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歐洲專家介紹了近海岸直流電網示范工程的研究結論，這項研究工作包括近海岸間歇性能源，直流電網經濟，控制保護等問題。兩個著名硬件設備開發商參與了該項目，完成用于測試控制技術開發的低功率模擬器，并證明保護算法可用于直流電網，開發出了基于電力電子和機械技術創新的直流斷路器；另有專家提出了利用有限的直流斷路器操作，設計具有故障清除能力直流網絡，模擬研究表明使用直流斷路器可迅速隔離直流側電網故障，即可在點對點的電纜方案中使換流器繼續支撐交流網絡。針對此問題，中國專家發言指出可采用全橋型子模塊拓撲結構來清除直流側故障，實現與電網換相換流器（LCC）相同的功能。德國專家提出了關于采用電壓源換流器（VSC）的交直流混合架空線運行的特殊要求，雖然混合運行可提高現有輸電通道的容量，但存在一系列挑戰，包括利用可控、有效的方式實現多終端的操作管理，交直流系統的耦合效應，直流電壓和電流匹配原則以及機械特性差異等。韓國專家提出了用于晶閘管換流閥的新型合成運行試驗回路，該回路可向測試對象施加試驗用交、直流電壓和電流脈沖，并配置了可在試驗前給電容充電的可控硅開關，以及為試驗回路中晶閘管門極提供觸發能量的獨立高頻電源。

1．2可再生能源的并網

美國專家提出了近海岸高壓直流輸電系統設計方案的可靠性分析方法，研究了平均失效時間和平均修復時間等可靠性指標，并結合概率（蒙特卡洛）技術來評估風速波動對風電場的影響，且評估不同的系統互聯、系統冗余以及使用直流斷路器與否等技術方案的能量削減水平，提議將能量削減作為量化直流電網可靠性的指標。為設計人員選擇不同的技術方案、拓撲結構和保護方案提供依據。近海岸直流輸電換流站選址缺乏相關的標準、項目參考及工程經驗，難以給項目相關者提供合理的建議，并且可能會在項目的開發過程中引入風險。挪威專家針對此情況提出了一種從石油和天然氣行業經驗總結得出的技術資格要求，將有助于更加快速、高效、可靠地部署海上高壓直流輸電系統。

1．3工程項目規劃、環境和監管

哥倫比亞和意大利專家提出了哥倫比亞與巴拿馬電氣互聯優化設計方案，初步設計方案額定容量為600MW／±450kV，經過綜合比較，方案優化為300MW／±250kV，400MW／±300kV的雙極結構，并使用金屬回線作為最佳的技術和經濟解決方案。線路長度由原來的600km變為480km，但考慮到哥倫比亞輸電系統的強度問題，決定保留原來的輸電路線。貝盧蒙蒂第一條800kV特高壓直流輸電線路項目規劃構想了額定參數為2×4GW／±800kV雙極結構，直流線路長2092km，連接巴西北部與南部的直流輸電工程方案；印尼第一條Java－Sumatra直流輸電工程，額定參數為3GW／±500kV，雙極結構，直流線路包含架空線和海底電纜，考慮采用每極雙十二脈動換流器和備用海底電纜來提高系統的可靠性和可用率；太平洋直流聯接紐帶介紹了延長太平洋北部換流站壽命的最佳方案，將原有的換流器變為傳統的雙極雙換流器結構，但保留多余的2個換流器閥廳，現以3．8GW／±560kV為額定參數運行。

1．4工程項目實施和運行經驗

新西蘭和德國專家提出“新西蘭直流工程新增極3的挑戰和解決方案”，該工程不僅要保證設備能承受較高的地震烈度，保障其在弱交流系統中安全穩定運行，還要設計合理的設備安裝地點，以及新建極與原有極的一體化控制保護系統；巴西互聯電力系統的Madeira河項目中SanAntonio發電廠對400MW的背靠背中第一個模塊及額定參數為3．15GW／±600kV雙極中的第一極進行充電，工程因交流系統沒有足夠的短路容量而延遲工期，后通過安裝500kV／230kV聯接變壓器得以解決。印度的Champa－Kurukshetra±800kV／3GW高壓直流工程首次在特高壓輸電工程中采用金屬回線返回方式運行，輸電線路長1035km，遠期增加容量3GW，雙極功率傳輸容量可達6GW；法國與西班牙東部互聯案例中采用雙回VSC－HVDC饋入交流網絡，研究認為VSC－HVDC是首選的技術解決方案。

2FACTS裝置及技術應用

2．1可再生能源并網

丹麥專家開發了多電平靜止同步補償器（STATCOM）通用電磁暫態模型，并基于倫敦Array風力發電廠多電平STATCOM現場測量和電磁暫態仿真結果對比研究進行了驗證，仿真結果與現場測量結果比較相符，并顯示出良好的相關性。

2．2提高交流系統的性能

加拿大專家提出了用于工程規劃的通用VSC模型，開發了基于PSS／E的穩態和動態模型。驗證了該模型部分交流側和直流側故障，結果表明具有良好的相關性，可在新的工程規劃和規范研究中應用。伊朗專家提出了分布式發電并網中基于自適應脈沖VSC的新型控制方法，與另外兩種控制方法相比，諧波補償和電能質量改善比較表明，分布式發電中諧波含量減少，從而減少諧波注入交流網絡。“智能電力線路（smartpowerline，SPL）實驗研究項目”引入了在架空輸電線路嵌入微型變電站的概念。電源交換模塊，保護模塊和在線監測系統可使輸電線路變得更智能，該技術還可以用于管理功率潮流和額外參數測量。

2．3FACTS工程項目規劃、環境和監管

印度專家進行了動態補償裝置在印度電力系統的配置及選址研究，以易受故障擾動影響的印度西部地區為重點研究區域，并提出了無功功率控制補償器的最佳位置和動態范圍。

3電力電子設備的技術發展

3．1直流斷路器、直流潮流控制器和故障電流限制裝置

Alstom進行了120kV直流斷路器的開發和測試研究，該斷路器包括電力電子元器件，超快速機械斷路器，串聯電容器和避雷器等重要組成部分，可在5．3ms內開斷電流。ABB提出混合型直流輸電工程斷路器為未來高壓直流系統的解決方案，描述了混合直流斷路器的詳細功能、控制方式和設計原則，混合斷路器的核心部件同樣為超快速機械斷路器。ABB的專家還提出了低損耗機械直流斷路器在高壓直流電網中的應用，其可替代混合直流斷路器，開斷參數最大為10kA／5ms。斷路器包含電磁制動器、并聯諧振電路，已完成一個額定參數為80kV的斷路器樣機，并成功通過了開斷目標電流的試驗。

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2輸電線路跨越鐵路施工安全問題

2.1注意防范交通事故

輸電線路跨越鐵路施工期間，施工人員在搭建鐵路兩端的跨越架時，應提高對交通事故的方法心理。有火車經過時，施工人員應該暫時停止施工，并在進行封網作業期間，與跨越點周圍設置專人監督，一旦發現有火車經過，則應立即使用通訊設備，提醒現場施工人員暫時車里施工現場。另外，為避免給鐵路火車的運行帶來不良影響，施工期間，現場人員不可穿戴紅、黃、綠色的服飾或標志物。施工管理人員應合理配置施工人員，委派制定施工人員在跨鐵路范圍內工作時，剩余成員應不可進入工作范圍內，并在過往鐵路時，確保暫時沒有火車經過，避免交通事故的發生。

2.2提高施工人員安全意識

輸電線路跨越鐵路施工因施工環境較為特殊，存在大量安全隱患，因此提高施工人員安全意識，增強施工人員對施工風險的防范能力很有必要。在進行跨越架的鋪設與封網工作時，為充分發揮施工技術的應用價值，施工人員應控制好工器具與帶電體的距離，施工人員與帶電體的安全距離應保持在2m以上。在進行泥綸網和絕緣繩的過程中，施工人員應密切關注氣象變化，盡量選擇在天氣良好的情況下施工，發生雷雨或5級以上大風時，則應暫停施工。施工人員在拆除跨越架時，務必要使用絕緣泥綸引繩，切不可徒手接觸金屬線繩。

3輸電線路跨越鐵路施工操作的優化

在進行高空作業時，務必要提前確定搭建的腳手架能夠承受人員與材料的重量，避免因人員超重或放置的材料超重，引起腳手架垮塌等安全事故。在施工期間，注意規范施工行為，在施工過程中，全體施工人員的工作由管理人員統一安排。在進行并桿與支桿的埋入時，應結合土質設定埋設深度。埋設完畢后，應注意夯實土壤，倘若土壤質地松散，則可通過綁設地橫木的方式輔助埋桿。施工期間，工作管理人員應加強對施工人員的監管力度，糾正施工人員不規范的操作行為。腳手架使用完畢需要拆卸時，則應按照安裝順序逐步拆除，以免導致腳手架刀塔引發安全事故。拆除腳手架的原則與跨越架拆除基本一致，遵循從上往下的拆除原則，拆除下來的材料不可隨意拋扔，切不可上下同時進行跨越架的拆除。

