中华人民共和国国家标准 单边带电力线载波系统设计导则 GB/T 14430—93 Planning of single-sideband power line carrier systems 国家技术监督局1993-06-05批准 1993-12-01实施 本标准参照采用国际电工委员会 663号出版物《单边带电力线载波系统的设计》 (1980 年版)。 1 主题内容与适用范围 本标准规定了电力线载波系统设计的基本方法，对有关概念及原理作了说明。 本标准适用于110～500kV交流电网单边带电力线载波系统，可作为系统设计的指导 文件。35kV电网也可参照使用。 2 引用标准 GB4705 耦合电容器及电容分压器 GB7255 单边带电力线载波机技术条件 GB7329 电力线载波结合设备 GB7330 交流电力系统线路阻波器 图1表明了与电力线载波系统有关的国家标准示意图。 图1 与电力线载波系统有关的国家标准示意图 3 电力线载波系统 3.1 概述 电力线载波是利用电力线作传输媒介的载波通信，不需另外架设通信线路。电力线结 构坚固，作为通信媒介使用可靠性很高。 电力线和电力设备在运行和操作中存在电晕、电弧和火花放电等现象，使电力线载波 通道的噪声较高。为保证传输信号的信噪比，电力线载波机的发信功率较大。 电力线路故障时，载波通道的衰减可能会发生较大的变化，为保证电力系统通信不中 断，电力线载波机应具有较好的自动电平调节特性。 电力线载波机除传输电话信号外，还需传输远动、数据及远方保护等非电话信号，因 此有专用机和复用机之分。电话信号与非电话信号的复用有交替复用和同时复用两种方式。 由于电力线载波信号的传输通过电力线，所以电力线载波通道的组织与电网的结构密 切相关。电力线载波机一般安装在发电厂、变电所或开关站内。 电力线载波通信是电力部门特有的一种通信方式，特别适用于以电力系统各发电厂、 变电所和开关站为对象的电力系统调度电话、远动，及在被保护的电力线路两端间传送保 护信号的远方保护系统。 电力系统中的电力线在发电厂和变电所内是连接在公共母线上的，在电力线上开设的 电力线载波通道之间有较大的相互干扰。这种通道间的串扰，限制了电力线载波通道开设 的数量，对电力线载波通信的质量也很不利。可以采用合理的安排电力线载波通道的频率 和安装阻塞效果较好的阻波器或频率分隔装置等方法解决。 电力系统调度通信要求迅速、 正确、 可靠。 电力线载波机一般设有自动交换系统 (自动盘) 与用户直接连接，或二线、四线接口，与系统中的交换设备连接。 电力线载波传输频率范围，最低频率由结合设备的传输性能及其 费用确定，最高频率 由传输衰减确定， 并考虑无线电信号干扰等因 素。我国规定为40～500kHz。 3.2 应用 电力线载波系统主要用 来传送： 电话信号 ：模拟信息； 非电话信号 ：电报、传真、远动、远方保护、数据等 模拟或数字信息，采用移频键控 (FSK)或移相键控(PSK)调制以音频方式传送。 3.2.1 电话 电力线载波系统可以用作 从简单的同线电话 到专用电话交换网中的中 继线等广泛范围 内的通话工具。 电话通路一般采用四线 汇接交换方式，也可采用二线方式。 在复用机中，一般 将电话的上限频率 降低到2000Hz或2400Hz，而将上音频频带供非 电话信号传输复用，也有 将有效传输频带 扩展到3400Hz以上的方式，以 便安排更多的非 电话信号通路。 3.2.2 电报、传真 电报(电传)和传真也可在电力线载波电路上使用。 有些电力部门在调度 管理上使用电传 打字电报，因为电传 打字电报在命令端和执行端 可以自动 记录交换的信 息，在点对点和交换网的电路中 都可以采用，传输速率一般为 50或 75波特，由所用的电传 打字机决定。传 真则需较高的速率。 电报和传真通路的性能应 符合国际电 报电话咨询委员会(CCITT)的有关标准。 3.2.3 远动 远动信号一般采用 检错校验编码方式，以 达到高度的安 全性，避免错误动作或丢失信 号。其传输速率 从50bit/s到2400bit/s或以上， 目前多数采用200、600、1200bit/s。 3.2.4 远方保护 为保护电力设备安 全，防止事故扩大，保证电力系统 稳定运行和连 续供电，在电力系 统发生故障时，需通过远方保护系统在线路两端间高速度 地传送继电保护信 息，控制两端 保护装置有 选择性地快速动作，切除故障。 