遠動信道

電網調度自動化系統的通信信道有多種，套用的有：電力線載波通信、微波中繼通信、光纜通信、音頻電纜和衛星通信等。利用電力線路做通信通道，不必另外增加許多投資，而且電力線路機械結構堅固，運行可靠，使用方便。

基本介紹

• 中文名：遠動信道
• 外文名：Telecontrol channel
• 分類：五種
• 結構分類：單CPU結構、多CPU結構等
• 性質：科學

電力線載波通信

圖1(1-調製器；2-調幅器；3-放大器；4-濾波器；5-結合設備；6-高頻阻渡器；7-解調器；8-數字信息恢復)是遠動或保護信號與電話復用的電力線載波通信示意圖。

圖1遠動或保護信號與電話復用電力線載波通信示意圖

為了復用通道，通常規定話音占用0.3~2.3kHz的音頻段，而遠動或保護信號則占用2.7～3.4kHz音頻段。二元制數位訊號先經調製器轉換成2.7～3.4kHz的正弦波數字調頻信號，然後與話音共同送入電力載波機。在電力載波機中，這個合併後的信號還要經過兩次調製，第一次用中頻(如12kHz)做導頻，第二次用高頻(40～500kHz)做載頻，再經功率放大、濾波等環節，最後經結合設備將信號送到高壓輸電線路上。結合設備還用來隔離高電壓。

高頻阻波器6是一個L-C諧振電路，它對40～500kHz的高頻信號具有較大的阻抗，可以阻止高頻信號流入母線；但對50Hz的工頻電流則阻抗很小，可以通行無阻。在接收端，載波信號經過結合設備進入載波機，經過高頻和中頻兩次解調後，變成0.3～3.4kHz的音頻信號，被0.3～2.3kHz的低通濾波器將話音信號取出，而另外被2.7～3.4kHz的高通濾波器將遠動或保護信號濾出，再由解調器將攜帶的數字脈衝序列信息還原出來。

利用電力線路做通信通道，不必另外增加許多投資，而且電力線路機械結構堅固，運行可靠，使用方便，因而得到了廣泛的套用。

光纖通信

光纖通信是認為最有前途的一種有線通信方式。光纖通信技術已經成熟，並已在電力系統中廣泛套用。與其他通信技術相比，光纖通信有以下顯著優點：

1)傳輸頻帶很寬，通信容量大。

2)傳輸衰耗小，適合長距離傳輸。

3)體積小，重量輕，柔性好，可撓性強，敷設方便。

4)輸入與輸出之間電氣隔離好，不怕電磁干擾。

5)抗腐蝕，耐酸鹼，可以直埋地下。

6)保密性好，無漏信號和串音干擾。

當然光纖通信也有以下缺點：①強度不如金屬線；②連線比較困難；③分路和耦合不方便；④彎曲半徑不宜太小。

所謂光纖即是經過提純的玻璃纖維，其材料來源可以說是取之不盡。一根直徑50pm的玻璃纖維竟可以傳輸百萬路電話，其容量之大實屬驚人。尤其是它的完全不怕電磁場干擾的特點，對於存在很高電壓和很強電磁場干擾的電力部門特別合適。

光纖通信由電端機、光端機和光纜三部分組成，見圖2。光纖通信波長是微米波，頻率可到1014MHz，這樣寬的頻率範圍是任何所知的其他通信方法所不可比擬的。各種模擬和數位訊號，先經過電端機變成數位訊號，再送到光端機變成光信號。光端機由光傳送器和光接收器組成。光傳送器有兩類：一類是用半導體雷射器(LD)作光源，用於大容量長距離光纖通信系統；另一類是以發光二極體(LED)作光源，用於短距離光纖通信系統。光傳送器接受電端機輸出信號的調製而變換為光信號。在接收端，接收器用光電二極體(PIN)或雪崩光電二極體(APD)來檢測光信號，並將其轉化為電信號後再送到電端機的接收部分。

圖2光纖通信系統的基本構成示意圖

微波中繼通信與衛星通信

波長為0.001～1.0m、頻率為300MHz～300GHz的無線電波稱為微波。微波基本上沿直線傳播。由於地球表面是個球面，所以每40～50km就要設定一個中繼站，按接力的方式將信號一站一站地傳送下去，微波傳遞信號的這種方式稱為微波中繼通信。

微波中繼通信的優點是：微波頻段的頻帶很寬，可以容納數量很多的無線電頻道且不致互相干擾；微波收發信機的通頻帶可以做得很寬，用一套設備可作多路通信；不易受干擾，通信穩定；方向性強，保密性好；每公里話路成本比有線通信低。因此適合做電力系統通信網的主幹線通信。但微波中繼通信的設備比較複雜，技術水平要求較高。

圖3表示微波中繼通信系統的構成。電話、數據等信號首先送人終端機，在終端機再把這個復用信號送到信道機調製成微波，經過波導管饋線，由拋物面天線向空間輻射電波。在中繼站中，用中繼機把在傳播中損耗了的信號加以放大，再向下一個中繼站轉發。在收信側，利用信道機解調成多路信號，再用終端機進一步對每一話路進行解調。最後分別取出電話、數據信號送給交換機、記錄器或相連的計算機系統。

圖3微波中繼通信系統的構成示意圖

我國採用2GHz頻段作為電力系統通信的主幹線，8GHz頻段用於分支線，11GHz頻段用於近距離的局部系統。

衛星通信也屬於微波中繼通信。只是中繼站是設在地球的同步衛星上。與一般微波通信相比，衛星通信不受地形和距離的限制。通信容量大，不受大氣層騷動的影響，通信可靠性高，衛星通信使用的頻率上行(地球-衛星)為5925～6425MHz，下行為3700～4200MHz。

特高頻(超短波)無線通信

波長1～10mm、頻率30～300MHz的無線電波稱為特高頻，特高頻以視距範圍的空間波形式傳輸，因多採用定向天線，故受氣候影響較小，也不易干擾其他設備或受其他通信干擾。國家無線電管理委員會已頒發了民用電台頻率表，並專門給電力部門劃分了可用頻段。現在已有許多市、縣供電局採用無線電通信方式，作為調度自動化系統中負荷控制的信道。這樣組成的系統具有結構簡單、方便靈活、建設速度快和投資較少等優點，投入運行後都收到了很好的效果。電力系統的各種通信方式比較見圖4。

圖4 電力系統的各種通信方式比較

信道的多路復用

所謂多路復用是指在一個通道上傳輸多路信源提供的信息，而又互不串擾。復用方式關係到傳輸信道的資源是否得到充分的利用、信息傳輸質量的好壞以及系統硬體的複雜性。

1.頻分制

將一個信道分割成不同的頻段，每一頻段(稱為頻道)傳輸一個信號，每個信號的頻譜在信道內互不重疊的傳輸方式叫頻分制傳輸。

2.時分制

時分即時間分割的簡稱。時分制信號傳輸時，每一信號在全部測量周期內只占用一個特定的時刻，也就是每一信號在傳輸時間互不重疊地排列在同一傳輸信道之中，只能在它的特定間隔內傳輸。