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2輸電線路展放

2.1初導展放方法

施工過程中，可利用熱氣球、直升機等工具進行空中展放。在展放過程中，可根據飛行器實際飛行能力，實施分段展放，保證初導可逐基降落在塔頂，并通過人工干預將初導移放在線滑車內，將各初導線連接在一起，保證施工過程的連貫性。除空中展放外，可在地勢平坦的區域進行地面鋪放。通過將軸導引繩分散放置到各個施工點，人工鋪開軸導引繩，并在輸電塔上設置線滑車，對相鄰的兩座輸電塔（導引繩）進行連接。錨住導引繩，在指定位置回收導引繩，保證導引繩可上升到預定高度，在錨繩后開展下一步工程。

2.2中間導引繩展放

中間導引繩展放過程必須做到以下幾點：首先，必須逐基展放導引繩，以初導牽放二導、二導牽放三導的方式逐基牽放，保證牽放繩可滿足工程要求。其次，逐條牽放導引繩，并做好標記。最后，以空中展放方式牽放導引繩，并逐條牽出多余導引繩，除留下一條用于工程建設之外，所有引導繩必須轉移至放線滑車內。有一點需要注意，通常是將小規格引導繩用于大規格引導繩的牽引工作，在引導繩展放過程中，可以此為基礎開展展放工作。

2.3牽引繩展放

在牽引繩展放過程中，首先要做好初始設定工作，同時不同型號繩索的轉換都應在指定的滑輪車中完成。其次，通過采用小牽引機、小張力機配合的方式，保證牽引繩的帶張力能夠得到展放，操作方法與導線張力放線方法相同，均采用一牽一放線方法。最后，應使用牽引機卷揚輪的抗彎連接器連接每條牽引繩。

2.4架空地線展放

在傳統施工中，500KV輸電線路架空地線技術均采用張力放線法，主要方式是以導引繩為依托，進行張力放線，在此過程中，也可采用大牽引機或小張力機在架空地進行地線牽放。在OPGW放線過程中，要保證區段長度與OPGW長度相同。展放OPGW的過程可借助專業的張力機，在相關的指導下進行施工。施工過程中必須注意的是，OPGW放線滑車中的額包絡角不應超過60°。

3張力放線施工

本文對架空輸電線路施工過程中的工序進行了總結，具體工序必須包括以下幾方面。

（1）盤繞導線過程中，盤繞方向必須與導線外層線方向保持一致，盤繞時盡量做到左進右出。

（2）所有與導線連接的連接器尾部可用鐵絲盤繞綁扎，在無特殊要求的情況下，綁扎圈數應控制20-25圈之間，兩道鐵絲的距離不應超過170mm，保證鐵絲連接強度能滿足網套連接器工作的實際要求。在固定網套連接器的過程中，可依靠旋轉連接器將其固定在走板尾部，根據尾部受到的力的程度，進行尾部張力調整，并拉緊尾線。

（3）張力放線時，必須檢查導線尾線在線軸的盤繞圈數，通常情況下纏繞圈數必須大于6圈，并將尾端與線軸固定。

（4）可在張力場設置指揮所，根據工程要求與實際情況現場指揮張力作業。現場指揮過程中應根據每個施工單位的工作情況，匯總多方面資料發出作業指令。

（5）牽引過程必須遵循先慢后快的基本原則，即在最初的牽引過程中應先慢速牽引，觀察施工沿線是否出現異常。放線過程中要隨時做好放線張力調整準備，保證牽引板時刻處于平衡狀態，牽引繩、導線全部放空之后，再緩慢提高牽引速度。

（6）牽引過程中可先打開張力機，在張力機剎車后再啟動牽引機。停止施工作業時，必須遵循先停機器后停張力的原則，即先關閉牽引機，再關閉張力機。放線時要保證尾線與尾繩的張力處于可控范圍內，根據張力機特性及時調整張力。調整張力必須緩慢（緩慢提高），避免導線和牽引繩出現大幅度波動。

（7）當放線的張力符合標準時，應停止牽引并開始安裝上揚塔號的壓線滑車，為下階段放線做準備。

（8）在同時采用兩臺張力機控制牽引機時，應將一臺張力機的初始張力設定好，并保持不變，隨時調整另一臺張力機的張力，以達到更好的張力輸出效果。

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2教材內容的合理取舍任課教師要選擇一本合適的電力電子技術課程教材作為主教材，再參考其他的輔助教材，取長補短，主講教師應具有寬闊的知識面及豐富的電力電子工程實踐經驗，注重應用型人才培養目標。教材的內容既有豐富的理論知識，還要注重工程實際的應用，要體現電力電子技術發展的新技術，也要體現出“電力電子技術”課程是基礎課到專業課平穩過渡的橋梁，使教材內容更符合二本院校電氣工程及其自動化專業的人才培養的要求。主教材中除重點講授交流變直流、直流變交流、直流變直流、交流變交流四大類基本變流電路及它們的組合之外，還要聯系當今電力電子技術的發展趨勢及應用情況，注重電力電子技術在電力系統及其他工程領域中的應用，注重主電路設計、驅動電路設計、保護電路設計、參數計算及元器件選擇，還應該適當介紹SVC、SVG、高壓直流輸電、開關電源、UPS電源、感應加熱電源、光伏逆變器等裝置的工作原理和實際應用情況，以適應電氣工程及其自動化專業寬口徑就業要求。

3課堂教學方式改革教學過程中應以學生為主，教師為輔，避免一人堂和填鴨式教學方法，針對教學內容和學生的具體情況組織安排教學內容。由于“電力電子技術”課程的教學內容繁多，課堂教學中需要繪制大量的電路圖和波形圖，以及諸多公式推導及各種參數計算等。由于課程學時少而教學內容又多,僅僅依靠傳統的黑板加粉筆的教學方式顯然是達不到教學效果的，所以多媒體技術逐漸走進了“電力電子技術”的課堂教學，大大地提高了課堂教學效果。這里需要強調的是，多媒體教學的引進并非完全取消黑板加粉筆的課堂教學方式，二者應該相互協調、相輔相成，各有各的長處。對于復雜的電路及波形的繪制和分析，可以充分利用多媒體的音容并茂的特點，使學生更容易理解和掌握電路的基本原理和工作過程，如以flas的方式顯示電力電子器件的開通和關斷過程、過電流和過電壓的產生過程、電路的輸入輸出電壓和電流波形等，使學生感到生動而有趣，使學生的課堂學習不再枯燥無味；而對于簡單電路的分析以及例題習題的講解，還是黑板加粉筆的方式顯得更簡單便捷，更具親和力，加強了教師與學生間的互動和情感交流。總之，課堂教學十分重要，教師要根據自身的特點、教學內容、學生的素質，充分利用現代化教學手段及互聯網資源，在有限的課堂教學時間內，最大程度地使學生理解和吸收所學的知識。

4改革實驗教學環節為了提高學生的工程實踐能力，對原有的電力電子實驗室設備進行了更新和改造，引進近幾年內較為先進的電力電子實驗設備，對原有的驗內容和實驗計劃進行了修改和調整，盡量減少簡單的驗證性實驗，增大設計性和綜合性實驗的比例，根據專業的特點和理論教學情況組織實驗教學。我院現有的電力電子綜合實驗室可開出多種實驗，囊括了AC/DC、DC/AC/、AC/AC、DC/DC四大電力變換所需的實驗，如整流及有源逆變實驗、交流調壓及交流調功實驗、直流斬波實驗、無源逆變變實驗等。為了培養學生的科技創新意識，還增設了開放性實驗和創新性實驗，加強了教師與學生間的知識交流，也使電力電子課程的實驗教學延伸到課外，對教學時間的不足起了一定程度的彌補作用；同時，在我院的大學生電子挑戰杯大賽中，部分學生的競賽題目與電力電子技術有關，提高了學生的電力電子技能。另外，我院每個學期舉行教師實踐技能大賽，有相當一部分競賽題目與電力電子技術有關，大大提高了教師的電力電子技術實踐能力和實驗教學水平。

5將Matlab仿真軟件引進課堂教學和實驗教學Matlab仿真軟件是各院校普遍開出的課程，將Matlab仿真軟件與電力電子技術課程相結合，在課堂上，利用Matlab仿真軟豐富友好的圖形界面，使學生更直觀地掌握所學的知識，也避免了教師畫電路圖、波形圖的繁瑣及時間的浪費；將Matlab仿真軟件與電力電子技術課程實驗相結合，是原有的實驗操作的有益補充，同時又具備原有實驗裝置不具備的優點，如解決設備費用高、實驗所花時間長、危險性大的缺點。而利用仿真教學工具代替實際元件在計算機上進行仿真，既不擔心元器件損壞，也沒有任何危險，學生完全可以在無人指導的情況下，在任何地點的計算機上自行完成電力電子電路的仿真實驗，在此基礎上再進行適當的真實性實驗，這樣不僅激發了學生的學習興趣，更重要的是提高了學生發現問題、解決問題和實際動手的能力，會收到事半功倍的實訓效果。

