中国南方电网载波通信技术规范.doc
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1、附件1中国南方电网载波通信技术规范2010-06-15发布 2010-07-01实施 中国南方电网电力调度通信中心发布 目 次前 言III1范围12规范性引用文件13术语和定义14技术要求64.1电力线载波概述64.2电力线载波通道构成64.2.1 相地耦合64.2.2 相相耦合74.3电力线载波系统要求74.3.1载波频率分配74.3.2电力线载波通道的衰减84.3.3电力线载波通道的允许衰减114.3.4传输质量指标124.3.5干扰与串音134.4电力线载波机技术要求154.4.1电力线载波机分类154.4.2对设备设计、制造的一般要求154.4.3模拟电力线载波机技术要求164.4.4
2、保护接口设备技术要求194.4.5数字电力线载波机技术要求214.5线路阻波器、结合设备及高频差接网络技术要求254.5.1工作环境254.5.2线路阻波器技术要求254.5.3结合设备技术要求274.5.4高频差接网络技术要求294.6耦合电容器技术要求304.6.1工作环境304.6.2基本要求304.6.3结构要求304.6.4电气性能技术要求314.7高频电缆技术要求314.7.1环境条件324.7.2规格型号324.7.3结构要求324.7.4电气性能技术要求324.7.5物理特性334.7.6用于继电保护载波通道时的要求33前 言为保障南方电网安全、优质、经济运行,推进南方电网电力
3、线载波通信的规范化管理,提供电力线载波通信设备选型技术规范,制定本规范。本规范依据国家标准、行业规范,并结合电力线载波通信技术发展及南方电网实际情况,规定了南方电网电力载波通信在规划、设计、设备选型、运行维护等方面需遵循的技术指标及功能特性,以规范和指导南方电网所属各单位电力线载波通信的规划、设计、工程建设、运行维护等工作。本规范由中国南方电网电力调度通信中心提出、归口并解释。本规范主要起草单位:中国南方电网电力调度通信中心、贵州电力调度通信局、广东省电力设计研究院。本规范主要起草人:杨俊权、陈新南、洪丹轲、陈登墀、陈健、刘瑞怡、袁汉云、李再歧、田勇、姜海、金海、周欣、菊海峰、许筑军、欧阳晓林
4、扬安华。本规范自2010年7月1日起试行。33中国南方电网载波通信技术规范1 范围1.1本规范规定了中国南方电网有限责任公司所属各单位电力线载波通信规划、建设、验收、运行、维护、检修等工作应遵循的基本原则和技术规范。1.2本规范适用于中国南方电网有限责任公司所属各单位电力线载波通信规划、建设、验收、运行、维护、检修工作。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 14430 单边带电力线载波系统设计导则GB/T 7255单边带电力线载波机DL/T 112
5、4数字电力线载波机GB/T 7330交流电力系统阻波器GB/T 7329电力线载波结合设备GB/T4705-92耦合电容器及电容分压器GB/T14864-93实芯聚乙烯绝缘射频电缆GB/T 17626电磁兼容 试验和测量技术GB/T16927高电压试验技术GB311.1高压输变电设备的绝缘配合GB11604-89高压电器设备无线电干扰测试方法GB/T 15542数字程控自动电话交换机技术要求DL/T 795电力系统数字调度交换机DL 548-1994电力系统通信站防雷运行管理规程3 术语和定义3.1 载波机相关术语和定义3.1.1 载波频率范围 carrier-frequency range
6、供电力线载波系统使用的全部频带。GB/T 7255-1998,定义2.2.13.1.2 基本载波频带 basic carrier-frequency band在载波频率范围内划分的基本单元,即分配给一条电力线载波发送或接收通路的频带。GB/T 7255-1998,定义2.2.23.1.3 标称载波频带 nominal carrier-frequency band一个具体的电力线载波机的发送或接收工作频带。GB/T 7255-1998,定义2.2.33.1.4 音频有效传输频带 effective voice transmission frequency band一个具体的4kHz音频带宽中的可
7、用音频频带。不同的制造厂可能有些差异,一般为0.3kHz3.4kHz。3.1.5 载波侧标称阻抗 nominal impedance on line side载波机高频输入输出电路技术特性要求的阻抗。3.1.6 用户侧标称阻抗 nominal impedance on user side用户输入输出电路技术特性要求的阻抗。3.1.7 标称载波输出功率 nominal carrier-frequency output power在满足乱真发射要求及载波输出端终接阻值等于标称阻抗值的电阻负载情况下,载波机输出的峰值包络功率(PEP)的设计值。GB/T 7255-1998,定义2.4.13.1.8
