电力系统通信基础解析
电力系统基础知识
第一章电力系统基础知识继电保护、自动装置对电力系统起到保护和安全控制的作用，因此首先应明确所要保护和控制对象的相关情况，涉及的内容包括：电力系统的构成，电力系统中性点接地方式及其特点，电力系统短路电流计算及其相关概念。
这是学习继电保护、自动装置等本书内容的基础。
>>第一节电力系统基本概念一、电力系统构成电力系统是由发电厂、变电站(所)、送电线路、配电线路、电力用户组成的整体。
其中，联系发电厂与用户的中间环节称为电力网，主要由送电线路、变电所、配电所和配电线路组成，如图1-1中的虚框所示。
电力系统和动力设备组成了动力系统，动力设备包括锅炉、汽轮机、水轮机等。
在电力系统中，各种电气设备多是三相的，且三相系统基本上呈现或设计为对称形式，所以可以将三相电力系统用单相图表述。
动力系统、电力系统及电力网之间的关系示意图如图1-l所示。
图1-1 动力系统、电力系统及电力网示意图需要指出的是，为了保证电力系统一次电力设施的正常运行，还需要配置继电保护、自动装置、计量装置、通信和电网调度自动化设施等。
电力系统主要组成部分和电气设备的作用如下。
(1)发电厂。
发电厂是把各种天然能源转换成电能的工厂。
天然能源也称为一次能源，例如煤炭、石油、天然气、水力、风力、太阳能等，根据发电厂使用的一次能源不同，发电厂分为火力发电厂(一次能源为煤炭、石油或天然气)、水力发屯厂、风力发电厂等。
(2)变电站(所)。
变电站是电力系统中联系发电厂与用户的中间环节，具有汇集电能和分配电能、变换电压和交换功率等功能，是一个装有多种电气设备的场所。
根据在电力系统中所起的作用，可分为升压变电站和降压变电站；根据设备安装位置，可分为户外变电站、户内变电站、半户外变电站和地下变电站。
变电站内一次电气设备主要有变压器、断路器、隔离开关、避雷器、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、负荷开关等。
变电站内还配备有继电保护和自动装置、测量仪表、自动控制系统及远动通信装置等。
电力系统分析基础知识点总结讲解学习
电力系统分析基础目录稳态部分一．电力系统的基本概念填空题简答题二．电力系统各元件的特征和数学模型填空题简答题三．简单电力网络的计算和分析填空题简答题四．复杂电力系统潮流的计算机算法简答题五．电力系统的有功功率和频率调整1．电力系统中有功功率的平衡2．电力系统中有功功率的最优分配3．电力系统的频率调整六．电力系统的无功功率和频率调整1．电力系统的无功功率平衡2．电力系统无功功率的最优分布3．电力系统的电压调整暂态部分一．短路的基本知识1.什么叫短路2.短路的类型3.短路产生的原因4.短路的危害5.电力系统故障的分类二．标幺制1.数学表达式2.基准值的选取3.基准值改变时标幺值的换算4.不同电压等级电网中各元件参数标幺值的计算三．无限大电源1.特点2.产生最大短路全电流的条件3.短路冲击电流im4.短路电流有效值Ich四．运算曲线法计算短路电流1．基本原理2.计算步骤3.转移阻抗4.计算电抗五．对称分量法1.正负零序分量2.对称量和不对称量之间的线性变换关系3. 电力系统主要元件的各序参数六．不对称故障的分析计算1.单相接地短路2.两相短路3.两相接地短路4.正序增广网络七．非故障处电流电压的计算1.电压分布规律2.对称分量经变压器后的相位变化稳态部分一一、填空题1、我国国家标准规定的额定电压有3kv 、6kv、10kv、35kv 、110kv 、220kv 、330kv、500kv 。
2、电能质量包含电压质量、频率质量、波形质量三方面。
3、无备用结线包括单回路放射式、干线式、链式网络。
4、有备用界结线包括双回路放射式、干线式、链式、环式、两端供电网络。
5、我国的六大电网：东北、华北、华中、华东、西南、西北。
6、电网中性点对地运行方式有：直接接地、不接地、经消弧线圈接地三种，其中直接接地为大接地电流系统。
7、我国110kv及以上的系统中性点直接接地，35kv及以下的系统中性点不接地。
二、简答题1、电力网络是指在电力系统中由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的部分。
电力系统基础知识大全
RTU
RTU
发电
输电
变电
配电
用电
4
1.1什么是电力系统？
发电厂 水轮机 发电机
水库
G~
变电所 升压变压器
输电线路
变电所 降压变压器
用户 用电设备
电力网 电力系统 动力系统
M~ M~
5
1.1什么是电力系统？
电力网： 电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的统一体 。
