第3章__电力线载波通信..

摘要本文介绍了电力线载波通信的发展及特点，文中主要就高压电力线载波通信、中压配电网电力线载波数据通信和低压用户配电网电力线载波通信，以及与其相关的关键技术问题(wèntí)进行了讨论。

关键词电力线载波(zàibō) 通信发展应用0 引言电力线载波（Power Line Carrier - PLC）通信是利用高压电力线（在电力载波领域通常指35kV及以上电压等级）、中压电力线（指10kV电压等级）或低压配电线（380/220V用户线）作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。

近年来，高压电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化时代。

并且，随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要，中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面，电力线载波通信这座被国外传媒喻为“未被挖掘的金山”正逐渐成为(chéngwéi)一门电力通信领域乃至关系到千家万户的热门专业。

在这种形势下，本文旨在通过对电力线载波通信技术的发展及所涉及的一些技术问题的讨论，阐明电力线载波通信的发展历程、特点及技术关键。

1 电力线载波通信的发展(fāzhǎn)及现状1.1 我国电力线载波通信(zǎi bō tōnɡ xìn)的现状电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的，它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。

目前，它更是电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的基础；是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段；是电力系统的重要基础设施。

由于电力通信网对通信的可靠性、保护控制信息传送的快速性和准确性具有及严格的要求，并且电力部门拥有发展通信的特殊资源优势，因此，世界上大多数国家的电力公司都以自建为主的方式建立了电力系统专用通信网[1]。

长期以来，电力线载波通信网一直是电力通信网的基础网络，目前在长达670000km的35kV以上电压等级的输电线路上多数已开通电力线载波通道[1]，形成了庞大的电力线载波通信网。

东北农业大学成栋学院毕业论文论文题目：电力载波通信抄表集中器设计学生姓名：丁修增指导老师：谭克竹讲师所学专业：电气工程及其自动化2014年6月Chengdong College of NortheastAgricultural UniversityThesisThesis topic：The design of concentrator for power line carrier based on auto meter readerStudent name：Ding XiuzengTutor name：Tan Kezhu LectureSpecialty：Electrical Engineering and AutomationJune 2014电力载波通信抄表集中器设计摘要随着我们国家电力事业的迅速发展，传统的用电抄收管理方式己经不能满足市场需求。

本文在大量收集查阅国内外有关远程抄表系统资料、深入用户及用电管理部门广泛调研的基础上，提出了一种采用低压电力线载波通信技术的远程自动抄表系统。

该系统具有三层网络结构，即上位机管理系统、集中器和载波电表。

重点分析研究了集中器及其与各组成部分的通信。

由于我国低压电力线上存在的高削减、高噪声、高变形，必须采用特殊的通信技术。

本文首先分析了高频信号在电力线中的传输特性；重点讨论了扩频通信技术在电力线载波通信中的应用；深入研究了以扩频调制解调技术通信技术为基础的、高性能的电力线载波专用MODEM芯片SSC P300的内部工作原理。

在此基础上，采用SSC P300实现了远程抄表系统中集中器与终端载波电表之间可靠的数据传输。

集中器是连接上位机与终端载波电表之间的枢纽，起着上传下达的作用。

根据中华人民共和国电力行业标准规定的集中器的主要功能及性能指标要求，本文重点研究设计了集中器的硬件系统和软件系统。

其中硬件系统主要包括主控制器、外部扩展数据存储器、时钟模块、上位机通信接口电路以及电力线载波通信电路及其外围电路等。

摘要电力线载波通信是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。

这次的课程设计通过电力线在波芯片设计一个电力线载波通信系统。

电力线载波通信具有广阔的应用前景但由于电力线的噪声和干扰对信道的污染很大，严重影响了低压电线载波通信的质量。

本文就电力线载波通信的优点缺点及发展现状进行了讨论，并分析了电力信道的噪声分类，特性及对我们信号的影响。

以及我们对噪声的滤波耦合等。

并且详细的介绍了电力线载波通信的具体实现形式方法和步骤最终形成一个系统达到我们的要求。

课程设计选用青岛东软的SSC1641的电力线载波芯片该芯片具有调制解条，a/d，d/a通信的功能，该芯片直接对信号数字信号处理，极大地提高了通信的可靠性。

文中包括了他的外围电路，信号放大，耦合，滤波等最终实现功能。

实现了接收电力线的含有噪声的信号，然后对这个信号滤波模数转换等处理后通过串行通信的方式发送到过单片机，单片机经过数据处理后通过LCD1602显示出来，并且也通过串行通信发送到PC机显示出来。