8、平均载波输出功率 mean carrierfrequency output power在与最低调制频率的周期相比足够长的时间内载波机的平均输出功率。在这段时间里,载波机的输出功率达到最大设计值。GB/T 7255-1998,定义2.4.23.1.9 误码率 bit error rate在一给定的时间内,接收到的错误比特数与接收到的总比特数的比值。DL/T 1124-2009, 术语和定义3.63.1.10 自动增益控制 auto gain control(AGC) 当载波通道的衰耗变化时,电力载波机收信支路的可变增益放大电路能够根据衰耗变化的情况自动进行增益调整,使其输出信号的电平控制在一定的
9、范围内。3.1.11 信噪比 signal noise ratio是指载波机接收支路接收信号的有用电平与噪声电平的差值。3.1.12 标称传输时间(T0) nominal transmission time标称传输时间是从一端载波机的远方保护接口的命令输入端信号状态改变时刻起,到另一端载波机的远方保护接口的命令输出端信号状态相应改变时刻止所经历的时间。在不考虑高频通道部分的传输时间,也就是系统在背靠背试验时测得的传输时间称作标称传输时间。标称传输时间是在无噪声的传输条件下测得的。3.1.13 实际传输时间(Tac) actual transmission time系统接上有噪声的高频通道后实际
10、测得的传输时间称作实际传输时间。实际传输时间总是大于标称传输时间。3.1.14 展宽时间 prolongation time接收端收信命令脉冲宽度与发信端发信命令脉冲宽度的差值。3.2 阻波器相关术语和定义3.2.1 主线圈 main coil承载高压输电线工频电流的电感线圈。GB/T 7330-2008,定义3.2 3.2.2 额定电感 rated inductance主线圈在100kHz的真实电感。GB/T 7330-2008,定义3.2.43.2.3 固有电容 self-capacitance与真实电感一起使主线圈在自谐振频率点谐振的电容。GB/T 7330-2008,定义3.2.53.
11、2.4 自谐振频率 self-resonant frequency主线圈的真实电感与固有电容一起产生的谐振频率。 GB/T 7330-2008,定义3.2.63.2.5 主线圈的电阻 resistance of main coil主线圈在直流状态下的电阻。GB/T 7330-2008,定义3.2.73.2.6 额定工频 rated power frequency阻波器所连接的高压电力系统的工频fpN。GB/T 7330-2008,定义3.2.93.2.7 调谐装置 tuning device与主线圈并联,由电容器、电感器、电阻器组成的部件。这些元件由阻波器的载频性能要求确定,不一定同时具备。G
12、B/T 7330-2008,定义3.33.2.8 载波频率特性 carrier-frequency characteristics电力系统的元件如变压器、母线、线路等相当于在阻波器以外接在线路和大地之间的一个阻抗。该阻抗与阻波器的阻抗相串联,形成载波通道的分路。该分路所引起的信号功率的损耗取决于两部分阻抗的向量和。在最不利的情况下,两阻抗中的电抗分量可能会相互抵消,从而使得总分路阻抗降低到不合要求的数值。为了消除这种可能性,以及进一步消除由电力系统开关操作引起的分流损耗的变化,阻波器的阻抗应含有电阻分量。阻波器的性能可以只按其电阻分量评价。GB/T 7330-2008,定义3.53.2.9 阻
13、塞阻抗 blocking impedance在规定的载波频带内整台阻波器的复阻抗Zb。GB/T 7330-2008,定义3.5.13.2.10 阻塞电阻 blocking resistance阻塞阻抗的电阻分量Rb。GB/T 7330-2008,定义3.5.23.2.11 中心频率 centre frequency阻塞频带边界频率的几何平均值fc。GB/T 7330-2008,定义3.5.73.2.12 额定持续电流 continuous rated current在规定工频下连续流过主线圈而不会使温升超过限值的最大电流的有效值IN。GB/T 7330-2008,定义3.63.2.13 额定短
14、时电流 rated short-time current在一定时间内通过主线圈而不会引起热损坏或机械损坏的短路电流稳态分量有效值Ikn,短时电流第一个半波的非对称峰值Ikm应取为稳态分量IkN有效值的2.25倍。GB/T 7330-2008,定义3.73.2.14 紧急过载电流 emergency overload current在一定时间内主线圈能够承受而不引起永久性损坏且不至于显著缩短使用寿命的电流。GB/T 7330-2008,定义3.83.3 结合设备相关术语和定义3.3.1 结合设备 coupling device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的设备。结合设备包括
15、以下基本元件:a) 接地刀闸:将结合设备的初级端子直接有效地接地,以适应维修和其他需要,保证设备和人身安全。b) 避雷器:限制来自电力线的暂态过电压。c) 排流线圈:将来自耦合电容器的工频电流接地。d) 调谐元件(包括匹配变量器):与耦合电容器一起组成高通、带通滤波器或其他网络,以提高载波信号的传输效率。e) 平衡变量器:在以两台相地结合设备构成相相耦合情况下,将两台相地结合设备的次级端子转换为一台相相结合设备的次级端子。GB/T 7329-2008,定义3.13.3.2 耦合方式 methods of coupling结合设备经过耦合电容器与电力线的一相或多相导线耦合。相地耦合、相相耦合是最