电力系统： 由发电厂中的电气部分、各类变电所及输电、配电线路及各种类型的用电设备组成的统一体，以及为保证这些设施正 常运行所需的继电保护和安全自动装置、计量装置、电力通信设施、电网调度自动化设施等，称为电力系统。 发电厂：生产电能。 电力网：变换电压、传送电能。由变电所和电力线路组成。 配电系统：将系统的电能传输给电力用户。 电力用户：高压用户额定电压在1kV以上，低压用户额定电压在1kV以下。 用电设备：消耗电能。
3.15 及 3.3 6.3 及 6.6 10.5 及 11.0
38.5 66 121 242 363 550 -
电气设备 最高电压
/kV 3.6 7.2 12
24
40.5 72.5 126 252 363 550 800
17
1.4电力系统的额定电压及电压等级
U1
I U2
S Z
S = √3U2I
我国规定的额定电压按电压高低及使用范围可分为三类： 第一类指100V及其以下的额定电压。主要用于安全动力、照明、蓄电池及特殊设备。 第二类指100～1000V之间的额定电压，其应用最广、数量最多。 第三类指1000V及其以上电压等级。电力系统的发、供、输、配、用电都采用该电压等 级。
因此，高压开关设备是非常重要的输配电设备，其安全、可靠运行对电力系统的安全、 有效运行具有十分重要的意义。
电力系统通信(完整版)
• ADM：分/插复用器
– 分/插复用器用于SDH传输网络的转接站点处， 例如链的中间结点或环上结点，是SDH网上使 用最多、最重要的一种网元，它是一个三端口 的器件， ADM是SDH最重要的一种网元，通 过它可等效成其它网元，即能完成其它网元的 功能，例如：一个ADM可等效成两个TM。
• ADM有两个线路端口和一个支路端口。两个线路 端口各接一侧的光缆（每侧收/发共两根光纤）， 为了描述方便我们将其分为西（W）向、东向（E） 两个线路端口。ADM的作用是将低速支路信号交 叉复用进东或西向线路上去，或从东或西侧线路 端口收的线路信号中拆分出低速支路信号。另外， 还可将东/西向线路侧的STM-N信号进行交叉连接， 例如将东向STM-16中的3#STM-1与西向STM-16 中的15#STM-1相连接。
群同步
• 实现：特定的数字序列用做同步码。例如 0111111111111111，1110101110010000 • 整步：接收端收到该同步码后就可确定这 是一帧的开始和结束，从而把本端的时序 与发送端对齐，叫做整步。
同步码性能
• 漏同步
– 同步码在传输过程中由于干扰，可能出现误码， 失去其特定形式，接收端不能识别它是同步码， 从而不能整步。 – 希望尽可能少发生漏同步
电力系统通信
第一章 概述
• 数字通信系统模型
干扰 信 源 译 码 器 信 道 译 码 器 串 并 转 换 解 调 器 调 制 器 并 串 转 换 信 道 编 码 器 信 源 编 码 器 信 源
信宿
信道
同步
同步
• 信息源：产生和发出消息的人或机器，发 出的消息可以是连续的或离散的。 • 受信者：接受消息的人或机器。 • 编码器：包括信源编码器和信道编码器。
第1讲 电力系统通信概述
外 部 绝缘 体
内 部 导体
内 部 绝缘 体 铝 制 编 织 导 体 (屏 蔽 ) (a) 一 段 同 轴 电 缆
(b) 一 段 与 连 接 器 相 连 的 同 轴 电 缆
外套
绝缘
包层 纤维芯
屏蔽箔 屏 蔽 双绞 线
非 屏 蔽双 绞 线
通 信 卫星
电离层
天 波 传播
地球
(a)
地—电 离 层 波 导 传播
据噪声性质
➢
单频噪声 ：50Hz工频噪声
➢
脉冲噪声：电火花
➢
起伏噪声：热噪声
信道的容量
➢ 信道的容量是指:单位时间内信道上所能传送 的最大信息量，即信道中信息无差错传输的最 大速率。
➢ 香农公式：（连续信道的信道容量）
S C = Blog2(1+ N)(bit / s)
B为信道带宽（Hz），S为信道功率（W），N 为噪声功率（W）。
1.2.3 标准化组织
计算机网络技术中的标准:法定标准和事实标准。 目前国际上制定通信与计算机网络标准的几个权威组织是：
ISO(International Standards Organization)：国际标准化组织。 CCITT(International Telephone and Telegraph Consultative Committee)：国际电话与电报咨询委员会(现已改名为ITU， International Telecommunications Union，国际电信联盟)。 ANSI(American National Standard Institute)：美国国家标准协会。 EIA(Electronic Industries Association)：美国电子工业协会。 IEEE(Institute of Electric and Electronic Engineer)：电气与电子 工程师学会。