6課程設計環節的改革“電力電子技術”課程教學改革后，在課程教學的后期,增加了課程設計環節，由主講教師布置該課程的設計任務,為避免雷同，每人一題，主要以電力電子技術的四大電力變換為核心，結合工程實際，根據給出的技術參數和技術指標，要求學生綜合運用所學的相關知識,設計出總體方案、主電路圖、驅動電路、保護電路等，并進行相關參數計算及元器件選擇。較簡單的題目，要求制作電路板和元器件焊接，并使用實驗室的儀器和工具進行調試；較復雜的題目要求用實驗室的實驗設備驗證或進行matlab仿真，最終以論文的形式完成課程設計，并進行課程設計答辯。課程設計環節的增加，拓寬了學生的知識面，提高了學生獨立分析問題、解決問題的能力，是理論與實踐相結合的有益補充，同時為后期的畢業設計、就業及將來打下基礎。

7畢業設計環節的改革為了提高電氣專業學生的電力電子技術理論知識和工程實踐能力，近幾年來，在電氣工程及其自動化專業畢業實習過程中，除了到發電廠、變電所參觀實習外，有相當一部分學生到電力電子裝置的廠家實習；有時也請電力電子產品的專家學者做專題報告。在畢業設計選題方面，除了發電廠、變電所、繼電保護、電氣照明等傳統設計題目外，許多教師在本科畢業設計中也增加了許多有關電力電子技術方面的設計課目，如感應加熱電源、大功率開關電源、UPS電源、光伏逆變并網系統、SVC、SVG、高壓直流輸電等方面的題目。有些設計題目還獲得了省級或校級優秀學士學位論文。

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1前言

電力作為當今社會的主要能源，對國民經濟的發展和人民生活水平的提高起著極其重要的作用。現代電力系統是一個由電能產生、輸送、分配和用電環節組成的大系統。電力系統的飛速發展對電力系統的繼電保護不斷提出新的要求，近年來，電子技術及計算機通信技術的飛速發展為繼電保護技術的發展注入了新的活力。如何正確應用繼電保護技術來遏制電氣故障，提高電力系統的運行效率及運行質量已成為迫切需要解決的技術問題。

2繼電保護發展的現狀

上世紀60年代到80年代是晶體管繼電保護技術蓬勃發展和廣泛應用的時期。70年代中期起，基于集成運算放大器的集成電路保護投入研究，到80年代末集成電路保護技術已形成完整系列，并逐漸取代晶體管保護技術，集成電路保護技術的研制、生產、應用的主導地位持續到90年代初。與此同時，我國從70年代末即已開始了計算機繼電保護的研究，高等院校和科研院所起著先導的作用，相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護裝置。1984年原東北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統中獲得應用，揭開了我國繼電保護發展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。在主設備保護方面，關于發電機失磁保護、發電機保護和發電機－變壓器組保護、微機線路保護裝置、微機相電壓補償方式高頻保護、正序故障分量方向高頻保護等也相繼通過鑒定，至此，不同原理、不同機型的微機線路保護裝置為電力系統提供了新一代性能優良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果，此時，我國繼電保護技術進入了微機保護的時代。

目前，繼電保護向計算機化、網絡化方向發展，保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化對繼電保護提出了艱巨的任務，也開辟了研究開發的新天地。隨著改革開放的不斷深入、國民經濟的快速發展，電力系統繼電保護技術將為我國經濟的大發展做出貢獻。

3電力系統中繼電保護的配置與應用

3.1繼電保護裝置的任務

繼電保護主要利用電力系統中原件發生短路或異常情況時電氣量（電流、電壓、功率等）的變化來構成繼電保護動作。繼電保護裝置的任務在于:在供電系統運行正常時，安全地。完整地監視各種設備的運行狀況，為值班人員提供可靠的運行依據；供電系統發生故障時，自動地、迅速地、并有選擇地切除故障部分，保證非故障部分繼續運行；當供電系統中出現異常運行工作狀況時,它應能及時、準確地發出信號或警報，通知值班人員盡快做出處理。

3.2繼電保護裝置的基本要求

選擇性。當供電系統中發生故障時，繼電保護裝置應能選擇性地將故障部分切除。首先斷開距離故障點最近的斷路器，以保證系統中其它非故障部分能繼續正常運行。

靈敏性。保護裝置靈敏與否一般用靈敏系數來衡量。在繼電保護裝置的保護范圍內，不管短路點的位置如何、不論短路的性質怎樣，保護裝置均不應產生拒絕動作；但在保護區外發生故障時，又不應該產生錯誤動作。

速動性。是指保護裝置應盡可能快地切除短路故障。縮短切除故障的時間以減輕短路電流對電氣設備的損壞程度，加快系統電壓的恢復，從而為電氣設備的自啟動創造了有利條件，同時還提高了發電機并列運行的穩定性。

可靠性。保護裝置如不能滿足可靠性的要求，反而會成為擴大事故或直接造成故障的根源。為確保保護裝置動作的可靠性，必須確保保護裝置的設計原理、整定計算、安裝調試正確無誤；同時要求組成保護裝置的各元件的質量可靠、運行維護得當、系統簡化有效，以提高保護的可靠性。

3.3保護裝置的應用

繼電保護裝置廣泛應用于工廠企業高壓供電系統、變電站等，用于高壓供電系統線路保護、主變保護、電容器保護等。高壓供電系統分母線繼電保護裝置的應用，對于不并列運行的分段母線裝設電流速斷保護，但僅在斷路器合閘的瞬間投入，合閘后自動解除。另外，還應裝設過電流保護，對于負荷等級較低的配電所則可不裝設保護。變電站繼電保護裝置的應用包括：①線路保護：一般采用二段式或三段式電流保護，其中一段為電流速斷保護，二段為限時電流速斷保護，三段為過電流保護。②母聯保護：需同時裝設限時電流速斷保護和過電流保護。③主變保護：主變保護包括主保護和后備保護，主保護一般為重瓦斯保護、差動保護，后備保護為復合電壓過流保護、過負荷保護。④電容器保護：對電容器的保護包括過流保護、零序電壓保護、過壓保護及失壓保護。隨著繼電保護技術的飛速發展，微機保護的裝置逐漸投入使用，由于生產廠家的不同、開發時間的先后，微機保護呈現豐富多彩、各顯神通的局面，但基本原理及要達到的目的基本一致。4繼電保護裝置的維護

值班人員定時對繼電保護裝置巡視和檢查，并做好各儀表的運行記錄。在繼電保護運行過程中，發現異常現象時，應加強監視并向主管部門報告。

建立崗位責任制，做到每個盤柜有值班人員負責。做到人人有崗、每崗有人。值班人員對保護裝置的操作，一般只允許接通或斷開壓板，切換開關及卸裝熔絲等工作，工作過程中應嚴格遵守電業安全工作規定。

做好繼電保護裝置的清掃工作。清掃工作必須由兩人進行，防止誤碰運行設備，注意與帶電設備保持安全距離，避免人身觸電和造成二次回路短路、接地事故。對微機保護的電流、電壓采樣值每周記錄一次，每月對微機保護的打印機進行定期檢查并打印。

定期對繼電保護裝置檢修及設備查評：①檢查二次設備各元件標志、名稱是否齊全；②檢查轉換開關、各種按鈕、動作是否靈活無卡涉，動作靈活。接點接觸有無足夠壓力和燒傷；③檢查控制室光字牌、紅綠指示燈泡是否完好；④檢查各盤柜上表計、繼電器及接線端子螺釘有無松動；⑤檢查電壓互感器、電流互感器二次引線端子是否完好；⑥配線是否整齊，固定卡子有無脫落；⑦檢查斷路器的操作機構動作是否正常。

根據每年對繼電保護裝置的定期查評，按情節將設備分為三類：經過運行檢驗，技術狀況良好無缺陷，能保證安全、經濟運行的設備為一類設備；設備基本完好、個別零件雖有一般缺陷，但尚能安全運行，不危及人身、設備安全為二類設備。有重大缺陷的設備，危及安全運行，出力降低，"三漏"情況嚴重的設備為三類。如發現繼電保護有缺陷必須及時處理，嚴禁其存在隱患運行。對有缺陷經處理好的繼電保護裝置建立設備缺陷臺帳，有利于今后對其檢修工作。

5電力系統繼電保護發展趨勢

繼電保護技術向計算機化、網絡化、智能化、保護、控制、測量和數據通信一體化方向發展。隨著計算機硬件的飛速發展，電力系統對微機保護的要求也在不斷提高，除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間，快速的數據處理功能，強大的通信能力，與其他保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統數據、信息和網絡資源的能力，高級語言編程等，使微機保護裝置具備一臺PC的功能。為保證系統的安全運行，各個保護單元與重合裝置必須協調工作，因此，必須實現微機保護裝置的網絡化，這在當前的技術條件下是完全可行的。在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下，保護裝置實際上是一臺高性能，為了測量、保護和控制的需要，室外變電站的所有設備，如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設的大量控制電纜投資大，且使得二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數據通信一體化的計算機裝置，就地安裝在室外變電站的被保護設備旁，將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內轉換成數字量后，通過計算機網絡送到主控室，則可免除大量的控制電纜。

