导引线、载波通道与光纤通信

载波通道和光纤通信

7.2.1导引线

导引线通道就是用二次电缆将线路两侧保护的电流回路联系起来，主要问题是导引线通道长度与输电线路相当，敷设困难；通道发生断线、短路时会导致保护误动，运行中检测、维护通道困难；导引线较长时电流互感器二次阻抗过大导致误差增大。导引线通道构成的纵联保护仅用于少数特殊的短线路上。

7.2.2载波通道

载波通道是利用电力线路、结合加工设备、收发信机构成的一种有线通信通道，以载波通道构成的线路纵联保护也称为高频保护。 “相地制“电力线载波高频通道结构如下图所示。

1.载波通道组成

（1）阻波器

阻波器为一个LC并联电路，载波频率下并联谐振，呈现高阻抗，阻止高频电流流出母线以减小衰耗和防止与相邻线路的纵联保护形成相互干扰。对于50Hz工频阻波器则呈现低阻抗（0.04Ω），不影响工频电流的传输。

（2）耦合电容器

耦合电容器为高压小容量电容，与结合滤波器串联谐振于载波频率，允许高频电流流过，而对工频电流呈现高阻抗，阻止其流过。

（3）结合滤波器

结合滤波器作用是电气隔离与阻抗匹配。结合滤波器将高压部分与低压的二次设备隔离，同时与两侧的通道阻抗匹配以减小反射衰耗。

（4）电缆

高频电缆一般为同轴电缆，电缆芯外有屏蔽层，为减小干扰，屏蔽层应可靠接地。

（5）保护间隙

当高压侵入时，保护间隙击穿并限制了结合滤波器上的电压，起到过压保护的作用。

（6）接地刀闸

检修时合上接地刀闸，保证人身安全，检修完毕通道投入运行前必须打开接地刀闸。

2.收发信机

（1）收发信机原理

发信机由信号源、前置放大、功放、线路滤波、衰耗器等组成。图7-7为发信机原理框图。

信号源产生标准频率的载波信号，多采用石英晶体振荡电路产生基准信号分频后经锁相环（PLL）频率合成输出的方式，

收信机由混频电路、中频滤波、放大检波、触发电路等组成，采用超外差方式，见图7-8。载波信号在混频电路中与本振频率信号混合，本振频率f1＝f0

＋fM，f0为收信机标频，fM为固定的移频。混频电路输出经带通滤波（中心频

率为fM）后输出。放大检波电路将解调后的信号送往高频保护。

（2）“短时发信”与“长期发信”方式

短时发信方式下收发信机在系统正常情况下不发信，系统扰动时继电保护起动，发信机投入工作。

长期发信方式即发信机始终投入工作，对功放、电源等电路要求较高，优点是通道监视方便、能迅速发现通道缺陷。

（3）“单频制”与“双频制”

单频制是指两侧发信机和收信机均使用同一个频率，收信机收到的信号为两侧发信机信号的叠加，见下图（a），单频制用于“闭锁式”保护 。

双频制则是一侧的发信机与收信机使用不同的频率，收信机只能收到对侧发信机的信号而收不到本侧发信机的信号，如上图（b）所示，允许式保护需要采

用双频制。

（4）调制方式

收发信机调制方式有调幅与移频键控（FSK）两种。调幅方式以高频电流的

“有“、”无“传送信息；FSK方式则以不同的频率传送信息，即正常运行式发出功率较小的监频fG信号监视通道，系统故障时改发功率较大的跳频fT信号。

（5）专用方式与复用方式

高频保护单独使用一台收发信机为专用方式。高频保护也可以采用音频接口接至通信载波机，与远动通信复用收发信机，称复用方式。

7.2.3微波通道

微波通道为无线通信方式，采用频率为2000MHz、6000～8000MHz，主要用于电力系统通信，由定向天线、连接电缆、收发信机组成。

7.2.4光纤通道

光纤通道通信容量大，不受电磁干扰，随着光纤通信技术的快速发展，使用光纤通道的纵联保护应用日益广泛。

光纤通信的原理是将电气量编码后送入光发送机控制发光的强弱，光在光纤中传送，光接收机则将收到的光信号的强弱变化转为电信号，见图7-10。

光缆由多股光纤制成，光纤结构如图7-11（a）所示。纤芯由高折射率的高纯度二氧化硅材料制成，直径仅100～200μm，用于传送光信号。包层为掺有杂质的二氧化硅，作用是使光信号能在纤芯中产生全反射传输。涂覆层及套塑用来加

强光纤机械强度。

光缆由多根光纤绞制而成，为了提高机械强度，采用多股钢丝起加固作用，光缆中还可以绞制铜线用于电源线或传输电信号。光缆可以埋入地下，也可以固定在杆塔上，或置于空心的架空地线中（复合地线式光缆 OPGW）。

下图为两种光纤通道连接方式，采用专用光纤方式时两台纵联保护通过光纤直接相连；采用数字复接方式时在通信机房增加一台数字复接接口设备。

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