常用远动通道课件

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1、4.1 4.1 电力线载波信道电力线载波信道 4.2 4.2 微波信道微波信道 4.3 4.3 光纤通信光纤通信4.4 4.4 卫星通信卫星通信 第四章第四章 常用远动通道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、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。系统已是事

2、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道故障占通调自动化系统故障的50.6050.60。其原因是信。其原因是信道抗干扰能力薄弱。道抗干扰能力薄弱。4.1 4.1 电力载波通信电力载波通信 一、载波通信原理一、载波通信原理 1、通常话音信号占用的频率是、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为，而远动信号占用的频率为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

3、题：，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。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。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。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、信号寄载高频信号的方法 所谓话音和远动信号寄载于高

4、频信号的方法，就是话音和远动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：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。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。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。调相：即用话音和远动信号来改变高频信号的相位。二、载波通信系统的组成二、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。载波通信系统由载波机、电力线路和耦合装置组成。1 1、载波机、

5、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，送入载波机载波机A A，调制载波的幅值、频率或相位，调制后的有用信号沿，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，载波机载波机召，载波机B B应将依附在高频载波上的话输电线路音和远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

6、处理。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微波通信的中继方式 2 2、高频通道、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：高频通道是高频信号所要走行的部分，其组成部件有：(1)(1)电力线路其输送电力线路其输送50HZ50HZ工频交流，也传输高频信号。工频交流，也传输高频信号。(2)(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件，其电容通常为备的耦合元件，其电容通常为1000100010000pF10000pF。如此数量。如此数量的电容值，使高频电流甚易通过。而对的电容值，使高频电流

7、甚易通过。而对50Ha50Ha的工频交流的工频交流将产生很大的阻抗，以阻碍低频电流的通过。将产生很大的阻抗，以阻碍低频电流的通过。3 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、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：器的作用是：1)1)对对50&50&的工频交流，其阻抗很小，将不会影响工频交流沿电的工频交流，其阻抗很小，将不会影响工频交流沿电力线路的正常传递。力线路的正常传递。2)2)对高频载波，其阻抗很大，通常阻抗值在对高频载波，其阻抗很大，通常阻抗值在80008000以上，以便以上，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高频电流在阻波

8、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。器。如此，可降低高频电流的损耗，改善传输稳定性。4 4、结合设备其接在耦合电容和高频电缆之间，其作用是：与、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合到高压电力线路上去；而把通过耦合电容的50Hz50Hz的工频的工频交流导人大地，以确保人身和设备的安全。交流导人大地，以确保人身和设备的安全。5 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、高频电缆其

9、接在载波机和结合设备之间，作为高频电流的传输通道。传输通道。4.2 4.2 微波通信微波通信 1 1、微波通信的频率和波长、微波通信的频率和波长 1)1)微波通信与电力载波通信的不同点是：电力载波是靠电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。息的无线通信方式。2)2)微波的频率为微波的频率为300MHZ300MHZ300GHz300GHz，波长为，波长为1m1m1mm,1mm,，传播，传播速度约等于光速，即速度约等于光速，即3l06m/s3l06m/s，直线传播。，直线传播

10、。微波通信的中继方式微波通信的中继方式 2 2、微波通信的中继方式、微波通信的中继方式 1)1)微波在空间传播的过程中，要不断的消耗能量，且频率越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，所谓中继就是程中设置许多中继，所谓中继就是“接力接力”。在中继站中。在中继站中对微波损失的能量予以补充。对微波损失的能量予以补充。2 2）设设置置中中继继站站的的另另一一目目的的是是因因

11、为为微微波波是是直直线线传传播播的的，经经一一段段距距离离后后，其其将将会会脱脱离离地地球球表表面面而而射射向向天天空空，为为保保证微波能沿地球表面传播，设置中继站是必须的。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光纤通信的原理框图见7.34。电端机输出的电信号经电光。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，并沿着光纤向转换器件变成光信号，光信号耦合到光纤，并沿着光纤向接接4.3 4.3 光纤通信光纤通信收端传导。在接收端经光电转换器件，把光信号恢复