結論。隨著電力系統的告訴發展和計算機通信技術的進步，繼電保護技術的發展向計算機化、網絡化、一體化、智能化方向發展，這對繼電保護工作者提出了新的挑戰。只有對繼電保護裝置進行定期檢查和維護，按時巡檢其運行狀況，及時發現故障并做好處理，保證系統無故障設備正常運行，提高供電可靠性。

參考文獻

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無功功率補償裝置的主要作用是:提高負載和系統的功率因數,減少設備的功率損耗,穩定電壓,提高供電質量。在長距離輸電中,提高系統輸電穩定性和輸電能力,平衡三相負載的有功和無功功率等。

一、無功功率補償的作用

1、改善功率因數及相應地減少電費

根據國家水電部,物價局頒布的“功率因數調整電費辦法”規定三種功率因數標準值,相應減少電費:

(1)高壓供電的用電單位,功率因數為0.9以上。

(2)低壓供電的用電單位,功率因數為0.85以上。

(3)低壓供電的農業用戶,功率因數為0.8以上。

2、降低系統的能耗

功率因數的提高,能減少線路損耗及變壓器的銅耗。

設R為線路電阻,ΔP1為原線路損耗,ΔP2為功率因數提高后線路損耗,則線損減少

ΔP=ΔP1-ΔP2=3R(I12-I22)(1)

比原來損失減少的百分數為

(ΔP/ΔP1)×100%=1-(I2/I1)2.100%(2)

式中,I1=P/(3U1cosφ1),I2=P/(3U2cosφ2)補償后,由于功率因數提高,U2>U1,為分析方便,可認為U2≈U1,則

θ=[1-(cosφ1/cosφ2)2].100%(3)

當功率因數從0.8提高至0.9時,通過上式計算,可求得有功損耗降低21%左右。在輸送功率P=3UIcosφ不變情況下,cosφ提高,I相對降低,設I1為補償前變壓器的電流,I2為補償后變壓器的電流,銅耗分別為ΔP1,ΔP2;銅耗與電流的平方成正比,即

ΔP1/ΔP2=I22/I12

由于P1=P2,認為U2≈U1時,即

I2/I1=cosφ1/cosφ2

可知,功率因數從0.8提高至0.9時,銅耗相當于原來的80%。

3、減少了線路的壓降

由于線路傳送電流小了,系統的線路電壓損失相應減小,有利于系統電壓的穩定(輕載時要防止超前電流使電壓上升過高),有利于大電機起動。

二、我國電力系統無功補償的現狀

近年來,隨著國民經濟的跨越式發展,電力行業也得到快速發展,特別是電網建設,負荷的快速增長對無功的需求也大幅上升,也使電網中無功功率不平衡,導致無功功率大量的存在。目前,我國電力系統無功功率補償主要采用以下幾種方式:

1.同步調相機:同步調相機屬于早期無功補償裝置的典型代表,它雖能進行動態補償,但響應慢,運行維護復雜,多為高壓側集中補償,目前很少使用。

2.并補裝置:并聯電容器是無功補償領域中應用最廣泛的無功補償裝置,但電容補償只能補償固定的無功,盡管采用電容分組投切相比固定電容器補償方式能更有效適應負載無功的動態變化,但是電容器補償方式仍然屬于一種有級的無功調節,不能實現無功的平滑無級的調節。

3.并聯電抗器:目前所用電抗器的容量是固定的,除吸收系統容性負荷外,用以抑制過電壓。

以上幾種補償方式在運行中取得一定的效果,但在實際的無功補償工作中也存在一些問題:

1.補償方式問題:目前很多電力部門對無功補償的出發點就地補償,不向系統倒送無功,即只注意補償功率因素,不是立足于降低系統網的損耗。

2.諧波問題:電容器具有一定的抗諧波能力,但諧波含量過大時會對電容器的壽命產生影響,甚至造成電容器的過早損壞;并且由于電容器對諧波有放大作用,因而使系統的諧波干擾更嚴重。

3.無功倒送問題:無功倒送在電力系統中是不允許的,特別是在負荷低谷時,無功倒送造成電壓偏高。

4.電壓調節方式的補償設備帶來的問題:有些無功補償設備是依據電壓來確定無功投切量的,線路電壓的波動主要由無功量變化引起的,但線路的電壓水平是由系統情況決定的,這就可能出現無功過補或欠補。

三、無功功率補償技術的發展趨勢

根據上述我國無功功率補償的情況及出現的問題,今后我國的無功功率補償的發展方向是:無功功率動態自動無級調節,諧波抑制。

1.基于智能控制策略的晶閘管投切電容器(TSC)補償裝置

將微處理器用于TSC,可以完成復雜的檢測和控制任務,從而使動態補償無功功率成為可能。基于智能控制策略的TSC補償裝置的核心部件是控制器,由它完成無功功率(功率因數)的測量及分析,進而控制無觸點開關的投切,同時還可完成過壓、欠壓、功率因數等參數的存貯和顯示。TSC補償裝置操作無涌流,跟蹤響應快,并具有各種保護功能,值得大力推廣。

2.靜止無功發生器(SVG)

靜止無功發生器(SVG)又稱靜止同步補償器(STATCOM),是采用GTO構成的自換相變流器,通過電壓電源逆變技術提供超前和滯后的無功,進行無功補償,若控制方法得當,SVG在補償無功功率的同時還可以對諧波電流進行補償。其調節速度更快且不需要大容量的電容、電感等儲能元件,諧波含量小,同容量占地面積小,在系統欠壓條件下無功調節能力強,是新一代無功補償裝置的代表,有很大的發展前途。

3.電力有源濾波器

電力有源濾波器是運用瞬時濾波形成技術,對包含諧波和無功分量的非正弦波進行“矯正”。因此,電力有源濾波器有很快的響應速度,對變化的諧波和無功功率都能實施動態補償,并且其補償特性受電網阻抗參數影響較小。

電力有源濾波器的交流電路分為電壓型和電流型。目前實用的裝置90%以上為電壓型。從與補償對象的連接方式來看,電力有源濾波器可分為并聯型和串聯型。并聯型中有單獨使用、LC濾波器混合使用及注入電路方式,目前并聯型占實用裝置的大多數。

篇（7）

USB總線微波功率計主要包括USB通信接口、微信號接收檢測電路等內容組成，該儀器充分借助數字電子技術開發相應軟件系統，從而使得該虛擬儀器有效實現微波功率采集、測量和傳輸功能。USB總線微波功率計中探測器采集到目標微波功率信號后，該設備中微信號檢測電路芯片就會對目標信號進行去噪、累加、求差值等等處理，并調整修改信號數據固定程度，最后通過USB通信接口將處理完畢信息傳送到上位機，該上位機程序系統就會對該數據進行分析處理。鑒于該總線微波功率計充分應用了數字電子技術中強大信號處理傳輸技術，使得該功率計不僅小巧易攜帶，操作簡單，PC機適用匹配性強，還具備高精度的測量效果，因此飽受專業人員喜愛。

（二）雷達接收機上數字電子技術的應用

雷達是軍民兩用的，具備高要求和高標準的高精度電子設備，而日趨成熟完善的數字電子技術也在精密的雷達生產制造過程中起到其中的作用。作為雷達，其主要就是搜尋捕捉目標信號，因此其必須具備強烈的抗干擾性，也就是說雷達信號接收設備就必須具備靈敏性強、頻段高性能，而數字接收機就基于這一點順利成功取代了現代雷達中模擬接收器的地位。雷達接受機中數字接收機高指標的數字變頻濾波技術和I/Q解調技術充分使得雷達接收器的實用性和精確性得到提高，也充分展現出數字電子技術應用的優越性。有此可以看出數字電子技術突出的抗干擾、無噪聲、易交換儲存及處理、能夠將設備集成化、微型化的特性在網絡信息時代，也會在計算機信號和計算機數字聯網方面得到充分應用，從促使網絡通信管理實現智能化和自動化，這都需要數字電子技術和網絡信息技術的綜合支持和發展。

二、數字電子技術未來發展方向和趨勢

當前網絡信息技術加快了全球信息化時代的到來，社會市場發展需求直接推動了電子技術行業的發展進程，而其中數字電子技術更是成為信息時代技術行業市場的生力軍，不斷促使經濟行業產業的更新升級，還使得數字電子技術和信息技術向著更高層次平臺前進，可以說數字電子技術是隨著市場需求而不斷發展進步的，電子技術數字化和信息化已經成為電子技術領域發展主流，也是當前相關行業的普遍共識。現在我國電子技術行業研究專家還在不斷努力研究開發，進行多角度、多層面的項目實驗和探索，使得我國電子技術數字化發展事業因為持續技術變革和電子產品的大步伐邁進，其發展速度之快更是空前，現在數字電子技術主要研究大規模可編程邏輯器件的應用實踐，尤其是模板半導體工藝已經達到了深亞微米階段，而集成芯片也實現了千兆位。除此之外，數字電子技術其他內容器件和系統也得到了前所未有的發展進步，如其系統數據傳輸可以達到每秒幾十億次，其時鐘頻率也向著千兆赫茲以上進步，這都使得未來集成電路技術SystemOhaCh5p片上系統化發展成為必然。在電子設計方面也面臨著基于電子設計自動化基礎上的5PGA技術的應用和實踐，這些技術的進步和突破必將為信息時代創造更多的奇跡。此外，電子技術領域數字電子技術也會逐步將模擬電子技術特點優勢加以引進融合，并開發研究新型的、性能更好的電子器件，從而提高數字電子技術機械零器件的使用效能和壽命，也會間接擴大提高其數字電子技術應用范圍和效能。例如傳統電位器不僅壽命短，其可靠性和噪聲污染也不盡人意，而數字電位器集成了電子開關、線性電阻技術以及EEROM強烈改善了傳統電位器機械結構，克服了其不利缺陷，有效提高了其性能需求。當前各類已經得到廣泛使用的融合數字、模擬電子技術的新型電子器件有D類音頻功率放大器、開關電壓調節器等等已經取得了較好的實用效果，而且當前網絡信息系統也會新型電子器件的研究開發提供了一定的助力，相信科學在發展，人類不斷在進步，數字電子技術領域也同樣如此，不論是其機械器件還是其系統技術都在大幅度前進突破從而更好的為社會經濟市場服務。