PC机或开关电路输入信号经过SSC1641处理后通过电力线发送。

这样一个系统阶完成了接收与发送信号，形成了一个通信系统。

关键字：电力线载波通信系统SSC1641 调制解调1、绪论1.1设计任务及要求电力线载波通信系统设计基本要求：下图一个电力线载波通信模块的结构组成，请看懂，并查阅资料了解电力线载波通信的原理和电力线载波芯片的技术资料。

根据系统结构，完成载波芯片外的其他器件选型、配套硬件电路设计（包括原理图、PCB图）、软件设计和仿真调试。

系统至少具备以下特性：1）开关量输入和输出各5路； 2）系统24V供电；3）具有通信状态指示功能； 4）有232、485或USB有线通信接口；5）断电继续工作能力； 6）其他自己发挥的功能。

电力线载波通信的原理电力线载波通信是一种在电力配电线路上通过载波通信技术进行信号传输的通信方式。

它利用了电力线路的导线和设备构成的传输媒介，通过将通信信号叠加到电力信号中进行传输，实现信息在电力线上的传输和接收。

电力线载波通信的基本原理是将需要传输的通信信号通过特定的调制技术调制到一定频率范围内的载波信号中，然后将这个载波信号通过耦合装置耦合到电力线上，利用电力线本身的导电性质将载波信号传输到接收端。

