设高频耦合和分离设备，将收发信机接在该相导线和大地之间（该相称为加工相）。这种接线方式的缺点是高频电流的衰减和受到的干扰都比较大，但由于只需装设一套构成高频通道的设备，比较经济，因此在我国的前期电力系统得到了广泛应用。相地制电力线高频通道的构成如图1-11所示。连接载波机和电力线路的部分称为结合设备，它包括耦合电容器CI、调谐电容器C2、变压器T及高频电缆。结合设备的作用是连接载波机和电力线，构成高频信号的传输通路，并且阻止电力线上的高电压、大电流进入载波机，保障通信设备和通信人员的安全。串接在发电厂或变电站与电力线路之间的高频阻波器的作用是阻止高频电流漏人发电厂或变电站，减少高频电流在传输中的损失。阻波器由电感和电容组成，其中的电感线圈应能使强大的工频电力电流顺利通过，因此称为强流线圈。

　　

　　图1 11中利用输电线路构成的载波通道具体由以下几部分组成（内中参数以早期高频保护所用为例）。

　　1）输电线路。用以传送高频信号。

　　2）高频阻波器。高频阻波器是由电感线圈和可调电容组成的并联谐振回路。当其谐振频率为选用的载波频率时，对载波电流呈现很大的阻抗（在lOOOΩ以上），从而使高频电流限制在被保护的输电线路以内（即两侧高频阻波器之内），而不致流到相邻的线路上去。对50Hz工频电流而言，高频阻波器的阻抗仅是电感线圈的阻抗，其值约为0. 04Ω，因而工频电流可畅通无阻。

　　高频阻波器不但可以减小通道衰耗，而且能起到均匀通道衰耗特性的作用。高频阻波器可分为单频阻波器（只有一个阻塞频带）、双频阻波器（有两个阻塞频带，可阻塞两个不同频率的高频信号）和宽频阻波器（有相对较宽的阻塞频带，用于一回输电线的一相上有可能同时装设几台载波机的情况，目前有阻带为85～500kHz和40～500kHz两种）三类。

　　3）耦合电容器。耦合电容器的电容量很小（约为0. 005μF），对工频电流有很大的阻抗，可防止工频高压侵入高频收发信机；而对高频电流则阻抗很小，电流可顺利通过。

　　4）结合滤波器（又称连接滤波器）。结合滤波器与耦合电容器共同组成带通滤波器。由于电力架空线路的高频波阻抗约为400Ω，高频电缆的波阻抗为100Ω或75Ω，因此，为减小高频信号的衰耗，使高频收信机收到的高频功率最大，就利用结合滤波器与它们起阻抗匹配的作用；同时还利用结合滤波器进一步使高频收发信机与高压线路隔离，以保证高频收发信机与人身的安全。

　　5）高频电缆。高频电缆的作用是将户内的高频收发信机和户外的结合滤波器连接起来。

　　电力线载波通信的特点

　　电力线路是用来传输电能的，电力线路被兼做通信使用是对电力线路的重复使用，电力线载波通信的主要特点如下。

　　（1）经济可靠。电力线路载波通信利用十分坚固的电力线路传递信号，超高压电力线路的绝缘水平很高，导线粗、强度大、杆塔牢固，因此可靠性极高；同时不需要单独架设通信线路和进行线路维护，虽然在两端要增加载波机和高频阻波器及结合设备，但是只要通信距离在30～50km以上，就比一般有线通信便宜，而且在载波机的有效通信距离内，通信距离越长越经济，节省投资。

　　（2）杂音较大。电力线上的电压很高，存在着电晕、绝缘子放电等现象，这些都将对通信产生杂音干扰，为了保证通信质量满足信号和杂音比值的要求，必须提高信号功率，电力线载波机的发信功率都比较大，一般架空明线载波机的输出功率仅0. 1W左右，而电力线载波机则需要几瓦、几十瓦以至上百瓦的输出功率，但其通信距离并不比明线载波长。即使是采用大功率输出的载波机，与其他有线通信相比，杂音仍然较严重。

　　（3）频率范围窄，通道容量小。电力线载波机的高频频率范围是30～50kHz，以每路信号占4kHz为例，仅能装设117种不同频率的载波机，因此通道的容量比较小。为了传递远动等其他信息，在电力线载波机的每路4kHz频带范围内，通常只用300～2300Hz，甚至300～2000Hz传递话音。因电力线载波机的话音频带很窄，故双方通话时的音色、音调比较差。