篇（8）

1數字電視概念

1．1數字電視定義

數字電視是電視數字化和網絡化后的產物。數字電視是一個系統，是指從電視節目采集、制作、編輯、播出、傳輸、用戶端接收、顯示等全過程的數字化，換句話說就是系統所有過程信號全是由O、1組成的數字流。

數字電視已不僅僅是傳統意義上的電視，而是能提供包括圖像、數據、語音等全方位的服務，是3C融合的一個典范，是計算機、傳輸平臺、消費電子三個環節的聚焦點。

1．2數字電視與模擬電視的對比

數字電視采用的技術與原模擬電視有著很大的不同。其技術比較見下表。

1．3數字電視的優勢

1)現有模擬電視頻道帶寬為8MHz，只能傳送一套普通的模擬電視節目。采用數字電視后一個頻道內就傳送1—8套數字電視節目(隨著編碼技術的改進，傳送數量還會進一步提高)，電視頻道利用率大大提高。

數字電視與模擬電視的技術比較

模擬電視

數字電視

描述

采用模擬信號傳輸電視圖像、伴音、

附加功能等信號

采用數字信號傳輸電視圖像、伴音、附加功能等信號

信源編解碼

因為信號數據量不大。所以不存在信息編碼壓縮問題

電視信號數字化后，其信號的數據傳輸率很高。須具有良好的數據編碼壓縮技術

復用

無夏用器，視頻、音頻信號分別傳輸

將編碼后的視頻、音頻、輔助數據信號分別打包后復合成單路串行的比特流，使數字電視具備了可擴展性、分級性、交互性、與網絡的互通性

信道編解碼調制解調

圖像信號按行、場排列，并具有行、

場同步信號、前后均衡脈沖等，并對

視頻信號有補償處理。調制方式一般采用調頻或調幅

有壓縮及復用，傳送時的信號不再有模擬電視場、行標志及概念。通過

糾錯、均衡來提高信號抗干擾能力，調鍘采用QAM、COFDM等新方法。

且隨著調制方法技術的改進。傳輸效率會進一步提高

特點

信號數據量少，技術成熟．價格便宜

信號不易在傳輸中失真，清晰度高，占用頻帶窄。數字電視信號可方便地在數字網絡中傳輸，與計算機具有良好接口。

2)清晰度高、音頻效果好、抗干擾能力強。在同樣覆蓋范圍內，數字電視的發射功率要比模擬電視小一個數量級。

3)可以實現移動接收、便攜接收及各種數據增值業務，實現視頻點播等各種互動電視業務，實現加密／解密和加擾／解擾功能，保證通信的隱秘性及收費業務。

4)系統采用了開放的中間件技術，能實現各種交互式應用，可與計算機網絡及互聯網等的互通互連。

5)易于實現信號存儲，而且存儲時間與信號的特性無關，易于開展多種增值業務。

6)由于保留了現有模擬電視視頻格式，用戶端僅需加裝數字電視機頂盒即可接收數字電視節目，利于系統的平穩過渡，減少消費者的經濟負擔。

1．4數字電視的應用范圍

1)基本業務：只要節目源許可，用戶可以收看數百套數字電視節目，以及幾十套調頻廣播節目和數字音頻廣播(DAB)節目。

2)擴展業務：可提供如圖文電視、電視會議、數據信息廣播、加密電視、視頻點播等。

3)增值業務：可通過雙向傳輸系統進行交互式的多功能應用，如互聯網接入、遠程教學、遠程醫療、電子郵件、計算機聯網、數據通訊、家庭保安監控等多媒體信息服務。

1．5數字電視的弱點

數字電視并不是完美無缺的，它同樣存在著一些弱點。例如在取樣的過程、量化誤差、壓縮編碼所帶來的信號損傷，在節目制作及傳輸過程中貫通延遲。有些損傷可以修復，并不影響圖像的最終質量，而有些損傷只能通過一些補償措施削弱它的影響，但這并不能影響電視領域向數字化的轉變。與電視信號數字化后所帶來的好處相比，這些影響往往會被忽略。

2數字電視分類

2．1按信號傳輸方式可分為:地面無線傳輸數字電視(地面數字電視)；衛星傳輸數字電視(衛星數字電視)；有線傳輸數字電視(有線數字電視)。

2．2按圖像清晰度可分為三大類

1)數字高清晰度電視(HDTV)：需至少720線逐行或1080線隔行掃描、屏幕寬高比應為16：9、采用杜比數字音響，能將高清晰格式轉化為其他格式并能接收并顯示較低格式的信號，圖像質量可達到或接近35mm寬銀幕電影的水平。

2)數字標準清晰度電視(SDTV)：必須達到480線逐行掃描，能將720逐行、1080隔行等格式變為480逐行輸出，采用杜比數字音響。對應現有電視的分辨率，其圖像質量為演播室水平。

3)數字普通清晰度電視(LDTV)：顯示掃描格式低于標準清晰度電視，即低于480線逐行掃描的標準。對應現有VCD的分辨率。

2．3按照產品類型可分為

數字電視顯示器、數字電視機頂盒和一體化數字電視接收機；

2．4按顯示屏幕幅型比分類

數字電視可分為4：3和16：9幅型比兩種類型。

3數字電視技術

數字電視的實現，以下幾項技術是關鍵：

3．1數字電視的信源(視頻、音頻)編解碼技術在1920x1080顯示格式下，數字化后信號的數碼率在傳輸中高達995Mbit／s，這比現行模擬電視的傳輸信息量大得多，因此必須去除圖像信號中的多余信息，將數碼率壓縮到能在一個8MHz模擬電視信道中傳送。視頻編碼技術主要功能是完成圖像的壓縮，使數字電視的信號傳輸量由995Mbit／s減少為20Mbit／s～30Mbit／s。國際組織已經制定了對圖像進行壓縮編碼的標準有JPEG(靜態圖像壓縮編碼標準)、MPEG-2(運動圖像壓縮編碼標準)等。音頻編解碼主要功能是完成聲音信息的壓縮。對伴音進行壓縮編碼標準有MPEG伴音壓縮編碼標準、AC-3等。

3．2數字電視的復用系統

數字電視的復用系統從發送端信息的流向來看，它將視頻、音頻、輔助數據等編碼器送來的數據比特流，經處理復合成單路串行的比特流，送給信遭編碼及調制。接受端與此過程相反。在HDTV復用傳輸標準方面，美國、歐洲、日本都采用了MPEG-2標準。

3．3數字電視的信道編解碼及調制解調

為了提高傳輸的頻帶利用率，通過調制把傳輸信號放在載波或脈沖串上，為發射做好準備。數字電視采用多進制調制方法，例如：殘留邊帶調制(VSB)；正交振幅調制(QAM)；四相相移鍵控調制(QPSK)；差動四相相移鍵控調制(DQPSK)；編碼正交頻分復用調制(COFDM)等。

為了提高數字電視傳輸的可靠性，通過糾錯編碼、網格編碼、均衡等技術，提高信號的抗干擾能力，方法如：里德一索羅門碼、卷積碼、交織、格狀編碼調制等。美國、歐洲、日本數字電視的制式、標準不統一，主要是指在該方面的不同。

4數字電視標準

數字電視標準是指數字電視采用的視音頻采樣、壓縮格式、傳輸方式和服務信息格式等的規定。目前投入使用的有三種：

美國的ATSC(先進電視系統委員會)；歐洲的DVB(數字視頻廣播)；日本的ISDB(綜合服務數字廣播)。

每一種標準對于信源的處理、畫面格式及傳輸方式等方面均有一些差別。每一種數字電視標準又可分為衛星傳輸、電纜傳輸和地面傳輸方式。

4．1美國ATSC標準

ATSC標準由四個層級組成，最高為圖像層，確定圖像的形式，包括象素陣列、幅型比和幀頻。接著是圖像壓縮層。再下來是系統復用層，特定的數據被納入不同的壓縮包中。最后是傳輸層，確定數據傳輸的調制和信道編碼方案。下面兩層共同承擔普通數據的傳輸。上面兩層確定在普通數據傳輸基礎上運行的特定配置，如HDTV或SDTV；還確定ATSC標準支持的具體圖像格式。

