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1、配电网载波通信耦合方式的探讨第28卷第174期电力系统通信?34?2007年4月10日TelecommunicationsforElectricPowerSystemVol_28NO.174Apr.10,2007配电网载波通信耦合方式的探讨李建岐,李祥珍(中国电力科学研究院,北京100085)摘要:耦合装置对载波信号在配电网中的传输至关重要,一种安全,高效,经济的耦合方式是实现电力线通信的关键.由于中低压配电网结构和信道特性不同于高压输电线路,因此传统的高压输电线路载波通信的耦合技术和耦合方式并不完全适用于中低压配电网.文章在简要介绍配电
2、网网络结构和信道特性的基础上,重点对电容,电感2种耦合技术的信号注入方式做了深入分析,并对这2种耦合方式在配电网载波通信中不同的应用环境和实际效果做了分析对比.关键词:配电网;载波通信;耦合方式中图分类号:TN913.6文献标识码:B文章编号:1005—7641(2007)o4—0034—05O引言1配电网结构及其信道特性中低压配电网结构和信道特性不同于高压输电线路,传统的高压输电线路载波通信的耦合技术和耦合方式并不完全适用于中低压配电网载波通信系统;近几年发展很快的配电网高速载波通信,使用的载波频率也突破了传统输电线载波(40～500k
3、Hz)的限制,高达几十甚至几百MHz,数据速率高达200Mbit/s.传统输电线载波通信成熟的窄带耦合技术已不能适用于宽带高频信号的传输要求,也不适于特性复杂多变的配电网络.因此,有必要对配电网载波的耦合技术及耦合方式做进一步研究探讨¨.电力线载波通信的耦合技术按使用的耦合器件来分,有电容耦合,电感耦合,天线耦合,电阻耦合等.不同的耦合技术及其装置,有着不同的性能特点和使用条件,信号的注入方式(在本文称信号的耦合方式)更要适应配电网网络结构,线路运行方式及特殊的使用条件.因此,一种优化的信号耦合方式对高频载波信号的高效传输和配电网的稳定运
4、行是必须的.在中低压配电网电力线载波通信中,主要的耦合技术有电容耦合及电感耦合2种.本文对这2种耦合技术在配电网电力线中的不同耦合方式进行了分析和探讨,并对它们在配电网载波通信中的实际应用做了介绍.国家电网公司电力青年科技促进资助项目(SPQKJ02—01)收稿日期:2006—08—18;修回日期:2006—10—20配电网电力线路是根据供电的需要和要求设计的,以何种模式在中低压配电线路上传输高频载波信号,不仅要考虑装置的安全可靠性和信号传输的效率,而且要符合配电网现有的实际结构及网络运行方式.1.1配电网结构及分级配电网主要包括中压配电
5、网(MV)和低压配电网(LV)2种.在我国,中压配电网MV是指6～35kV等级的电网,低压配电网主要是220/380V等级的电网.中压电网通过高压/中压变电站的变压器受电,高压/中压变压器的中压线圈的中性点可以不接地,或通过适当的阻抗接地.每台变压器向一段母线供电,每段母线通过断路器向中压馈线供电.中压馈线是若干馈线的集合,这些馈线以辐射状向外扩展,每条馈线可以有分支,形成树型结构向用户供电.中压电网的结构是动态,变化的,其覆盖范围一般≤15km(中压供电半径).中压馈线可由地埋绝缘电缆,架空电缆组成.根据数据传输和电网自动化要求的特点,
6、将中压电网的运行分为辐射和互连2种方式.在辐射方式中,每条馈线通过连接在高压/中压变电站母线上的1台断路器供电,直到线路的末端,最后一个开关通常是断开的,供必要时联络用.在互连方式中,每条馈线通常通过分属不同变电站的几台断路器受电.从中压/低压变电站引出的大多数低压线都和邻近的中压/低压变电站的低压母线连接.?技术研究?李建岐,等配电网载波通信耦合方式的探讨?35?低压配电网通过中压/低压配电变压器受电,380/220V的低压配电线路的长度一般不超过500m.从配电间到进户配电箱,典型的网络拓扑为辐射状树型复合结构.低压电力网可以由地埋绝
7、缘电缆,架空绝缘电缆及开关装置等组成.每条低压线向若干低压用户供电.在运行方式上,低压网也可采用互连方式,但线路开关会由于一些原因而动作,因此,低压网的结构是动态,变化的.从进户配电箱到用户室内电力线,典型的网络拓扑也是辐射状树型复合结构,但在未改造的老式住宅或农村居民住宅中,多为单总线的结构.低压电力线可以是墙埋绝缘电缆,架空绝缘电缆.1.2配电网网络特性可以看到,在网状结构,辐射方式和互连方式等方面,低压网和中压网很相似,都是共享介质的网络,物理上都是辐射状树形拓扑,如果只考虑一个网段或一部分PLC接入网,二者还都可以看成是逻辑上的总
8、线拓扑结构.只不过低压网上的用户更多,更为复杂,但传输距离一般较近(~<500m);而中压网的传输距离较远(3～15km),网络覆盖范围较大,并因电压等级较高,需要特殊的耦合设备来满足工
