電力系統(tǒng)調(diào)度通信交換網(wǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程起草人

燕子榮、金志民等。

中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)華北電力設(shè)計(jì)院工程有限公司、國(guó)網(wǎng)信息通信有限公司等。2100433B

它是水電站與電力調(diào)度主管部門之間的通信 。一般采用的有電力線載波、微波接力、衛(wèi)星或光纖等通信方式。

電力線載波通信 它是利用高壓輸電線路來傳輸高頻信號(hào)的一種通信方式。由電力線載波機(jī)、結(jié)合設(shè)備、高頻阻波器等部分組成。常用的有相-地和相-相兩種藕合方式。

(1)電力線載波機(jī)。由于電力線載波通信是以高壓輸電線路即電力線作為傳輸通道，所以和一般載波機(jī)有區(qū)別:①由于電力線路存在嚴(yán)重的工頻諧波于擾，故采用較高工作頻率，一般選在40~500kHz范圍內(nèi)。②電力線雜音電平較高，一般在-43~-21dB左右，需選用較高的發(fā)射功率，以保證通話的清晰度。③為提高設(shè)備利用率，故采用“復(fù)合使用”方式，同時(shí)傳遞電話、遠(yuǎn)動(dòng)、高頗保護(hù)、傳真等信息。

(2)結(jié)合設(shè)備。包括棍合電容器、結(jié)合濾波器和高頻電纜，其作用是溝通電力線和電力載波機(jī)之間的高頻通路，并將電力線上工頻高電壓和大電流與通信設(shè)備隔開，以保證人身和設(shè)備的安全。①耦合電容器是將高頻信號(hào)引入載波機(jī)的耦合元件。除了采用一般耦合電容器外，也可利用電容式電壓互感器作為高頻耦合電容器。②結(jié)合濾波器與耦合電容器串聯(lián)后組成一個(gè)高通或帶通濾波器，它可以有效地傳輸高頻信號(hào)，抑制通帶外的干擾，并使電力線和高頗電纜的阻杭相匹配(一般高頻電纜阻抗為75~100Ω，電力線阻杭為200~400Ω)，③高頻電纜是結(jié)合濾波器與載波機(jī)間的連接線。

(3)高頻阻波器。它由強(qiáng)流線圈和調(diào)諧元件，保護(hù)元件等部分組成，裝在開設(shè)載波通道的輸電線路上，串接在開關(guān)站的線路側(cè)或支線的分支點(diǎn)上，因?yàn)樗鼘?duì)工頻電流阻抗較小，對(duì)高頻電流呈現(xiàn)較大阻抗，容易通過電力電流，并阻止高頻信號(hào)電流進(jìn)入開關(guān)站或分支線，減小通道衰耗。

微波接力通信 利用波長(zhǎng)為1 m ~1 mm(相應(yīng)頒率為300MHz~300GHz)的微波波段的無線電波傳遞信息的一種無線通信方式。微波在自由空間像光波一祥沿視線傳播，它不被大氣層和電離層反射，但由于地球曲率的限制，若在地面進(jìn)行微波通信就必須把天線架設(shè)到一定的高度，使發(fā)射天線與接收天線的波束中心連線不受地面的阻擋，天線能夠“互視"，互視的距離受天線實(shí)際架高的限制，為使通信距離超越“互視”距離，在適當(dāng)?shù)摹盎ヒ暋本嚯x上設(shè)立中繼站。同時(shí)無線電波在空間傳播過程中，能量要受到損耗，頻率越高距離越遠(yuǎn)，衰減越大。因此實(shí)現(xiàn)兩地間遠(yuǎn)距離微波通信，中間必須設(shè)置微波中繼站。微波中繼站把接收到的信號(hào)放大，再轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)中繼站。一般每隔50 km左右必須建立一個(gè)微波中繼站，其數(shù)目依通信距離而定。用這種方式可把微波信號(hào)最終傳輸?shù)綆装僦翈浊Ч镆赃h(yuǎn)的目的地。微波通信具有通信頻帶寬、傳輸容量大(一條微波電路可開通話路由幾十到幾千路)和傳輸質(zhì)量高的顯著特點(diǎn)，因此不少國(guó)家把微波接力通信作為主要通信手段。微波接力通信系統(tǒng)由一系列微波站組成，各站按照功能不同通常劃分為終端站、中繼站、主站、樞紐站等幾種站型，每站設(shè)置的基本單元有天線塔、天線、饋線、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、監(jiān)控設(shè)備和供電設(shè)備等。終端站所傳信號(hào)在基帶上可與模擬頻分多路終端設(shè)備或與數(shù)字時(shí)分多路終端設(shè)備相連接，前者稱為模擬微波接力通信系統(tǒng)，后者稱為數(shù)字微波接力通信系統(tǒng)。由于數(shù)字微波接力通信系統(tǒng)具有便于加密和傳輸質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，因此日益得到推廣應(yīng)用。

