电力线载波通信技术

以输电线路为载波信号的传输媒介的电力系统通信

电力线载波通信（power line carrier communication）以输电线路为载波信号的传输媒介的电力系统通信。由于输电线路具备十分牢固的支撑结构，并架设 3条以上的导体（一般有三相良导体及一或两根架空地线），所以输电线输送工频电流的同时，用之传送载波信号，既经济又十分可靠。这种综合利用早已成为世界上所有电力部门优先采用的特有通信手段。

简介

电力线通信技术（Power Line Communication）出现于 20 世纪 20 年代初期。它是利用已有的低压配电网作为传输媒介，实现数据传递和信息交换的一种手段。应用电力线通信方式发送数据时，发送器先将数据调制到一个高频载波上，再经过功率放大后通过耦合电路耦合到电力线上。信号频带峰峰值电压一般不超过 10V，因此不会对电力线路造成不良影响。

电力线载波通信与一般架空线载波通信的不同点是：在同一电网内可用的频谱范围自8kHz～500kHz，只能开通有限的通道,如每个单向通道需占用标准频带4kHz,则该频带不能重复使用，否则将产生严重的串音干扰。故一般电力线载波设备均采用单路单边带体制，每条通道双向占用2×4kHz带宽,总共61条电路。如果需要开更多电路，则必须采取加装电网高频分割滤波器的隔离措施。

结构

载波机的收发信端用高频电缆经结合滤波器(起阻抗匹配及工频电流接地作用)联接耦合电容器（起隔离工频高压的作用）,将载波电流传送到输电线上,阻波器用以防止载波电流流向变电所母线侧，减小分流损失。

载波电流与输电线的耦合方式分为相相耦合及相地耦合两类。相相耦合传输衰耗较小，但耦合设置投资较大。相地耦合传输衰耗较大，但耦合设置投资较小。在采用对地绝缘的架空避雷线的输电线上（雷击时通过绝缘子的放电间隙对地放电），也可以将载波电流耦合到架空地线上，称为地线载波。如果高压输电线的相导线是分裂导线，则耦合在两条子导线之间开通的载波称为相分裂载波（此时分裂导线间必须彼此绝缘起来）。

发信功率限制

由于载波电流在电力线上传输时会向空间辐射电磁波，干扰该频段内的广播和飞行、航海等导航业务，所以各国政府均对发信功率加以限制，通常10瓦输出可传输几百公里，而某些大于1000公里的线路，也允许将输出功率提高到100瓦。

频带复用

现代大多数电力线载波机，均采用标准4kHz频谱,其中有效传输频带为300～3400Hz。为了节约使用有效频带,采用频分复用技术，将300～2000Hz一段传送话音，2400～3400Hz上音频段传送远动数据或高频保护信号。还有些载波机配有专用的控制接口，利用同一载波通道瞬时切换传送高频保护信号，统称为复用载波机。

信号的传输计算，耦合到输电线上的高频载波电流，随着导线排列和交叉换位的差异，以及耦合方式的不同，其传输规律非常复杂。在设计载波通道时，传输性能的计算以往多用经验公式,不够精确。70年代以后,根据模式传输理论推导了载波电流模式传输计算数学模型，所编制的通用计算程序已经提供了工程上足够精确的计算工具，供设计、制造及运行部门使用。80年代中国所开发的实用化软件，已经达到了国际先进水平。

参考文献

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