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1、,第四章 常用远动通道,学 院：信息与电气工程学院专 业：农电与电气工程主讲教师：纪建伟,第四章 常用远动通道,当前电力系统正在向大电网、大电厂、大机组、超高压、综合自动化的方向发展，为了确保电网安全、经济、可靠地运行，为了确保远动、继电保护、语言信号、各种画面准确无误地传输，开发高质量、高效率的电力传输系统已是事所必然。,数据传输网是远动系统中最关键和最根本的一环，它的可靠性对整个调度自动化系统影响很大。统计指出：信道故障占通调自动化系统故障的50.60。其原因是信道抗干扰能力薄弱。,4.1 电力载波通信,一、载波通信原理 1、通常话音信号占用的频率是0.32.3KHZ，而远动信号占用的频率
2、为2.43.4KHz，如果将这些信号在输配电线路中直接传送会发生下述问题：1)话音和远动信号与50Hz的工频交流频差较小，难以用滤波方法区分。2)由于话音和远动信号频率低，传送的距离小。为此，可将话音和远动的信号寄载于频率为40500kHz的高频波上，以克服上述缺点。承载的高频波称为载波，因此，这种通信方式称为载波通信。,2、信号寄载高频信号的方法 所谓话音和远动信号寄载于高频信号的方法，就是话音和远动信号如何依附上高频信号，其办法有三：1)调幅：即使高频信号幅值随话音和远动信号而变化。2)调频：即使高频信号的频率随话音和远动信号而变化。3)调相：即用话音和远动信号来改变高频信号的相位。,二、
3、载波通信系统的组成,载波通信系统由载波机、电力线路和耦合装置组成。1、载波机 载波机系为高频振荡发生器。用户甲的话音和远动信号，送入载波机A，调制载波的幅值、频率或相位，调制后的有用信号沿高压输电线路传送至乙方。乙方收到信号后，经耦合装置送入载波机召，载波机B应将依附在高频载波上的话输电线路音和远动信号取出来，取出话音和远动信号的操作称为解调。解调后的信号方是户乙所需自信号，送给用户乙等待处理。,微波通信的中继方式,2、高频通道 高频通道是高频信号所要走行的部分，其组成部件有：(1)电力线路其输送50HZ工频交流，也传输高频信号。(2)耦合电容耦合电容器是高压架空电力线路和载波通信设备的耦合元
4、件，其电容通常为100010000pF。如此数量的电容值，使高频电流甚易通过。而对50Ha的工频交流将产生很大的阻抗，以阻碍低频电流的通过。,3、阻波器阻波器是串接在高压电力线路中的电感线圈，阻波器的作用是：1)对50&的工频交流，其阻抗很小，将不会影响工频交流沿电力线路的正常传递。2)对高频载波，其阻抗很大，通常阻抗值在8000以上，以便高频电流在阻波器上形成高频电压，经耦合电容器传送给载波器。如此，可降低高频电流的损耗，改善传输稳定性。,4、结合设备其接在耦合电容和高频电缆之间，其作用是：与耦合电容联合形成高通滤波器，以使载波机的高频信号耦合到高压电力线路上去；而把通过耦合电容的50Hz的
5、工频交流导人大地，以确保人身和设备的安全。5、高频电缆其接在载波机和结合设备之间，作为高频电流的传输通道。,4.2 微波通信,1、微波通信的频率和波长 1)微波通信与电力载波通信的不同点是：电力载波是靠电力线路传输信息的有线通信，微波是靠无线电波传送信息的无线通信方式。2)微波的频率为300MHZ300GHz，波长为1m1mm,，传播速度约等于光速，即3l06m/s，直线传播。,微波通信的中继方式,2、微波通信的中继方式 1)微波在空间传播的过程中，要不断的消耗能量，且频率越高、波长越短、能量衰减的越快。为了能使微波进行长距离的传送，必须补充微波的能量，因此，在微波传送的路程中设置许多中继，所
6、谓中继就是“接力”。在中继站中对微波损失的能量予以补充。,2）设置中继站的另一目的是因为微波是直线传播的，经一段距离后，其将会脱离地球表面而射向天空，为保证微波能沿地球表面传播，设置中继站是必须的。,光纤通信是以光波作载波，光纤为传输介质的通信方式。光纤通信的原理框图见7.34。电端机输出的电信号经电光转换器件变成光信号，光信号耦合到光纤，并沿着光纤向接,4.3 光纤通信,收端传导。在接收端经光电转换器件，把光信号恢复为电信号并妻漱端的电端机。电端机是常规的电子通信设备。电光转换是由半导体激光器或发光二极管实现电光调制，即用电端机输出的电信号驱动光源(半导体激光器或发光二极管)，使其输出强度随
7、电信号变化的光信号。光电转换通常则由光电检波器件，如光电二极管等完成，它们把光信号转换为电信号，经放大和整形处理后送给电端机。,光纤数字通信系统,光纤数字通信系统一般是指以传送数字话音为主的光纤通信系统，它主要由脉冲编码调制PCM(Pulse Code Modulation)终端设备、数字复用设备、光端机、光缆和光中继设备成，如图7-35所示。,PCM终端的作用是将连续信号的采样值变成数字信号，也可以完成它的逆变换。数字复用设备把低次群的数字信号复接成高次群的数字信号，也可以完成它的逆过程。光端机的主要任务是实现电一光变换和光一电变换。光中继器完成来自两个方向的光一电变换和电一光变换。,光纤通
8、信也分为数字通信和模拟通信两类。光纤模拟通信是以模拟电信号对光源的光强进行调制，得到光强随模拟电信号变化的模拟光信号。光纤数字通信则是以数字脉冲电信号对光源的光强进行调制，得到数字光信号，即光脉冲信号。,4.4 卫星通信,卫星通信是一种特殊的微波中继通信，是微波中继传输技术与空间技术的结合。它把中继站设在地球的同步卫星上，终端站设在地球上，称地面站，从而形成中继距离长达几千千米至几万千米的传输线路。卫星中包含了多个接收器放大器发射器部件，称作转发器各转发器的工作频率设置稍有不同。地面上的各个发射站点称作上行链路地面站，它们发射狭窄的微波信号束(频段通常在59256425MHz)到卫星。卫星则充
9、作中继站，其上面的每个转发器接收一个发射信号，并将信号放大，然后以一个不同的频率(频段一般在37004200MHz)将信号重新发射回地面。,卫星通信覆盖面积广，一个同步卫星的视角约为1200，原则上三个这样的卫星如果轨道均匀分布就可以覆盖从北纬600到南纬600的地球表面。在卫星天线波束覆盖的整个区内的任何一点，都可设置地面站，这些地面站可以共用一颗通信卫星来实现双边或多边通信，便于实现多址连接且通信距离远。,地面通信线路的成本随距离的增加而提高，而卫星通信与距离无关。采用卫星通信必须租用或拥有一个星上应答器，并具有必要的上行和下行联络设备。采用卫星通信可以利用GPS全球定位系统来统一时钟，提高SOE分辨率指标。卫星通信作为光纤、微波等其他通信方式的相互补充和升级，在电力系统通信中是大有发展前途的。,