衛(wèi)星通信 利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號(hào)（使用頻率較多的是4GHz和6GHz)，在兩個(gè)或多個(gè)地球站之間進(jìn)行的通信?，F(xiàn)代實(shí)用通信衛(wèi)星主要使用地球靜止衛(wèi)星，它的理論軌道是與地球自轉(zhuǎn)同步的軌道，衛(wèi)星定于赤道上空35786 km高處，衛(wèi)星運(yùn)行周期為一個(gè)恒星日即23h56min0.4s，從地面看去，恰似停在空中靜止不動(dòng)。三顆地球靜止衛(wèi)星組成系統(tǒng)，就可實(shí)現(xiàn)全球大部分地區(qū)的通信。與地面通信相比，衛(wèi)星通信具有更好的廣播性，可以在衛(wèi)星天線波束覆蓋的大面積范圍內(nèi)，根據(jù)需要建立通信網(wǎng)，不受地形地貌的限制，具有多地址功能。衛(wèi)星通信是一種傳輸質(zhì)量好、接續(xù)靈活和價(jià)廉的通信方式。它能在大面積范圍內(nèi)提供電話、電報(bào)、電視、數(shù)據(jù)、傳真等通信服務(wù)，既適于固定通信，又適于移動(dòng)通信，既是國(guó)際通信的主要手段，又可以成為國(guó)內(nèi)通信的主要手段，衛(wèi)星通信主要由空中的通信衛(wèi)星和地面的地球站以及與此二者聯(lián)系的測(cè)控跟蹤系統(tǒng)等組成。

（1）通信衛(wèi)星。由下列各分系統(tǒng)組成:①轉(zhuǎn)發(fā)器分系統(tǒng)及其附屬天線分系統(tǒng)，接收來自地球站的電波，將其放大、變頻后再向地球站發(fā)射。②遙側(cè)指令分系統(tǒng)，測(cè)量衛(wèi)星內(nèi)部各種設(shè)備的性能。③控制分系統(tǒng)，控制衛(wèi)星姿態(tài)和軌道參數(shù)等。④電源分系統(tǒng)(包括太陽(yáng)能電池)，供給以上各種設(shè)備所需的電能。

(2)地球站。由下列各分系統(tǒng)組成:①天線饋源和跟蹤系統(tǒng)，保證地球站天線始終指向處于慢漂狀態(tài)的衛(wèi)星。②發(fā)射系統(tǒng)，把已調(diào)制信號(hào)放大到一定電平，以保證地球站具有一定的全向有效輻射功率。③接收系統(tǒng)，保證接收信號(hào)達(dá)到一定的信噪比并放大到解調(diào)需要的電平。④調(diào)制解調(diào)和多址聯(lián)接系統(tǒng)，把傳輸?shù)幕鶐盘?hào)變?yōu)榕c接收機(jī)和發(fā)射機(jī)接口的中頻信號(hào)，并保證各地球站按一定的多址聯(lián)接方式通過衛(wèi)星建立通信網(wǎng)。此外還配備有終端接口設(shè)備、監(jiān)測(cè)控制臺(tái)、電源系統(tǒng)等。

光纖通信。通過光導(dǎo)纖維傳輸信息的通信方式。主要由光發(fā)送機(jī)，光接收機(jī)及光纖(光纜)、連接器、耦合器等組成。光發(fā)送機(jī)包括光發(fā)信電路、激勵(lì)電路和光源。光接收機(jī)包括光檢測(cè)器、均衡放大器和收信電路等。發(fā)信端將所需傳輸?shù)男盘?hào)加到發(fā)送機(jī)的輸入端，經(jīng)處理的電信號(hào)控制發(fā)送機(jī)中的光源，將電信號(hào)變換成光信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的電-光轉(zhuǎn)換。光信號(hào)經(jīng)連接器耦合至光纖，并由光纖傳輸至接收端，在接收端光信號(hào)經(jīng)光檢測(cè)器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從面實(shí)現(xiàn)信號(hào)的光-電轉(zhuǎn)換。再將電信號(hào)放大、處理，并通過解調(diào)電路恢復(fù)成原來的電信號(hào)。光纖通信是現(xiàn)代信息傳輸?shù)闹匾绞街唬哂蓄l帶寬、通信容量大、衰耗低、重量輕、耐腐蝕、杭電磁干擾、不怕雷擊、保密性好、誤碼率低等優(yōu)點(diǎn)而得到迅速發(fā)展。