接收端通过相应的解调技术将接收到的载波信号解调还原为原始的通信信号。

电力线载波通信主要包括三个基本要素：调制、耦合和解调。

调制是将需要传输的通信信号调制到载波信号上的过程。

该过程中，通信信号被转换成适合传输的频率范围内的调制信号。

调制技术包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。

耦合是将调制后的载波信号耦合到电力线上的过程。

这一过程需要借助耦合装置将载波信号注入到电力线中。

一般来说，耦合装置可以分为无源耦合装置和有源耦合装置。

无源耦合装置主要有串联电容、并联电容和电力线电容耦合器等，有源耦合装置则利用调制器与信号源直接相连。

通过耦合装置的作用，载波信号可以与电力信号共同传输。

解调是将接收到的载波信号恢复为原始的通信信号的过程。

在接收端利用解调技术，将接收到的载波信号进行解调，去除载波信号中的调制信息，恢复出原始的通信信号。

在电力线载波通信中，为了保证通信信号的传输效果，需要充分考虑实际环境的影响。

一方面，电力线可能存在各种噪声干扰，如电力设备的开关噪声、电力谐振噪声等。

为了抑制这些噪声的影响，可能需要采用滤波和降噪等技术。

另一方面，电力线的传输特性也会对通信信号的传输造成一定的影响，比如信号衰减和传播延迟等。

因此，需要在设计中充分考虑电力线特性，并采用合适的调制和解调技术来提高通信信号的传输质量。

电力线载波通信具有一定的优势和应用前景。

首先，电力线网覆盖广泛，可以方便地实现信息的传输。

电力线载波通信原理电力线载波通信是一种利用电力线作为传输介质进行通信的技术，它可以在不需要额外布线的情况下，实现数据传输和通信功能。

在现代智能电网建设中，电力线载波通信技术被广泛应用，为电力系统的监测、控制和通信提供了便利。

本文将介绍电力线载波通信的原理及其应用。

电力线载波通信利用电力线作为传输介质，通过在电力线上叠加高频载波信号来进行通信。

其原理是利用电力线本身的传输特性，将高频信号叠加在电力线上，通过电力线传输到各个终端，再经过解调器解调出原始信号。

这样就实现了在不需要额外布线的情况下，进行数据传输和通信的功能。

电力线载波通信的原理主要包括三个部分，调制、传输和解调。

首先是调制，即将要传输的信号转换成适合在电力线上传输的高频载波信号。

然后是传输，将调制后的高频载波信号叠加在电力线上进行传输。

最后是解调，即在接收端通过解调器将传输过来的高频载波信号解调出原始信号。

通过这三个步骤，就实现了在电力线上传输数据和进行通信的功能。

电力线载波通信技术在电力系统中有着广泛的应用。

首先，在智能电网建设中，电力线载波通信可以实现电力系统的远程监测和控制，提高了电力系统的自动化水平。

其次，在电力线通信网中，可以实现各种类型的数据传输，包括语音、图像、视频等多媒体数据的传输。

此外，在家庭电力网络中，也可以利用电力线进行局域网的组网，实现家庭网络的覆盖。

总的来说，电力线载波通信技术是一种利用电力线作为传输介质进行通信的技术，它利用电力线本身的传输特性，实现了在不需要额外布线的情况下进行数据传输和通信的功能。

在智能电网建设、电力系统监测控制、多媒体数据传输等方面有着广泛的应用。

随着技术的不断发展，电力线载波通信技术将会在电力系统中发挥越来越重要的作用。

断器或自动开关,用以切除二次回路的短路故障。

自动调节励磁装置及强行励磁用的电压互感器的二次侧不得装设熔断器,因为熔断器熔断会使她们拒动或误动。

2.若电压互感器二次回路发生故障,由于延迟切断故障时间可能使保护装置和自动装置发生误动作或拒动,因此应装设监视电压回路完好的装置。

此时宜采用自动开关作为短路保护,并利用其辅助触点发出信号。

3.在正常运行时,电压互感器二次开口三角辅助绕组两端无电压,不能监视熔断器是否断开;且熔丝熔断时,若系统发生接地,保护会拒绝动作,因此开口三角绕组出口不应装设熔断器。

4.接至仪表及变送器的电压互感器二次电压分支回路应装设熔断器。

5.电压互感器中性点引出线上,一般不装设熔断器或自动开关。

采用B 相接地时,其熔断器或自动开关应装设在电压互感器B 相的二次绕组引出端与接地点之间。

三、电压互感器二次回路熔断器的选择1.熔断器的熔件必须保证在二次电压回路内发生短路时,其熔断的时间小于保护装置的动作时间。

2.熔断器的容量应满足在最大负荷时不熔断,即:(1熔件的额定电流应大于最大负荷电流(在双母线情况下,应考虑一组母线运行时所有电压回路的负荷全部切换至一组电压互感器上。

(2当电压互感器二次侧短路时,不致引起保护的动作,此数值最好由试验确定。

一般对屋内配电装置的电压互感器,熔断器选用R1-10/4A 、250V 的。

对屋外配电装置的电压互感器,熔断器选用RM10型250V 、15/6A 的。

为确保电压互感器使用的安全及电压互感器与电气仪表、继电保护、自动装置很好的配合,电压互感器二次回路熔断器应严格按照以上原则配置和选择。

一、引言电力线载波通信是利用高压电力线(在电力载波领域通常指35kV 及以上电压等级、中压电力线(指10kV 电压等级或低压配电线(380/220V 用户线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。

35kV 以上电压等级的高压电力线载波通信主要用于地、市级或以下供电部门构成面向终端变电站及大用户的调度通信、远动及综合自动化;中低压电力线载波的应用目前主要在10kV 电力线作为配电网自动化系统的数据传输通道和在380/220V 用户电网作为集中远方自动抄表系统的数据传输通道,还有正在开发并取得阶段性成果的电力线上网高速MODEM 的应用。

第一章1-1、电网监控与调度自动化系统结构与功能？答：以计算机为核心的电网监控与调度自动化系统的基本结构按其功能可分为四个子系统。

（1）信息采集和命令执行子系统。

与主站配合可以实现四遥（遥测、遥信、遥控、遥调）功能。

（2）信息传输子系统。

有模拟传输系统和数字传输系统，负责信息的传输。

（3）信息的收集、处理和控制子系统。

将收集分散的实时信息，并进行分析和处理，并将结果显示给调度员或产生输出命令对系统进行控制。

对其信息作出决策，再通过硬件操作控制电力系统。

1-2、电网监控与调度自动化系统的管理原则和主要技术手段？答：电力系统调度的目标是实现对变电站运行的综合控制，完成遥测和遥信数据的远传，与控制中心的变电站电气设备的遥控与遥调，实现电力调度系统的自动化。

应用主要技术手段：配电管理系统和能量管理系统。

配电管理系统包括配电自动化（DA），地理信息系统（GIS）配电网络重构，配电信息管理系统（MIS）需方管理（DSM）等部分。

能量管理系统主要包括数据采集与监控（SCADA）、自动发电控制与经济调度控制（AGC/EDC）、电力系统状态估计与安全分析（SE/SA）、调度员模拟培训（DTS）。

第二章2-1、简述交流数据采集技术方案的基本原理。

答：交流数据采集技术方案的基本原理选择交流信号的某一点为采样起始点，在交流一个周期T内均匀分布采集N个点，电压信号经A/D变换后得到N个二进制数，通过计算机的处理，可以采集得到所需对象的有效值，初相位等参数。

2-2、简述微机变送器的组成与工作过程。

答：微机变送器由交流信号输入回路，采集保持器，A/D转换器、CPU和存储器以及工频跟踪和采样时序电路等组成。

输入信号经相应的TA或TV变换成0-5V交流电压信号。

输入到多路模拟电子开关，CPU将当前需采集的路号地址送到MPX，MPX立即将选定的模拟电压输出刀采样保持器。

采样保持器按确定的采样时序信号采集该交流信号，当保持脉冲到达后，其输出信号保持不变。