电力系统通信技术绪论.ppt
电力通信现状-1
1. 20世纪70年代：电力载波通信 电力系统的特有的通信方式，主要用于话音、保护和 远动信息的传输。
2. 20世纪80年代：模拟微波通信
3. 20世纪90年代：数字微波通信
4. 目前：以数字微波为干线、覆盖全国的电力网络已 初步形成，光纤通信、卫星通信、移动通信、数字 程控交换以及数字数据网等新兴的通信技术也获得 相当水平的应用。
电力通信网-2
通信 卫星
地
球
站 市长 数
用户 内 途 字 微
交 交 多波
换 换 路设
设 设 设备
备备 备
光
基
移
站
动
交
传 输 终
基 站
换 设 备
端 设 备
本地 网
光再 生中继设 备 ( 光 放大器 )
长途 网 移动 网
地
球
站数
长
市
微字 途 内
波多 交 交
设路 换 换
备设 设 设
备 备备
光
传 输 终
移
电力通电信力市通场信的化竞是争国力际-2趋势-1
2001年底，美国最大的7家电力公司联合组建“美 国光纤公司”，利用电力系统的资源，在全美建 设光纤网络，出租光纤、电路带宽，经营网络等 业务。
电力通电信力市通信场的化竞是争国力际-3趋势-2
2002年3月29日，日本东京电力公司也开始在东京的三 个区正式开展通信业务，其采用的技术为光纤到户 (FTTH ) ，通信速度为每秒100M字节。日本NTT的 Internet 接入费每月为11000 日元，而东京电力仅收 9800日元月租费。目前，日本东京电力公司开展光纤 入户业务所需的电线杆数目要优于日本NTT公司。此 外，在人口稠密的关东地区，东京电力公司光纤分布 密度要超过日本NTT公司。另外，所有家庭都是东京 电力公司的电力用户，其电力用户数目前远超过NTT 东日本公司通信用户数。
华北电力大学电力系统通信教材
2020/4/16
6
通信系统的分类
(1) 按信号特征分类
根据信道中传输信号种类的不同,通信系统可分为两大类:
模拟通信系统—信道中传输模拟信号 数字通信系统—信道中传输数字信号
模拟与数字的概念: A、模拟信号-参量(因变量)取值随时间(自变量)的连续变化而连续变化的信号. 离散信号-在时间上取离散值的信号。 B、数字信号-自变量取离散值，参量取有限个经过量化的离散信号。
特点：
• 要求通信有较高的可靠性和灵活性
• 实时性要求高 • 通信范围点多面广
变电站
• 无人值守机房多
变电站
网局 省局
发电厂
地区局
发电厂
2020/4/16
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电力系统的通信方式
电力系统通信几乎包括了所有的通信方式，不仅采用普通的 音频电话、明线载波、电缆载波、特高频、数字微波等通信 方式，而且还采用了扩频通信、光纤通信、卫星通信等先进 的通信方式和手段，同时采用程控交换技术，把各种通信线 路连接起来，进行语音、数据信息交换，形成一个完整的通 信网，因此电力系统通信网是一个先进的、综合型的专业通 信网。
气象 条件 分析
一次 设备 状态 监测
二次 设备 状态 监测
电
配电 电能 网自 质量
精细 信息 用能 双向
网
动化 控制 管理 互动
通
信
信息 交换
电力综合信息交换平台
信 息
网
信息 传输
电力光纤传输网
络
架
信息 接入
光纤接入网
中压PLC
构
宽带无线接入
与
电力系统基础知识
电力系统基础知识 Last updated on the afternoon of January 3, 2021第一章电力系统基础知识继电保护、自动装置对电力系统起到保护和安全控制的作用，因此首先应明确所要保护和控制对象的相关情况，涉及的内容包括：电力系统的构成，电力系统中性点接地方式及其特点，电力系统短路电流计算及其相关概念。
这是学习继电保护、自动装置等本书内容的基础。
>>第一节电力系统基本概念一、电力系统构成电力系统是由发电厂、变电站(所)、送电线路、配电线路、电力用户组成的整体。
其中，联系发电厂与用户的中间环节称为电力网，主要由送电线路、变电所、配电所和配电线路组成，如图1-1中的虚框所示。
电力系统和动力设备组成了动力系统，动力设备包括锅炉、汽轮机、水轮机等。
在电力系统中，各种电气设备多是三相的，且三相系统基本上呈现或设计为对称形式，所以可以将三相电力系统用单相图表述。
动力系统、电力系统及电力网之间的关系示意图如图1-l所示。
图1-1 动力系统、电力系统及电力网示意图需要指出的是，为了保证电力系统一次电力设施的正常运行，还需要配置继电保护、自动装置、计量装置、通信和电网调度自动化设施等。
电力系统主要组成部分和电气设备的作用如下。
(1)发电厂。
发电厂是把各种天然能源转换成电能的工厂。