另外，ATSC還開發并通過了可為采用50Hz幀頻的國家使用的另行標準。

ATSC成員30個，其中有美國國內成員20個、來自阿根廷、法國、韓國等7個國家的成員10個，中國的廣播科學研究院也參加了ATSC組織。

ATSC標準定義的畫面格式

支持室內接收、移動接收等需求，包括4個系統。

1)DVB傳輸系統：涉及衛星、有線電視、地面、SMATV、MMDS等所有傳輸媒體。

DVB-S數字衛星廣播系統標準。衛星傳輸具有覆蓋面廣、節目容量大等特點。

DVB-C數字有線電視廣播系統標準。系統前端可從衛星和地面發射獲得信號。

pWB-T數字地面電視廣播系統標準。本地區覆蓋最好。傳輸質量高，但接收費用也高。

DVB-SMATV是數字衛星共用天線電視(SMATV)廣播系統標準。

DVB-MS高于10GHz的數字廣播MMDS分配系統標準。

DVB-MC低于10GHz的數字廣播MMDS分配系統標準。

2)DVB基帶附加信息系統：可傳送接收IRD調諧、節目指南及圖文、字幕、圖標等信息。

DVB標準定義的畫面格式

DVB-SI數字廣播業務信息系統標準。

DVB-TXT數字圖文廣播系統標準，用于固定格式圖文電視的傳送。

DVB-SUB為數字廣播字幕系統標準，用于字幕及圖標的傳送。

3)DVB交互業務服務：對應標準有：DVB—NIP、DVB-R．CC和DVB-R．CT。

4)DVB條件接收及接口標準：條件接收是付費電視廣播的基本部分。DVB數字廣播系統與其他電信網絡(如SDH、ATM等)連接，可實現DVB向電信網絡的過渡。標準包括：DVB-C11DVB-PDH，DVB-SDH，DVB—ATM、DVB-PI和DVB-IRDI。

DVB成員已經達到265個(來自35個國家和地區)，主要集中在歐洲并遍及世界各地，我國的廣播科學研究院和TCL電子集團也在其中。

4．3日本ISDB標準

日本數字電視首先考慮的是衛星信道，采用QPSK調制。并在1999年了數字電視的標準--ISDB。ISDB是日本的DIBEG(數字廣播專家組)制訂的數字廣播系統標準，它利用一種已經標準化的復用方案在一個普通的傳輸信道上發送各種不同種類的信號，同時已經復用的信號也可以通過各種不同的傳輸信道發送出去。ISDB具有柔軟性、擴展性、共通性等特點，可以靈活地集成和發送多節目的電視和其它數據業務。

頻編碼

4．4三種數字電視標準的對比

無論哪一種制式，它們的視頻壓縮技術都采用了MPEG-2標準，但是由于美國和歐洲等在模擬電視的制式的差別，為了兼容性，它們的視頻采樣格式也存在差別，主要體現在行和列的分辨率及場頻等。

在數字電視信號的傳輸中，衛星傳輸一般采用QPSK調制技術，電纜傳輸一般采用QAM調制技術，但地面傳輸采用的技術則在不同的制式中存在很大差別，如美國的ATSC采用的是VSB調制技術，而歐洲的DVB和日本的ISDB則使用oFDM調制技術。

服務信息是指在數字電視中開展增值服務所用的數據，美國ATSC制式中的PSIP部分和歐洲DVB制式中的SI部分分別規定了各自數字電視中的服務信息格式。

ATScATV優點：頻譜效率高、功率峰均比低，明顯地減少了脈沖干擾。可將與原模擬NTSC信號的同頻和鄰頻干擾減至最小。缺點是不能抵抗多徑干擾，不支持移動接收。

DVB-T優點：在基于大量小功率、工作在同一頻道的眾多發射機，每一個均覆蓋一個較小的區域的這樣一種單頻網絡來說，DVB是一三種標準數字地面廣播系統的比較

種最佳選擇。同時提供了良好的移動接收性能。缺點是：其載／噪比低于8-VBS，并且限制了信號的有效傳輸距離，對來自于電機的脈沖干擾較敏感，較高的峰／均值比，并且需要較高功率的發射機，保護間隔降低了頻譜效率并明顯減少帶寬的比特／赫茲率。

ISDB-T和DVB-T非常類似，根據分層和窄帶接收同時實現固定、移動和便攜接收，是日本制式的特點；與DVB-T相比，ISDB-T增加了部分接收和分層傳輸功能。

5中國的數字電視

早在1996年，我國便開始了數字電視的研究工作，數字電視被列人原國家科委“八五”重大科技產業工程項目，并成立了數字高清晰度電視的總體組。1999年10月，高清晰度方案被成功用于國慶50周年大典的數字電視現場直播。后國家將數字電視發展計劃納入“十五”高新技術的12個重大專項之列，數字電視研究工作全面啟動。

5．1中國數字電視標準

1)信源編碼技術標準：

中國的數字音視頻編解碼標準工作組制定了面向數字電視和高清激光視盤播放機的AVS標準。該標準與MPEG-2標準完全兼容，也可以兼容MPEG-4AVC／H．264國際標準基本層，其壓縮水平可達MPEG-2標準的2-3倍。

2)信道傳輸技術標準

中國的衛星數字電視標準采用歐洲DVB—S標準。

中國有線數字電視的標準還在報批過程中，大中型城市有線電視臺多采用歐洲的DVB-T標準在試播。

中國的地面數字電視標準方案目前還在制定過程之中。

3)條件接收系統標準(CA)、用戶管理系統(SMC)已制定完成。

5．2數字電視現狀及發展：

1)中國數字電視規劃：

國家廣電總局制定了《我國有線電視向數字化過渡時間表>。

2003年數字電視標準出臺(未按期實現)。

2005年進行數字電視的商業播出，有線數字電視用戶超過3000萬戶，直轄市、東部地區地(市)級以上城市、中部地區省會市和部分地(市)級城市、西部地區部分省會市的有線電視完成向數字化過渡。

2008年用數字電視轉播奧運會，東部地區縣以上城市、中部地區地(市)級城市和大分縣級城市、西部地區部分地(市)級以上城市和少數縣級城市的有線電視基本完成向數字化過渡。

2010年全面實現數字廣播電視，中部地區縣級城市、西部地區大部分縣以上城市的有線電視基本完成向數字化過渡。

2015年停播模擬信號，西部地區縣級城市的有線電視基本完成向數字化過渡。

2)數字電視現實的困難：

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電力線通信簡稱PLC（PowerLineCommunication0）是利用配電網低壓線路傳輸多媒體信號的一種通信方式。在發送時利用GMSK（高斯濾波最小頻移鍵控）或OFDM（正交頻分多路復用）調制技術將用戶數據進行調制，把載有高頻信息的高頻加載于電流，然后再電力線上傳輸，在接收端先經過濾波器將調制信號取出，再經過解調，就可得到原通信信號，并傳送到計算機或電話，實現信息傳遞。類似的電力線通技術信早已有所應用，電力系統中在中高壓輸電網(35千伏以上)上通過電力載波機利用較低的頻率以較低速率傳送遠動數據或話音，就是電力線通信技術應用的主要形式之一，已經有幾十年歷史。

PLC接入設備分局段設備和用戶端PLC調制解調器。局段負責與內部PLC調制解調器的通信和與外部網絡連接。在通信時來自用戶的數據進入調制解調器后，通過用戶配電線路傳輸到局端設備，局端設備將信號解調出來，再轉到外部的Internet。該技術不需要重新布線，在現有低壓配電線路上實現數據、語音、和視頻業務的承載。終端用戶只需插上電源插座即可實現因特網接入，電視接收、打電話等。同樣電力線通信技術也可應用于其他相關領域，對于重要場所的監控和保護，一直需要投入大量的人力和財力，現在只需利用電源線，用極低的代價更新原有監控設備即可實現實時遠程監控。目前電力系統抄表,基本上主要依靠人工抄表完成。人工抄表的準確性、同步性難以保證。同時由于抄表地點分散，表記數量眾多，所以抄表的工作量巨大。基于電力線路載波(PLC)通信方式的自動抄表裝置，由于不需要重鋪設通信信道，節省了施工及線路費用,成為現代電力通訊的首選方式，使得抄表的工作量大大減少。近年來居民小區及大樓朝智能化發展，現在的智能化建筑已經實現了5A。但是這些不同的系統自動化需要不同的網絡支持；給建設和維護網絡系統帶來了巨大的壓力。借助電力線通信技術，無論是監控、消防、樓宇還是辦公或者通信自動化都可以利用電力線實現，便于管理和擴展。

電力線通信主要優勢：

電力線通信有無可比擬的網絡覆蓋優勢，我國擁有全世界排名第二的電力輸電線路，擁有用電用戶超過10億，居民家里誰都離不開電力線；顯然連接這10億用戶的既存電力線是提供上網服務的巨大物質基礎。在廣闊的農村地區，特別是那些電話網絡不太發達的地區，PLC更有用武之地，畢竟電力網規模之大是任何網都不可比擬的。雖然這些地區上網短期需求量并不大，市場發展成熟較慢，但會存在電力線上網先入為主的局面，對PLC的長遠發展和擴展非常有利。