根据传送信 息形式和对保护装置作用的不同，远方保护系统有 模拟系统与命令系统两 种。 模拟远方保护在线路两端间传送工频电量的 幅值、相位信息。接收端将收到的模拟信息 与本端相应 值比较，判定故障发生在被保护线 段区内还是区外。 命令远方保护在线路两端间传送 改变开关状态的命令：断开或投入，这类命令可分为 跳闸式和闭锁式两种。 跳闸命令又可分为直接 跳闸和允许跳闸两种方式。在直接 跳闸方式中，不 论本端保护 的动作情况如何，接收端收到命令信号后就可以跳闸；而允许跳闸 方式，只在接收端收到 命令而且本端保护也动作时 才能实现跳闸。 在闭锁方式中，接 收端收到命令信号后，禁止本端保护装置动作。 远方保护系统的特 点是：允许传送和判别的时间很 短，发送信号的 次数极少(每年仅数 次)没有预定的发送时间， 而且要求保护装置正确动作的概率很高 (安全性很高)和丢失命令 的概很低(可依靠性很高)。电力系统发生故障时，线路的干扰和衰减会 增加。这时， 仍应可 靠地接收远方保护信号。对于直接 跳闸式和允许跳闸式保护装置，这 点尤为重要。 在电力线载波系统中，远方保护可以专用一条载波通路，也可以和电话信号等复用一 条通路。根据对安全性、 可依靠性、 需要的操作时间、 是 否经济以及可用的频带 宽度等方面的 要求作出适 当选择。 对于传送远方保护信号的复用电力线载波机，通 常采用发送保护信号时中断电话及 全 部或部分非电话信号， 并相应提高保护信号电平的方式 (交替复用)。 有些保护专用的电力线载波设备平时不发送载波信号， 只在需要时发送很 短时间。这 种设备应装设定时 测试电路，每隔一定时间， 例如24小时，发一 次测试信号，以证实系统 是否工作正常。进行电力线载波系统设计时，对这种平时不发信号的载波设备，在可能发 生的干扰 影响等方面，与连续发送电话或其 他信号的一般载波机相比， 显然应有不同 考虑 3.3 耦合装置 为使电力线 兼用于载波通信 目的，需要装设耦合装置， 包括耦合电容器(或电容分压 器)、 线路阻波器、 结合设备及高频电 缆等。 耦合装置使载波信号 进入电力线及 从电力线引出 时损耗较小，使通信设备和电力线的工作电压、操作过电压、 雷电过电压隔开，减 少一次设 备对载波信号引 起的分流损失，并使通道的线路阻 抗不受电力系统操作的 影响。 设计耦合系统采用的线路阻 抗值一般是： 单根导线：相地耦合为400Ω。相相耦合为600Ω； 分裂导线：相地耦合为300Ω，相相耦合为500Ω。 上述数值是在整个载波频率范围内以及 未耦合相终端处于各种可能 状态的典型值。实 际值可能和典型值相差较多，从设计的观点看来，这个问题并不重要，线路输 入阻抗的失 配虽然会使损失增加十分之几分贝，但不会使功率放大器 产生失真。 3.3.1 耦合电容器(或电容分压器) 耦合电容器连接在结合设备和电力线之间，具有 承受高电压的性能。耦合电容器的技 术要求见GB 4705。 耦合电容器的 费用随电容量的 增加而增加很多，耦合装置的通频带 宽度又取决于耦合 电容器的电容量。因此， 建议对于220kV以下线路选用10000pF；220kV及以上线路 选用 5000pF。3.3.2 线路阻波器 线路阻波器与电力线串 联，连接在耦合电容器与电力线的连接 点和变电站之间，或接 在电力线的分 支处。线路阻波器主要由能通过 全部线路电流的 强流线圈、调谐元件和保护 元 件组成。强流线圈的电感值为0.2～2mH。线路阻波器的技术要求 见GB 7330。 用于提高线路阻波器阻塞效果的调 谐元件有几种电路。一种具有单频调 谐性能，在一 个载波频带内 呈现高阻塞阻 抗。另一种具有 双频调谐性能，在两 个不相邻的载波频带内 呈 现高阻塞阻 抗。还有一种具有 宽频带调谐性能，在一 个较宽载波频带内 呈现高阻塞阻 抗。为 保证阻塞效果， 建议按电阻分量法调 谐，一般分流 损失按GB-7330不应超过2.6dB，这相 当于阻波器阻塞电阻为线路特性阻 抗倍的情况。 3.3.3 结合设备 结合设备与耦合电容器一 起，在电力线和高频电 缆之间传输载波信号，由以 下基本元 件组成： 接地刀闸：在维修和其他需要的情况下，将结合设备的 初级端子直接有效 地接地，保 证设备和人 身安全； 避雷器：限制来