基于多载波调制技术的配电线载波系统

1、基于多载波调制技术的配电线载波系统摘 要：在研究配电线载波通信系统的基础上，采用多载波调制技术研制配电线载波通信设备，为配电自动化提供廉价、可靠的通信系统。关键词：配电自动化；多载波调制；配电线载波a system of distribution line carrier by technique of multiplex carrier modulationabstract：this paper is on the research distribution line carrier communication system, the adoption the technique of mu

2、ltiplex carrier modulation to research to manufacture the distribution line carrier equipments, give and get a cheap and dependable communication system for distribution automation。key words：distribution automation；technique of multiplex carrier modulation； distribution line carrier引言 配电网，主要是指电压等级在中

3、压范围内的输供电网络。配电线载波dlc（distribution line carrier）配电线载波是指利用中压输供电网络的线路为传输媒体进行信息传输的通信系统，它包括终端设备，耦合设备及传输设备三大部分。终端设备是指配电线载波设备；耦合设备主要用于通信信号注入和接收，如；耦合电容，电感等；传输设备是指配电线路，主要架空型配电线和电缆型配电电缆。配电网的拓扑结构非常复杂，要完成配电自动化的任务，就必须使数量庞大的ftu或ttu等监控设备和主站或子站进行数据交换，这就要求建立一庞大复杂的通信系统网络使众多的ftu等监控设备和主站或子站相联系。若采用其他通信方式（如：光纤、专线、无线数传电台等）

4、则通信系统构成复杂，费用较高，施工不便。而dlc利用配电线作为传输媒体，恰好构成配电自动化所需的通信传输通道，且整体费用低廉。采用网络通信技术可使通信的可靠性大大的加强。配电线载波主要用于配电自动化和配电管理自动化的数据通信。从配电网的开关、变压器等设备上采集的数据由dlc通过配电线传输到子站或主站；主站或子站的命令通过dlc传输到相应的ftu或ttu上执行各种遥控、遥调、遥信、遥测任务。dlc是配电自动化或配电管理自动化数据的传输的一种非常重要的通信方式。配电线载波dlc的主要目的是为配电自动化提供数据通道。dlc不但能提供数据的透明传输，而且还可根据实际需要提供规约支持的数据传输。1、 电

5、线线路的特性及载波通信系统的基本结构2.1 配电线线路特性投稿日期: 20030519作者简介:曾宪武（1965），男，讲师， 1、传输特性 中压电力线主要是用来传输5060hz的电能，同时也可用来传输高频通信信号，但用来传输数据传输却较困难。其主要原因有：（1）信号衰减及噪声大小受负载影响。 （2）传输质量因网络拓扑的变化而变化，它是频率、时间及地理位置的函数。（3）分布式配电线在通信系统中不是均匀的介质，它会出现严重的阻抗不匹配，如在两条线路的接点处，会引起信号的衰减及附加的相位失真。2、配电网络的主要部件的传输特性1 （1） 电容中压电容排，作为电抗的功率补偿，安装在hv/mv或mv/l

6、v变电站中，其谐振频率为50khz，阻抗为0.01。当传输信号远离谐振点时，其阻抗快速升高。当传输信号大于50khz时，不必加补偿设备。（2）变压器在10khz-200khz频率范围内，电抗具有容性，且随着频率增加而降低。变压器不影响20khz以上信号的传输特性。2.2配电线载波通信系统的基本结构 配电线载波通信通信系统用于配合监控开关（或断路器）ftu和监控配电变压器ttu通信的线路端载波通信设备，及配合配电自动化子站通信的终端载波通信设备构成。如图1所示。终端通信设备配电子站/主站线路通信设备ftu线路通信设备ttu高压变电站配电线路图1 配电线载波通信系统的基本结构2 多载波调制3.1多

7、载波调制基本原理f1f2fn“1”或“0”耦合设备配电线路图2多载波调制基本原理图为了对抗配电线路的严重干扰，对于数据信号“1”或“0”，分别用多个单频进行调制，经过放大通过耦合设备将其发送到配电线路上。在接收端，只要检测到一个稳定的单频载波信号，就可实现数据信号的传输。其原理如图2所示。 f1，f2fn为调制频率。经过调制后的频谱图如图3所示。h(t)ff1 f2 fn图3多载波调制频谱图耦合设备带通滤波器带通（f1）f1带通（fn）fncpuf1fn可调多频发生器f 1 f2 fnrs232/485图4多载波通信系统框图3.2多载波调制通信系统电路框图电路中的cpu其主要功能是进行通信协议

8、的处理和对系统的维护，工作方式的设置（如地址、功能、终端设备、线路设备和中继设备）。可调多频发生器为系统提供调制和解调信号，并可根据线路的状况调整多路载频。3 配电线多载波调制通信系统的网络管理在一个配电线载波通信系统中，会有多个终端设备和线路设备，这就需要对分组和管理。在一个分组中，可设置一个终端设备和多个线路设备，由终端设备管理线路设备。在一个分组中，线路设备向终端设备注册，终端设备就可向线路设备发送配电自动化子站或主站的命令。网络管理的功能主要有：（1） 注册功能：分组中的线路设备向终端设备设备注册，以验证其合法性。（2） 参数的下装：终端设备向线路设备发送通信参数。（3） 中继站的设置

9、和路由的选择：配电线载波系统在工作时可预先设置某一路径，和多个备用路径。如图5，线路设备和终端设备2的通信路由可将路径1设为主路由，但当主通道由于衰耗过大时，系统自动选择路由2进行通信。终端设备线路设备1线路设备2路径1路径2路径2图5路径选择4 主要技术指标工作频率100k400khz载波数8路载波频率100k、120k、140k、160k、180k、200k、220k、240khz数据速率3002400 bit/s可调传输距离10000米通信协议iec1334-4信号功率符合iec61334-3-1(频率和输出等级)接收灵敏度最低接收电平为1mv通信方式半双工56 结论基于多载波调制技术的

10、配电线载波通信系统是一个经济可靠的配电自动化通信，其性能能满足配电自动化的需求。通过挂网实验运行，性能稳定，通信可靠，达到了上述的技术指标。参考文献1、 iec 60663(1980-01)，planning of (single-sideband) power line carrier systems2、iec/tr2 61085(1992-04)，general considerations for telecommunication services for electric power systems 3、iec/tr3 61334-1-1(1995-11)，distribution

11、automation using distribution line carrier systems-part 1:general considerations-section 1:distribution automation system architecture 4、iec/tr3 61334-1-2(1997-12)，distribution automation using distribution line carrier systems-part 1:general considerations-section 2:guide for specification5、iec/tr3

12、 61334-1-4(1995-11)，distribution automation using distribution line carrier systems-part 1:general considerations-section 4:identification of data transmission parameters concerning medium and low-voltage distribution mains 6、iec 61334-3-21(1996-03)，distribution automation using distribution line carrier systems-part 3:mains signalling requirements-section 21:mv phase-to-phase isolated capacitive coupling device 7、ie