电力传输原理篇1
关键词：无线电力传输技术电磁感应射频原理与应用前景
1.引言
自17世纪人类发现如何发电后就用金属电线来四处传输电力。时至今日，供电网、高压线已遍布全球的角角落落。在工作和生活中，越来越多的电器给我们带来极大便捷的同时，不知不觉各种“理不清”的电源线、数据线带来的困扰也与日俱增。不过，这些年的科技发展表明，在无线数据传输技术日益普及之时，科学家对无线电力传输（wirelesspowertransmission，wpt）的研究也有了很大突破，从某种意义上来讲，无线电力传输也不再是幻想——在未来的生活中摆脱那些纷乱的电源线已成为可能。
2.无线电力传输的发展历史
19世纪末被誉为“迎来电力时代的天才”的名尼古拉·特斯拉（nikolatesla，1856—1943）在电气与无线电技术方面作出了突出贡献。他1881年发现了旋转磁场原理，并用于制造感应电动机；1888年发明多相交流传输及配电系统；1889—1890年制成赫兹振荡器；1891年发明高频变压器（特斯拉线圈），现仍广泛用于无线电、电视机及其他电子设备。他曾致力于研究无线传输信号及能量的可能性，并在1899年演示了不用导线采用高频电流的电动机，但由于效率低和对安全方面的担忧，无线电力传输的技术无突破性进展［1］。1901—1905年在纽约附近的长岛建造wardenclyffe塔，是一座复杂的电磁振荡器，设想它将能够把电力输送到世界上任何一个角落，特斯拉利用此塔实现地球与电离层共振。
2001年5月，法国国家科学研究中心的皮格努莱特，利用微波无线传输电能点亮40m外一个200w的灯泡。其后，2003年在岛上建造的10kw试验型微波输电装置，已开始以2.45GHz频率向接近1km的格朗巴桑村进行点对点无线供电。
2005年，香港城市大学电子工程学系教授许树源成功研制出“无线电池充电平台”，但其使用时仍然要将产品与充电器接触。
2006年10月，日本展出了无线电力传输系统。此系统输出端电力为7V、400ma，收发线圈间距为4mm时，输电效率最大为50%，用于手机快速充电。
2007年6月，美国麻省理工学院的物理学助理教授马林·索尔贾希克研究团队实现了在短距离内的无线电力传输。他们给一个直径60厘米的线圈通电，6英尺（约1.83米）之外连接在另一个线圈上的60瓦的灯泡被点亮了。这种马林称之为“witricity”技术的原理是“磁耦合共振”。
2008年9月，北美电力研讨会的论文显示，他们已经在美国内华达州的雷电实验室成功地将800w电力用无线的方式传输到5m远的距离。
2009年10月，日本奈良市针对充电式混合动力巴士进行了无线充电实验。供电线圈埋入充电台的混凝土中，汽车驶上充电台，将车载线圈对准供电线圈就能开始充电。
3.无线电力传输的基本原理
3.1电磁感应——短程传输
电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它显示了电、磁现象之间的相互联系与转化。电磁感应是电磁学中的基本原理，变压器就是利用电磁感应的基本原理进行工作的。利用电磁感应进行短程电力传输的基本原理如图1所示，发射线圈L1和接收线圈L2之间利用磁耦合来传递能量。若线圈L1中通已交变电流，该电流将在周围介质中形成一个交变磁场，线圈L2中产生的感应电势可供电给移动设备或者给电池充电。
3.2电磁耦合共振——中程传输
中程无线电力传输方式是以电磁波“射频”或者非辐射性谐振“磁耦合”等形式将电能进行传输。它基于电磁共振耦合原理，利用非辐射磁场实现电力高效传输。在电子学的理论中，当交变电流通过导体，导体的周围会形成交变的电磁场，称为电磁波。在电磁波的频率低于100khz时，电磁波就会被地表吸收，不能形成有效的传输，当电磁波频率高于100khz时，电磁波便可以在空气中传播，并且经大气层外缘的电离层反射，形成较远距离传输能力，人们把具有较远距离传输能力的高频电磁波称为射频（即：RF）。将电信息源（模拟或者数字）用高频电流进行调制（调幅或者调频），形成射频信号后，经过天线发射到空中；较远的距离将射频信号接收后需要进行反调制，再还原成电信息源，这一过程称为无线传输。中程传输是利用电磁波损失小的天线技术，并借助二极管、非接触iC卡、无线电子标签，等等，实现效率较高的无线电力传输。