16、普遍的耦合方式。GB/T 7330-2008,定义3.23.3.3 相地耦合 phase-to-earth coupling结合设备经过耦合电容器在电力线一个相的导线和地之间实现的耦合。GB/T 7330-2008,定义3.33.3.4 相相耦合 phase-to-phase coupling结合设备经过耦合电容器在电力线的一相导线与另一相导线之间实现的耦合。这两条相线可以属于电力线路的同一回路也可以不属于同一回路。GB/T 7330-2008,定义3.43.3.5 接地端子 eacth terminal结合设备连接公共接地网的端子。GB/T 7330-2008,定义3.53.3.6 线路侧标
17、称阻抗 nominal line side impedance相地耦合方式时,耦合电容器高电压端子和地之间的标称阻抗值;或相相耦合方式时,两个耦合电容器高电压端子之间的标称阻抗值。GB/T 7330-2008,定义3.103.3.7 电缆侧标称阻抗 norminal epuipment side impedance结合设备电缆侧的标称阻抗值。GB/T 7330-2008,定义3.113.3.8 工作衰减 composite loss结合设备和耦合电容器组成的四端网络的工作衰减。测试时,模拟耦合电容器的测试电容器具有规定的耦合电容器的电容量并假定无损耗,耦合电容器低电压端子的杂散电容及杂散电导用
18、模拟网络代替,四端网络分别终接以线路侧、电缆侧标称阻抗值的无感电阻。GB/T 7330-2008,定义3.123.3.9 回波损耗 return loss结合设备和耦合电容器组成的四端网络的回波损耗。测试时,模拟耦合电容器的测试电容具有规定的耦合电容器的电容量并假定无损耗,耦合电容器低电压端子的杂散电容及杂散电导用模拟网络代替,四端网络的两端分别终接以线路侧、电缆侧标称阻抗值的无感电阻。GB/T 7330-2008,定义3.133.3.10 工作频带 available bandwidth工作衰减不大于规定值,回波损耗不小于规定值的载波频带。GB/T 7330-2008,定义3.143.3.1
19、1 标称峰值包络功率 nominal peak envelope power满足失真和交调要求的结合设备峰值包络功率的设计值。GB/T 7330-2008,定义3.15注:峰值包络功率是调制包络线最高峰值处载波一周期内的平均功率值。4 技术要求4.1 电力线载波概述电力线载波通信是电力部门特有的一种通信方式,适用于电力系统各发电厂、变电站和开关站传送电力系统调度电话、远动及电力线线路保护等信号。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。应采用合理安排电力线载波通道频率和安装阻波器的方法解决。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确定,最高频率由传输衰减确定,并考虑无线电
20、信号干扰等因素。我国规定为40500kHz。4.2 电力线载波通道构成电力载波通道主要由电力线载波机、线路阻波器、结合设备、耦合电容器(或电容式电压互感器)及高频电缆组成。载波设备与电力线之间的耦合方式,主要有相地耦合和相相耦合两种。4.2.1 相地耦合 这种耦合方式是将载波设备接在一根相导线和地之间,在每个耦合点只需装一个耦合电容器和一个阻波器,使用设备较少,但其衰减比相相耦合大。在耦合相发生接地故障时,衰减还会增加很多。这种耦合方式主要用于220kV及以下电压等级的输电线路图1 相地耦合载波通道构成示意图4.2.2 相相耦合 这种耦合方式是将载波设备接在两根相导线之间,以两个相地结合设备进
21、行相相耦合,而将他们的匹配变量器的次级正确连接起来。 这种耦合方式优点突出。衰减低;线路故障,特别是单相接地故障时,衰减变化小,可靠性高;发送的干扰和接收的干扰较小等。这种耦合方式主要用于220kV及以上电压等级的输电线路。图2 相相耦合载波通道构成示意图4.3 电力线载波系统要求4.3.1 载波频率分配 电力线载波系统的频率范围是有限的,为了经济合理地利用频率资源,应对各电力线载波通道的发收频率作周密细致的安排。4.3.1.1 基本载波频带 目前,南方电网电力线载波系统采用4kHz为基本载波频带,通常用1B表示4kHz。 电话和非电话信号复用或专用的电力线载波机有效传输频带分配的典型值如下表
22、所示。 表 1 单向通路内有效传输频带典型值 基本载波频带用途有效传输频带4kHz电话信号专用电话信号 3003400Hz非电话信号专用非电话信号 3003400Hz或以上电话和非电话信号复用电话信号 3002400Hz非电话信号 26403400Hz或以上电话信号3002000Hz非电话信号 21603400Hz或以上注:在交替复用方式中,非电话信号的频率也可以位于电话信号频带内。 4.3.1.2 频率分配的原则为了经济合理地利用电力线载波频率资源,一般遵循以下原则:a) 对于双工工作的载波机,本机发收信频带间隔一般为37B。当载波机设有高频差接网络时,本机发收信频带可以紧邻,即无间隔。b)
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- 中国 南方电网 载波通信 技术规范