電力線通信可充分利用現有低壓配電網絡基礎設施，不需要任何新的線路鋪設，隨意接入，簡單方便的安裝設備及使用方式，節約了資源和費用，無需挖溝和穿墻打洞，避免了對建筑物和公共設施的破壞，同時也節省了人力，共享互聯網絡連接，高通訊速率可達141Mbps（將未通過升級設備可達200Mbps）。PLC調制解調器放置在用戶家中，局端設備放置在樓宇配電室內，隨著上游芯片廠商14M產品技術相對成熟。PLC設備整體投入不斷下降，據調查當前14M的PLCModem產品其成本已降到普通的ADSL接入貓相仿的水平，而局端設備則更便宜。由于一般一個局端拖帶PLC調制解調器的規模為20-30臺，因此隨著用戶的增長，局端設備可以隨時動態增加，這一點對于運營商來說，不必在設備采購初期投入巨大的資金。因此也有寬帶網絡接入最后一公里最具競爭力的解決方案之稱。

電力線通信的缺點

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1數字電視概念

1．1數字電視定義

數字電視是電視數字化和網絡化后的產物。數字電視是一個系統，是指從電視節目采集、制作、編輯、播出、傳輸、用戶端接收、顯示等全過程的數字化，換句話說就是系統所有過程信號全是由O、1組成的數字流。

數字電視已不僅僅是傳統意義上的電視，而是能提供包括圖像、數據、語音等全方位的服務，是3C融合的一個典范，是計算機、傳輸平臺、消費電子三個環節的聚焦點。

1．2數字電視與模擬電視的對比

數字電視采用的技術與原模擬電視有著很大的不同。其技術比較見下表。

1．3數字電視的優勢

1)現有模擬電視頻道帶寬為8MHz，只能傳送一套普通的模擬電視節目。采用數字電視后一個頻道內就傳送1—8套數字電視節目(隨著編碼技術的改進，傳送數量還會進一步提高)，電視頻道利用率大大提高。

數字電視與模擬電視的技術比較

模擬電視

數字電視

描述

采用模擬信號傳輸電視圖像、伴音、

附加功能等信號

采用數字信號傳輸電視圖像、伴音、附加功能等信號

信源編解碼

因為信號數據量不大。所以不存在信息編碼壓縮問題

電視信號數字化后，其信號的數據傳輸率很高。須具有良好的數據編碼壓縮技術

復用

無夏用器，視頻、音頻信號分別傳輸

將編碼后的視頻、音頻、輔助數據信號分別打包后復合成單路串行的比特流，使數字電視具備了可擴展性、分級性、交互性、與網絡的互通性

信道編解碼調制解調

圖像信號按行、場排列，并具有行、

場同步信號、前后均衡脈沖等，并對

視頻信號有補償處理。調制方式一般采用調頻或調幅

有壓縮及復用，傳送時的信號不再有模擬電視場、行標志及概念。通過

糾錯、均衡來提高信號抗干擾能力，調鍘采用QAM、COFDM等新方法。

且隨著調制方法技術的改進。傳輸效率會進一步提高

特點

信號數據量少，技術成熟．價格便宜

信號不易在傳輸中失真，清晰度高，占用頻帶窄。數字電視信號可方便地在數字網絡中傳輸，與計算機具有良好接口。

2)清晰度高、音頻效果好、抗干擾能力強。在同樣覆蓋范圍內，數字電視的發射功率要比模擬電視小一個數量級。

3)可以實現移動接收、便攜接收及各種數據增值業務，實現視頻點播等各種互動電視業務，實現加密／解密和加擾／解擾功能，保證通信的隱秘性及收費業務。

4)系統采用了開放的中間件技術，能實現各種交互式應用，可與計算機網絡及互聯網等的互通互連。

5)易于實現信號存儲，而且存儲時間與信號的特性無關，易于開展多種增值業務。

6)由于保留了現有模擬電視視頻格式，用戶端僅需加裝數字電視機頂盒即可接收數字電視節目，利于系統的平穩過渡，減少消費者的經濟負擔。

1．4數字電視的應用范圍

1)基本業務：只要節目源許可，用戶可以收看數百套數字電視節目，以及幾十套調頻廣播節目和數字音頻廣播(DAB)節目。

2)擴展業務：可提供如圖文電視、電視會議、數據信息廣播、加密電視、視頻點播等。

3)增值業務：可通過雙向傳輸系統進行交互式的多功能應用，如互聯網接入、遠程教學、遠程醫療、電子郵件、計算機聯網、數據通訊、家庭保安監控等多媒體信息服務。

1．5數字電視的弱點

數字電視并不是完美無缺的，它同樣存在著一些弱點。例如在取樣的過程、量化誤差、壓縮編碼所帶來的信號損傷，在節目制作及傳輸過程中貫通延遲。有些損傷可以修復，并不影響圖像的最終質量，而有些損傷只能通過一些補償措施削弱它的影響，但這并不能影響電視領域向數字化的轉變。與電視信號數字化后所帶來的好處相比，這些影響往往會被忽略。

2數字電視分類

2．1按信號傳輸方式可分為:地面無線傳輸數字電視(地面數字電視)；衛星傳輸數字電視(衛星數字電視)；有線傳輸數字電視(有線數字電視)。

2．2按圖像清晰度可分為三大類

1)數字高清晰度電視(HDTV)：需至少720線逐行或1080線隔行掃描、屏幕寬高比應為16：9、采用杜比數字音響，能將高清晰格式轉化為其他格式并能接收并顯示較低格式的信號，圖像質量可達到或接近35mm寬銀幕電影的水平。

2)數字標準清晰度電視(SDTV)：必須達到480線逐行掃描，能將720逐行、1080隔行等格式變為480逐行輸出，采用杜比數字音響。對應現有電視的分辨率，其圖像質量為演播室水平。

3)數字普通清晰度電視(LDTV)：顯示掃描格式低于標準清晰度電視，即低于480線逐行掃描的標準。對應現有VCD的分辨率。

2．3按照產品類型可分為

數字電視顯示器、數字電視機頂盒和一體化數字電視接收機；

2．4按顯示屏幕幅型比分類

數字電視可分為4：3和16：9幅型比兩種類型。

3數字電視技術

數字電視的實現，以下幾項技術是關鍵：

3．1數字電視的信源(視頻、音頻)編解碼技術在1920x1080顯示格式下，數字化后信號的數碼率在傳輸中高達995Mbit／s，這比現行模擬電視的傳輸信息量大得多，因此必須去除圖像信號中的多余信息，將數碼率壓縮到能在一個8MHz模擬電視信道中傳送。視頻編碼技術主要功能是完成圖像的壓縮，使數字電視的信號傳輸量由995Mbit／s減少為20Mbit／s～30Mbit／s。國際組織已經制定了對圖像進行壓縮編碼的標準有JPEG(靜態圖像壓縮編碼標準)、MPEG-2(運動圖像壓縮編碼標準)等。音頻編解碼主要功能是完成聲音信息的壓縮。對伴音進行壓縮編碼標準有MPEG伴音壓縮編碼標準、AC-3等。

3．2數字電視的復用系統

數字電視的復用系統從發送端信息的流向來看，它將視頻、音頻、輔助數據等編碼器送來的數據比特流，經處理復合成單路串行的比特流，送給信遭編碼及調制。接受端與此過程相反。在HDTV復用傳輸標準方面，美國、歐洲、日本都采用了MPEG-2標準。

3．3數字電視的信道編解碼及調制解調

為了提高傳輸的頻帶利用率，通過調制把傳輸信號放在載波或脈沖串上，為發射做好準備。數字電視采用多進制調制方法，例如：殘留邊帶調制(VSB)；正交振幅調制(QAM)；四相相移鍵控調制(QPSK)；差動四相相移鍵控調制(DQPSK)；編碼正交頻分復用調制(COFDM)等。

為了提高數字電視傳輸的可靠性，通過糾錯編碼、網格編碼、均衡等技術，提高信號的抗干擾能力，方法如：里德一索羅門碼、卷積碼、交織、格狀編碼調制等。美國、歐洲、日本數字電視的制式、標準不統一，主要是指在該方面的不同。

數字電視標準

數字電視標準是指數字電視采用的視音頻采樣、壓縮格式、傳輸方式和服務信息格式等的規定。目前投入使用的有三種：

美國的ATSC(先進電視系統委員會)；歐洲的DVB(數字視頻廣播)；日本的ISDB(綜合服務數字廣播)。

每一種標準對于信源的處理、畫面格式及傳輸方式等方面均有一些差別。每一種數字電視標準又可分為衛星傳輸、電纜傳輸和地面傳輸方式。

4．1美國ATSC標準

ATSC標準由四個層級組成，最高為圖像層，確定圖像的形式，包括象素陣列、幅型比和幀頻。接著是圖像壓縮層。再下來是系統復用層，特定的數據被納入不同的壓縮包中。最后是傳輸層，確定數據傳輸的調制和信道編碼方案。下面兩層共同承擔普通數據的傳輸。上面兩層確定在普通數據傳輸基礎上運行的特定配置，如HDTV或SDTV；還確定ATSC標準支持的具體圖像格式。