天然能源也称为一次能源，例如煤炭、石油、天然气、水力、风力、太阳能等，根据发电厂使用的一次能源不同，发电厂分为火力发电厂(一次能源为煤炭、石油或天然气)、水力发屯厂、风力发电厂等。
(2)变电站(所)。
变电站是电力系统中联系发电厂与用户的中间环节，具有汇集电能和分配电能、变换电压和交换功率等功能，是一个装有多种电气设备的场所。
根据在电力系统中所起的作用，可分为升压变电站和降压变电站；根据设备安装位置，可分为户外变电站、户内变电站、半户外变电站和地下变电站。
变电站内一次电气设备主要有变压器、断路器、隔离开关、避雷器、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、负荷开关等。
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基带脉 冲输出
噪声源
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（4）传输码型的选择 ➢码型中低频、高频分量要尽量少 ➢码型中没有直流分量 ➢码型中应包含定时信息，以便于 定时提取 ➢码型具有一定的检错能力 ➢码型变换设备简单、易于实现
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四.数字调制与解调
定义：用基带信号控制高频载波，把基带数 字信号变换为频带数字信号的过程称为数 字调制：反之，把频带数字信号还原成基 带数字信号的反变换则称为数字解调
✓ 最基本的数字调制技术 ➢ 幅移键控ASK (Amplitude Shift Keying)、 ➢ 频移键控FSK (Frequency Shift Keying) ➢ 相移键控PSK (Phase Shift Keying)
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2.电力系统通信的作用和特点
✓ (1)电力系统通信的特点 ➢ 实时性好:传输延时小 ➢ 可靠性高:不能出错 ➢ 连续性强:电力生产的不间断性 ➢ 信息量较少：传送电力系统的生产、 控制、管理信息 ➢ 网络建设可利用电力系统独特的资源: 如载波通信
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✓ (2)电力系统通信的定义
➢ 电力系统通信，也称电力通信,是指 利用有线电、无线电、光波等各种方 式，对电力系统运行、经营和管理等 活动中需要的各种信息（符号、文字、 声音、图像、数据等）进行传输和交 换的电力系统专用通信。
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2.信道编码
1）基本思想：通过对信息序列作某种变换， 使原来彼此独立，相关性极小的信息码元产生 某种相关性，从而在接收端利用这种规律检查 或纠正信息码元传输中所造成的差错 。
实质是采用冗余技术来检错、纠错。
2）传输差错类型
➢随机差错 ：由随机噪声的干扰引起。差错是互相 独立、互不相关的。
➢突发差错：由突发噪声的干扰引起。一般成串出 现，错误与错误之间有关联。
Pec=
接收错误码元数 传输总码元数
×100%
Peb=
接收错误比特数 ×100%
传输总比特数
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➢ 3)信噪比
定义：信号平均功率PS和噪声平均功 率PN之比
S/N = PS/PN 若用分贝值表示，则为
SNR=10 lg（ PS/PN ） SNR越大越好
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二.信源编码与信道编码
1.信源编码 1）定义：在数字通信系统中，当信源 发出的信号为模拟量时，将模拟信号变 换为数字信号的过程。 2）最基本的编码方法是脉冲编码调制 PCM 3）编码过程： 抽样、量化、编码 。
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✓(3)电力系统通信的分类
❖系统通信（站间通信）:主要提供发电厂、 变电站、调度所、公司本部等单位之间的 通信连接。
❖厂站通信（站内通信）:通信范围仅限于 厂、站内部，主要任务是满足厂站内部生 产、管理信息的传递和共享，对于抗干扰、 可靠性等有一些特殊的要求。
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✓ (4)电力系统通信的主要作用
➢ 1) 传送电力系统远动、保护、负荷控 制、调度自动化等运行、控制信息， 保障电网的安全、经济运行;
➢ 2) 传输各种生产指挥和企业管理信息， 为电力系统的现代化提供高速率、高 可靠的信息传输网络.