具体来说，整个装置包含两个线圈，每一个线圈都是一个自振系统。其中一个是发射装置，与能量相连，它并不向外发射电磁波，而是利用振荡器产生高频振荡电流，通过发射线圈向外发射电磁波，在周围形成一个非辐射磁场，即将电能转化为磁场。当接收装置的固有频率与收到的电磁波频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，完成磁场到电能的转换，从而实现电能的高效传输。图2是一个典型的利用电磁共振来实现无线电力传输的系统方案。电磁波的频率越高其向空间辐射的能量就越大，传输效率就越高。
3.3微波/激光——远程传输
理论上讲，无线电波的波长越短，其定向性越好，弥散就越小。所以，可以利用微波或激光形式来实现电能的远程传输，这对于新能源的开发利用、解决未来能源短缺问题也有着重要意义。1968年，美国工程师彼得格拉提出了空间太阳能发电（SpaceSolarpower，SSp）的概念。其构想是在地球外层空间建立太能能发电基地，通过微波将电能送回地球。
4.无线电力技术的应用前景
无线电力传输作为一种先进的技术一般应用于特殊的场合，具有广泛的应用前景。
4.1给一些难以架设线路或危险的地区供应电能
高山、森林、沙漠、海岛等地的台站经常遇到架设电力线路困难的问题，而工作在这些地方的边防哨所、无线电导航台、卫星监控站、天文观测点等需要生活和工作用电，无线输电可补充电力不足。此外，无线输电技术还可以给游牧等分散区村落无变压器供电和给用于开采放射性矿物、伐木的机器人供电。
4.2解决地面太阳能电站、水电站、风力电站、原子能电站的电能输送问题
我国的新疆、西藏、青海等地降雨量少、日照充足且存在大片荒芜土地，南方部分地区水力、风力资源丰富，这些地区有利于建造地面太阳能发电站或水电站、风力电站。可是，这些地区人烟稀少、地形复杂，在崇山峻岭之中难以架设线路，这时无线输电技术就有了用武之地。采用无线输电技术，还可以把核电站建在沙漠、荒岛等地。这样一方面便于埋葬核废料，另一方面当电站运行发生故障时也可以避免对周围动植物的大量伤害和耕地的污染。
4.3传送卫星太阳能电站的电能
所谓卫星太阳能电站，就是用运载火箭或航天飞机将太阳能电池板或太阳能聚光镜等材料发送到赤道上空35800km的地球静止同步轨道上。在太空的太阳光线没有地球大气层的影响，辐射能量十分稳定，是“取之不尽”的洁净能源。并且一年中有99%的时间是白天，其利用效率比地面上要高出6—15倍［3］。在那里利用太阳能电池板把阳光直接转变为电能，或者用太阳能聚光镜把阳光汇聚起来作为热源，像地面热电厂一样发电。这样产生的电能供给微波源或激光器，然后采用无线输电技术将大功率电磁射束发送至地面，接收到的微波能量经整流器后变成直流电，由变、配电设施供给用户。
4.4无接点充电插座
随着无线电力技术的发展，一些小型用电设备已经实现了无线供电。如：电动牙刷、“免电池”无线鼠标、无线供电“膜片”/“垫”等。无线供电“膜片”/“垫”是一种家用电器无线供电方式，用一片图书大小的柔软塑料膜片就可对家电进行无线供电，可为圣诞树上的LeD、装饰灯、鱼缸水中的灯泡、小型电机、手机、mp3、随身听、温度传感器、助听器、汽车零部件、甚至是植入式医疗器件等供电。
4.5给以微波发动机推进的交通运输工具供电
现在大部分交通运输工具燃烧石油产品，其发动机叫做柴油发动机、汽油发动机等。与此类比，以微波作为能源推进的发动机叫做微波发动机。微波是工作频率在0.3—300GHz的电磁波，不能直接用它来驱动电动机，因为要设计出在如此高的频率下工作的发动机非常困难。如果思路加以改变，把微波能量转变为直流电流的整流器，那么微波就可以直接作为交通工具的能源了。煤、石油、天然气的存储量有限，而日消耗量巨大，总有耗尽之日，到那时卫星太阳能电站可望成为能源供给的主干，通过无线输电技术就可以直接把微波能量输给交通运输工具。
4.6在月球和地球之间架起能量之桥