12、为收端传导。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调制，即用电端机输出的电信号驱动光源(半导体激光半导体激光器或发光二极管器或发光二极管)，使其输出强度随电信号变化的光信，使其输出强度随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，经放大和整形处理完成，它们把光信号转换为电

13、信号，经放大和整形处理后送给电端机。后送给电端机。光纤数字通信系统光纤数字通信系统 光光纤纤数数字字通通信信系系统统一一般般是是指指以以传传送送数数字字话话音音为为主主的的光光纤纤通通信信系系统统，它它主主要要由由脉脉冲冲编编码码调调制制PCM(Pulse PCM(Pulse Code Code Modulation)Modulation)终终端端设设备备、数数字字复复用用设设备备、光光端端机机、光光缆缆和光中继设备成，如图和光中继设备成，如图7-357-35所示。所示。PCMPCM终终端端的的作作用用是是将将连连续续信信号号的的采采样样值值变变成成数数字字信信号号，也也可可以以完完成成它的逆

14、变换。它的逆变换。数数字字复复用用设设备备把把低低次次群群的的数数字字信信号号复复接接成成高高次次群群的的数数字字信信号号，也也可可以完成它的逆过程。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。光中继器完成来自两个方向的光一电变换和电一光变换。光光纤纤通通信信也也分分为为数数字字通通信信和和模模拟拟通通信信两两类类。光光纤纤模模拟拟通通信信是是以以模模拟拟电电信信号号对对光光源源的的光光强强进进行行调调制制，得得到到光光强强随随模模拟拟电电信信号号变变化化的的模模拟拟光光信信号号

15、。光光纤纤数数字字通通信信则则是是以以数数字字脉脉冲冲电电信信号号对对光光源源的的光光强强进进行行调调制制，得得到到数数字光信号，即光脉冲信号。字光信号，即光脉冲信号。4.4 4.4 卫星通信卫星通信 卫卫星星通通信信是是一一种种特特殊殊的的微微波波中中继继通通信信，是是微微波波中中继继传传输输技技术术与与空空间间技技术术的的结结合合。它它把把中中继继站站设设在在地地球球的的同同步步卫卫星星上上，终终端端站站设设在在地地球球上上，称称地地面面站站，从从而而形形成成中中继继距距离离长长达达几几千千千千米米至至几几万万千千米米的的传传输输线线路路。卫卫星星中中包包含含了了多多个个接接收收器器放放大

16、大器器发发射射器器部部件件，称称作作转转发发器器各各转转发发器器的的工工作作频频率率设设置置稍稍有有不不同同。地地面面上上的的各各个个发发射射站站点点称称作作上上行行链链路路地地面面站站，它它们们发发射射狭狭窄窄的的微微波波信信号号束束(频频段段通通常常在在59256425MHz)到到卫卫星星。卫卫星星则则充充作作中中继继站站，其其上上面面的的每每个个转转发发器器接接收收一一个个发发射射信信号号，并并将将信信号号放放大大，然然后后以以一一个个不不同同的的频频率率(频频段段一一般般在在37004200MHz)将信号重新发射回地面。将信号重新发射回地面。卫卫星星通通信信覆覆盖盖面面积积广广，一一个

17、个同同步步卫卫星星的的视视角角约约为为1200，原原则则上上三三个个这这样样的的卫卫星星如如果果轨轨道道均均匀匀分分布布就就可可以以覆覆盖盖从从北北纬纬600到到南南纬纬600的的地地球球表表面面。在在卫卫星星天天线线波波束束覆覆盖盖的的整整个个区区内内的的任任何何一一点点，都都可可设设置置地地面面站站，这这些些地地面面站站可可以以共共用用一一颗颗通通信信卫卫星星来来实实现现双双边边或或多多边边通通信信，便便于于实实现现多址连接且通信距离远。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。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。和下行联络设备。采用卫星通信可以利用采用卫星通信可以利用GPS全球定位系统来统一时钟，提高全球定位系统来统一时钟，提高SOE分分辨率指标。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。力系统通信中是大有发展前途的。