電力載波通信的結構原理

　　電力載波通信的原理是話音信號送入電力線載波機的發(fā)送支路后，變成30～500kHz之間的高頻信號，經結合濾波設備送到電力線三相電路中的一相上，高頻信號經電力線送到對方后，由對方的結合濾波設備送人載波機的接收支路還原成話音信號。

　　采用輸電線路構成的載波通道方式主要有以下兩種。

　　（1）相制通道：利用輸電線路的兩相導線作為高頻通道。該方式高頻電流衰耗小，但需要兩套構成高頻通道的設備，投資大，我國很少采用。

　?。?）相一地制通道：即在輸電線路的同一相兩端裝設高頻耦合和分離設備，將收發(fā)信機接在該相導線和大地之間（該相稱為加工相）。這種接線方式的缺點是高頻電流的衰減和受到的干擾都比較大，但由于只需裝設一套構成高頻通道的設備，比較經濟，因此在我國的前期電力系統(tǒng)得到了廣泛應用。相地制電力線高頻通道的構成如圖1-11所示。連接載波機和電力線路的部分稱為結合設備，它包括耦合電容器CI、調諧電容器C2、變壓器T及高頻電纜。結合設備的作用是連接載波機和電力線，構成高頻信號的傳輸通路，并且阻止電力線上的高電壓、大電流進入載波機，保障通信設備和通信人員的安全。串接在發(fā)電廠或變電站與電力線路之間的高頻阻波器的作用是阻止高頻電流漏人發(fā)電廠或變電站，減少高頻電流在傳輸中的損失。阻波器由電感和電容組成，其中的電感線圈應能使強大的工頻電力電流順利通過，因此稱為強流線圈。

　　圖1 11中利用輸電線路構成的載波通道具體由以下幾部分組成（內中參數(shù)以早期高頻保護所用為例）。

　　1）輸電線路。用以傳送高頻信號。

　　2）高頻阻波器。高頻阻波器是由電感線圈和可調電容組成的并聯(lián)諧振回路。當其諧振頻率為選用的載波頻率時，對載波電流呈現(xiàn)很大的阻抗（在lOOOΩ以上），從而使高頻電流限制在被保護的輸電線路以內（即兩側高頻阻波器之內），而不致流到相鄰的線路上去。對50Hz工頻電流而言，高頻阻波器的阻抗僅是電感線圈的阻抗，其值約為0. 04Ω，因而工頻電流可暢通無阻。

　　高頻阻波器不但可以減小通道衰耗，而且能起到均勻通道衰耗特性的作用。高頻阻波器可分為單頻阻波器（只有一個阻塞頻帶）、雙頻阻波器（有兩個阻塞頻帶，可阻塞兩個不同頻率的高頻信號）和寬頻阻波器（有相對較寬的阻塞頻帶，用于一回輸電線的一相上有可能同時裝設幾臺載波機的情況，目前有阻帶為85～500kHz和40～500kHz兩種）三類。

　　3）耦合電容器。耦合電容器的電容量很?。s為0. 005μF），對工頻電流有很大的阻抗，可防止工頻高壓侵入高頻收發(fā)信機；而對高頻電流則阻抗很小，電流可順利通過。

　　4）結合濾波器（又稱連接濾波器）。結合濾波器與耦合電容器共同組成帶通濾波器。由于電力架空線路的高頻波阻抗約為400Ω，高頻電纜的波阻抗為100Ω或75Ω，因此，為減小高頻信號的衰耗，使高頻收信機收到的高頻功率最大，就利用結合濾波器與它們起阻抗匹配的作用；同時還利用結合濾波器進一步使高頻收發(fā)信機與高壓線路隔離，以保證高頻收發(fā)信機與人身的安全。

　　5）高頻電纜。高頻電纜的作用是將戶內的高頻收發(fā)信機和戶外的結合濾波器連接起來。

　　電力線載波通信的特點

　　電力線路是用來傳輸電能的，電力線路被兼做通信使用是對電力線路的重復使用，電力線載波通信的主要特點如下。

　?。?）經濟可靠。電力線路載波通信利用十分堅固的電力線路傳遞信號，超高壓電力線路的絕緣水平很高，導線粗、強度大、桿塔牢固，因此可靠性極高；同時不需要單獨架設通信線路和進行線路維護，雖然在兩端要增加載波機和高頻阻波器及結合設備，但是只要通信距離在30～50km以上，就比一般有線通信便宜，而且在載波機的有效通信距離內，通信距離越長越經濟，節(jié)省投資。

　?。?）雜音較大。電力線上的電壓很高，存在著電暈、絕緣子放電等現(xiàn)象，這些都將對通信產生雜音干擾，為了保證通信質量滿足信號和雜音比值的要求，必須提高信號功率，電力線載波機的發(fā)信功率都比較大，一般架空明線載波機的輸出功率僅0. 1W左右，而電力線載波機則需要幾瓦、幾十瓦以至上百瓦的輸出功率，但其通信距離并不比明線載波長。即使是采用大功率輸出的載波機，與其他有線通信相比，雜音仍然較嚴重。

　?。?）頻率范圍窄，通道容量小。電力線載波機的高頻頻率范圍是30～50kHz，以每路信號占4kHz為例，僅能裝設117種不同頻率的載波機，因此通道的容量比較小。為了傳遞遠動等其他信息，在電力線載波機的每路4kHz頻帶范圍內，通常只用300～2300Hz，甚至300～2000Hz傳遞話音。因電力線載波機的話音頻帶很窄，故雙方通話時的音色、音調比較差。