电力线载波通信的原理及特点

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：此外，耦合设备还必须防止高电压、大电流对载波通信设备的损坏，确保安全。我国统一规定电力线载波通信使用频带为40～500k Hz。由于受能使用频谱的限制、通信方向的分散以及从组网的灵活性考虑，电力线载波通信大量采用单路载波设备。

电力线载波通信在原理上和邮电明线的载波通信基本相同，但它是利用电力线路来实现话音通信的，而电力线路是为输送功率而架设的，线路上具有很高的工频交流电压和强大的工频交流电流，因此电力线载波通信必将有许多独特之处。

1.电力线载波通信的特点

（1）独特的耦合设备。电力线路上电压高、电流大，载波通信设备必须通过高效、安全的耦合设备才能与电力线路相连。这些耦合设备既要使载波信号有效传送，又要不影响工频电流的传输，还要能方便地分离载波信号与工频电流。此外，耦合设备还必须防止高电压、大电流对载波通信设备的损坏，确保安全。

（2）线路频谱安排的特殊。电力线载波通信能使用的频谱由3个因素决定：电力线路本身的高频特性、避免50 Hz工频谐波的干扰、载波信号的辐射对无线广播及无线通信的影响。

我国统一规定电力线载波通信使用频带为40～500k Hz。

（3）以单路载波为主。电力系统从调度通信的需要出发，往往要依靠发电厂、变电站同母线上不同走向的电力线，开设电力线载波来组织各方向的通信。由于受能使用频谱的限制、通信方向的分散以及从组网的灵活性考虑，电力线载波通信大量采用单路载波设备。

（4）线路存在强大的电磁干扰。由于电力线路上可能存在电晕等干扰噪声，要求电力线载波设备具有较高的发信功率，以获得必需的信噪比。

由于工频谐波的干扰，不可能在电力线路上直接进行音频通信，只能将信号频谱搬移到40k Hz以上，进行载波通信。(https://www.chuimin.cn)

2.电力线载波通信原理

电力线载波通信的原理框图如图6-3所示。发电厂将50 Hz电能经变压器升压后，通过电力线送到变电所，再经降压后供给用户使用。

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图6-3　电力线载波通信原理框图

利用电力线实现载波通信，关键的问题是如何把高频信号安全地耦合到电力线。图6-3所示最常用的接地耦合方式，由耦合电容器（C1、C2）和结合滤波器（F1、F2）共同完成耦合作用。电容器和结合滤波器构成了一个高通滤波器，载波通信的高频信号可以顺利通过，送到电力线路的一条相线，而对工频电流具有极大衰减，能有效地防止工频电流进入载波设备，保护载波设备和人身的安全。

阻波器（T1、T2）是一个LC并联谐振电路。其谐振频率调节在高频信号的频率附近，因此它对高频载波信号具有极大的阻抗，阻止高频信号进入发电厂或变电站的电力设备，防止输电母线、变压器等设备对高频信号的旁路作用。而谐振电路的电感线圈能通过大电流的强流线圈，由它保证工频电流的顺利输送。

图6-3中载波信号的处理、传输过程是：发电厂端的话音信号0.3～3.4k Hz经差接系统完成转换，然后用频率为f1的载频对其进行调制，并取其上边带，从而将话音频谱搬移到高频段，成为[f1+（0.3～3.4）]k Hz的高频信号。进行放大后，由方向滤波器f1输出，最后经F1、C1耦合到电力线上。由于组波器的存在，高频信号将沿电力线向变电站端传输。到达变电站端后，高频信号将被阻波器T2阻挡，经过C2，F2耦合进变电站的载波设备。因带通滤波器f2的通带频率不同，[f1+（0.3～3.4）]k Hz的高频信号只能经过滤波器f1进入下部的收信支路，放大、解调后，恢复发电厂端的话音信号，最后经差接系统传至变电站端用户。

同理，变电站端的信号传输至发电厂端时，其差别只是两个方向使用的载频不同，一端采用载频频率为f1，而另一端采用载频频率为f2。不同方向的不同载波信号在两端载波设备中是依靠f1、f2两个中心频率不同的带通滤波器予以区分，故f1、f2滤波器称为方向滤波器。

电力线载波通信的原理及特点

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