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3.我国电力通信网的现状及发展
✓ (1)我国电力通信网的现状
➢ 数字微波干线网 ➢ 光纤通信 ➢ 电力线载波通信 ➢ 卫星通信 ➢ 移动通信 ➢ 自动交换网 ➢ 数字数据网DDN
备及信道共同组成
噪声
信源
发信设备
信道
收信设备
信宿
2
✓ (2) 通信系统的分类 ➢ 根据传输媒质的不同
电缆通信
有线通信系统 电力载波通信
光纤通信
微波中继通信
卫星通信
无线通信系统 移动通信
无线寻呼通信 3
➢ 根据传输信号的不同
❖模拟通信系统：传送连续信号，信号频 谱窄，抗干扰能力差 ❖数字通信系统：传输离散信号，要求 带宽大，信号质量高
的数字 脉冲流 ❖ 基带传输:数字基带信号直接在双绞线等
电介质中传输
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❖频带传输(或调制传输):大部分情况下数字 基带信号必须经过载波调制，并且把信号频 谱搬移到相应的频带，才能实现信息的传输
❖ 调制解调器MODEM (ModulatorDemodulator):专门用于完成调制和频谱搬移 的工作的
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三.数字基带传输
(1)基带信号 定义：在数字通信系统中，经过编 码处理的信号
(2)数字基带传输 如果系统使用的信道是可以直接
传输数字脉冲信号的数字信道，则不 需调制就可直接传送基带信号，这时 称为数字基带传输。
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(3)基带传输系统的基本结构
பைடு நூலகம்
基带脉 冲 输入
发送滤 波器
信道
接收 滤波器
抽样判 决器
(4) 解调、信道解码、信源解码：与数字调 制、信道编码、信源编码的过程正好相反。
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✓ 2.数字通信的特点
➢ 抗干扰能力强 ➢ 传输质量与通信线路长度无关 ➢ 便于建立综合各种业务的数字通信网 ➢ 便于加密处理 ➢ 设备功耗低、体积小、可靠性高
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✓ 3.数字通信系统的主要性能指标
➢ 1) 传输速率
第十五章 电力系统通信基础
15.1 概述 15.2 数字通信原理 15.3 光纤通信 15.4 微波中继通信 15.5 电力载波通信 15.6 电力系统远动及规约 15.7 电力通信网络技术
1
15.1 概述
1. 通信系统的基本组成及其分类
✓ (1) 通信系统的基本组成
通信系统由信源、信宿、处理信息的各种设
信息速率（比特率） Rb ：单位时间内传 输的比特数，单位为比特/秒（b/s或bps）
码元速率（调制速率）RB ：单位时间内 传输的码元数，单位为波特（Buad）
二者的关系如下
Rb = RB Log2 N N—N进制
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➢ 2)误码率
定义：在数字传输过程中接收错误的码元数 （或比特数）占传输总码元数（或总比特数） 的比率。是衡量通信质量好坏的重要指标 。 用Pec及 Peb 分别代表误码率和误比特率
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✓ (2)我国电力通信网的发展目标
➢ 积极引进当今先进的技术及设备 同步数字系列SDH、ATM、GSMl、CDMA
➢ 将电力通信主干网改造成以光纤为主微波为 辅的网络
➢ 加快开发电信新业务 可视图文、电子信箱、传真存贮转发、 电
子数据交换、多媒体服务
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15.2 数字通信原理
一.数字通信系统的基本概念
✓ 1.数字通信系统基本模型
数字通信系统是利用数字信号来传递 信息的系统。
数字传输系统
信
信
数
数
信
信
信
源
道
字
信
字
道
源
信
源
编
编
调
道
解
解
解
宿
码
码
制
调
码
码
噪声源
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(1)信源编码: 包括模拟信号的数字化和信源压缩编码
(2)信道编码: 解决数字通信的传输可靠性问题，也称作
抗干扰编码或抗错编码。
(3)数字调制 ❖ 基带信号:经过编码的信号序列，是连续