另外，ATSC還開發并通過了可為采用50Hz幀頻的國家使用的另行標準。

ATSC成員30個，其中有美國國內成員20個、來自阿根廷、法國、韓國等7個國家的成員10個，中國的廣播科學研究院也參加了ATSC組織。

4．2歐洲DVB標準

支持室內接收、移動接收等需求，包括4個系統。

1)DVB傳輸系統：涉及衛星、有線電視、地面、SMATV、MMDS等所有傳輸媒體。

DVB-S數字衛星廣播系統標準。衛星傳輸具有覆蓋面廣、節目容量大等特點。

DVB-C數字有線電視廣播系統標準。系統前端可從衛星和地面發射獲得信號。

pWB-T數字地面電視廣播系統標準。本地區覆蓋最好。傳輸質量高，但接收費用也高。

DVB-SMATV是數字衛星共用天線電視(SMATV)廣播系統標準。

DVB-MS高于10GHz的數字廣播MMDS分配系統標準。

DVB-MC低于10GHz的數字廣播MMDS分配系統標準。

2)DVB基帶附加信息系統：可傳送接收IRD調諧、節目指南及圖文、字幕、圖標等信息。

DVB標準定義的畫面格式

DVB-SI數字廣播業務信息系統標準。

DVB-TXT數字圖文廣播系統標準，用于固定格式圖文電視的傳送。

DVB-SUB為數字廣播字幕系統標準，用于字幕及圖標的傳送。

3)DVB交互業務服務：對應標準有：DVB—NIP、DVB-R．CC和DVB-R．CT。

4)DVB條件接收及接口標準：條件接收是付費電視廣播的基本部分。DVB數字廣播系統與其他電信網絡(如SDH、ATM等)連接，可實現DVB向電信網絡的過渡。標準包括：DVB-C11DVB-PDH，DVB-SDH，DVB—ATM、DVB-PI和DVB-IRDI。

DVB成員已經達到265個(來自35個國家和地區)，主要集中在歐洲并遍及世界各地，我國的廣播科學研究院和TCL電子集團也在其中。

4．3日本ISDB標準

日本數字電視首先考慮的是衛星信道，采用QPSK調制。并在1999年了數字電視的標準--ISDB。ISDB是日本的DIBEG(數字廣播專家組)制訂的數字廣播系統標準，它利用一種已經標準化的復用方案在一個普通的傳輸信道上發送各種不同種類的信號，同時已經復用的信號也可以通過各種不同的傳輸信道發送出去。ISDB具有柔軟性、擴展性、共通性等特點，可以靈活地集成和發送多節目的電視和其它數據業務。

ISDB籌劃指導委員會委員17個，其他成員23個，其成員均為日本國內電子公司和廣播ISDB標準定義的畫面格式三種數字電視標準對比機構。

4．4三種數字電視標準的對比

無論哪一種制式，它們的視頻壓縮技術都采用了MPEG-2標準，但是由于美國和歐洲等在模擬電視的制式的差別，為了兼容性，它們的視頻采樣格式也存在差別，主要體現在行和列的分辨率及場頻等。

在數字電視信號的傳輸中，衛星傳輸一般采用QPSK調制技術，電纜傳輸一般采用QAM調制技術，但地面傳輸采用的技術則在不同的制式中存在很大差別，如美國的ATSC采用的是VSB調制技術，而歐洲的DVB和日本的ISDB則使用oFDM調制技術。

服務信息是指在數字電視中開展增值服務所用的數據，美國ATSC制式中的PSIP部分和歐洲DVB制式中的SI部分分別規定了各自數字電視中的服務信息格式。

ATScATV優點：頻譜效率高、功率峰均比低，明顯地減少了脈沖干擾。可將與原模擬NTSC信號的同頻和鄰頻干擾減至最小。缺點是不能抵抗多徑干擾，不支持移動接收。

DVB-T優點：在基于大量小功率、工作在同一頻道的眾多發射機，每一個均覆蓋一個較小的區域的這樣一種單頻網絡來說，DVB是一三種標準數字地面廣播系統的比較

種最佳選擇。同時提供了良好的移動接收性能。缺點是：其載／噪比低于8-VBS，并且限制了信號的有效傳輸距離，對來自于電機的脈沖干擾較敏感，較高的峰／均值比，并且需要較高功率的發射機，保護間隔降低了頻譜效率并明顯減少帶寬的比特／赫茲率。

ISDB-T和DVB-T非常類似，根據分層和窄帶接收同時實現固定、移動和便攜接收，是日本制式的特點；與DVB-T相比，ISDB-T增加了部分接收和分層傳輸功能。

5中國的數字電視

早在1996年，我國便開始了數字電視的研究工作，數字電視被列人原國家科委“八五”重大科技產業工程項目，并成立了數字高清晰度電視的總體組。1999年10月，高清晰度方案被成功用于國慶50周年大典的數字電視現場直播。后國家將數字電視發展計劃納入“十五”高新技術的12個重大專項之列，數字電視研究工作全面啟動。

5．1中國數字電視標準

1)信源編碼技術標準：

中國的數字音視頻編解碼標準工作組制定了面向數字電視和高清激光視盤播放機的AVS標準。該標準與MPEG-2標準完全兼容，也可以兼容MPEG-4AVC／H．264國際標準基本層，其壓縮水平可達MPEG-2標準的2-3倍。

2)信道傳輸技術標準

中國的衛星數字電視標準采用歐洲DVB—S標準。

中國有線數字電視的標準還在報批過程中，大中型城市有線電視臺多采用歐洲的DVB-T標準在試播。

中國的地面數字電視標準方案目前還在制定過程之中。

3)條件接收系統標準(CA)、用戶管理系統(SMC)已制定完成。

5．2數字電視現狀及發展：

1)中國數字電視規劃：

國家廣電總局制定了《我國有線電視向數字化過渡時間表>。

2003年數字電視標準出臺(未按期實現)。

2005年進行數字電視的商業播出，有線數字電視用戶超過3000萬戶，直轄市、東部地區地(市)級以上城市、中部地區省會市和部分地(市)級城市、西部地區部分省會市的有線電視完成向數字化過渡。

2008年用數字電視轉播奧運會，東部地區縣以上城市、中部地區地(市)級城市和大分縣級城市、西部地區部分地(市)級以上城市和少數縣級城市的有線電視基本完成向數字化過渡。

2010年全面實現數字廣播電視，中部地區縣級城市、西部地區大部分縣以上城市的有線電視基本完成向數字化過渡。

2015年停播模擬信號，西部地區縣級城市的有線電視基本完成向數字化過渡。

2)數字電視現實的困難：

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2電工電子技術在電力系統輸電中的應用

輸電過程中運用電工電子技術能夠體現出其重要的作用。電工電子技術在輸電中的應用能夠有效保證電能運輸的穩定性與安全性。電工電子技術在輸電中的應用主要體現在這么幾點。

2.1高壓直流電中電工電子技術的應用直流輸電技術能夠獲得廣泛的應用，與晶閘管換流閥在電力系統中的應用具有緊密的聯系。同時這也在一定程度上充分體現電力系統的快速發展。當前，全國各地電力系統將晶閘管進行廣泛的應用，可以說是電力系統快速發展的一種體現。與此同時，電力輸電系統正朝著易操作、易控制的方向不斷發展。將電工電子技術應用于其中，使得該技術的應用領域進一步擴充。這樣不僅有效的減少了直流轉換變壓器在輸電中的使用，有效降低成本，同時還使得電流轉換設備具有更強的移動性，設備使用的靈活性進一步增強。

2.2靜止無功補償中電工電子技術的應用電工電子技術在輸電系統中的重要應用表現在靜止無功補償方面。即使當前我國大多數電力系統并未采用這種輸變電系統，但是有部分國家已經開始應用。將這種技術應用于其中有效的改變了傳統電氣開關，利用晶閘管作為全新的開關設備。有效準確、迅速的控制設備，提高電力輸送的控制效果。這也充分體現電工電子技術在輸電系統中的重要作用。

3電子電子技術在變負荷電動機中的應用

在世界能源使用情況不允樂觀的情況下，節能已經成為一項世界性的活動。針對此種情況，電力公司在輸送電能的過程中應當更多的節約電能。如果電力公司要想更好、更多的節約電能，就應當從發電環節就開始節能。電力公司在為人們日常的生產生活提供穩定電能的過程中，電力系統自身也會消耗一定的能量。無論采用何種新型的發電模式，都是將其自身的能量轉化為電能。電力系統在輸送電能的過程中，可以通過這兩方面進行考量。一方面是減少其他能源的消耗，促使能量最大限度的轉化為電能；而另一方面則是電力系統在發電的過程中盡可能減少對自身造成的損害。節約能源無論從哪方面著手，就應當在負荷方面對轉動的速度進行調整。這項技術要想使用的更為精準，其中就必須應用到電工電子技術。電工電子技術的應用能夠取到良好的節能效果。