世界人口的不断增长和地球资源的日益耗尽，太阳系中其他星球的开发利用是人类一直以来的夙愿。月球是地球的天然卫星，其上资源丰富，地域辽阔，是首先要开发的星体。未来人类对月球的利用主要是移民和资源获取。月球的土壤里富含Sio2，是制造太阳能电池的原料。如果先在月球上建立起工厂，然后把太阳能电站直接建在月球上，比起建在地球静止同步轨道上要容易些，借助于微波束或激光束把电能发送到地球。
5.结语
随着无线电力传输技术的不断发展与成熟，不但使人们未来的生活有望摆脱手机、相机、笔记本电脑等移动设备电源线的束缚，享受在机场、车站、酒店多种场所提供的无线电力，而且可用于一些特殊场合，如人体植入仪器如心脏起搏器等的输电问题、新能源（电动）汽车、低轨道军用卫星、太阳能卫星发电站等。在世界经济迅速发展的今天，节能和新的、可再生能源的开发是摆在能源工作者面前的首要问题。太阳能是取之不尽、用之不竭的干净能源。除核能、地热能和潮汐能之外，地球上的所有能源都来自太阳，建造卫星太阳能电站是解决人类能源危机的重要途径。要将相对地球静止的同步轨道上的电能输送的地面，无线输电技术将发挥至关重要的作用。从长远来看，该技术具有潜在的广泛应用前景。但是，每一种无线传输方式，都有一系列问题需要解决，如电能传输效率问题，电力公司如何收费和计费，能量传输所产生的电磁波是否对人体健康带来危害，等等。不管怎样，一旦这项技术能够普及，就会给人们的生活带来巨大的便利。
参考文献
电力传输原理篇2
关键词：SDH光传输技术；电力通信系统；故障定位；处理；维护
SDH（SynchronousDigitalHierarchy）即同步数字体系，基于SDH的光传输目前在现代电力系统通信领域中十分常见，已经逐渐成为主流的数据信息传输方式。它所采用的是终端复用器tm、数字交叉连接设备DXC、分插复用设备aDm以及光纤，这些器件组合复接成一条线路，就能够实现远距离、宽频带的光信息数据交换功能。由于采用了光纤技术，所以它的抗干扰能力很强，目前已经被大范围投入到电力光传输通信系统领域中应用。它一方面保证了通信网络的安全可靠性，一方面也为电力系统未来的更前卫发展提供了技术铺垫。
1电力通信系统中的SDH光传输技术相关理论探析
1.1关于SDH光传输技术
SDH光传输技术主要采用块状帧结构来承载信息，所以它自身具备一套标准化信息等级，具体来讲它就包括了SoH成段开销、aU-ptR管理单元指针以及payload净负荷区，如图1。
如图1所示，SoH中还包含了RSoH再生段开销与mSoH复用段开销两个部分，它们都用于网络运行、管理与维护相关技术流程。而aU-ptR则用于定位，主要针对payload区的首字节进行基于Stm-n帧的的精确定位。这样设计有利于SoH快速接收并正确分离净负荷，降低维护通道管理中的开销字节。
1.2SDH光传输在电力系统中的用技术理论
SDH光传输技术相对传统电力通信技术更加可靠、经济和先进，目前已经在通信网络建设中取得广泛应用，成为电力系统中各类信息应用分支系统的主要技术基础。就目前来看，它所涉及的通信传输业务就包括了电力系统行政调度、运动信号传输、继电保护、miS信息等等各类远程信息传输业务。而在我国，以SDH技术为主的网络工程环形结构应用偏多，这主要是因为环形结构不但拥有较高的供电保障能力，而且其自身的自愈功能也降低了企业针对设备维护管理的成本支出[1]。
2SDH电力光传输通信系统的故障定位与故障处理方法
SDH电力光传输通信系统设备在我国应用时间尚短，整体来看其技术还不够成熟，所以在应用过程中出现各种故障问题也在所难免。在这种背景下，应该依据对它的使用实践经验来总结归类它目前存在的常见故障，明确故障定位原则，最后给出故障处理的正确应对方法。
2.1SDH光传输通信系统的常见故障
SDH光传输通信系统的常见故障本文归类为以下4种。
第一种为通信类故障。这类故障最为常见，其表现为网络管理员无法登录网元，或登录网元的速度堪忧，甚至出现登录网元时后网络处于混乱状态，例如时而掉线、时而连接这样的不确定状态。第二种为业务中断类故障。这主要是由于外部原因所造成的业务临时中断，究其原因很可能是由于电源问题、掉电、供电电压过低等问题所造成的。有时也可能要归结为交换机、光纤或电缆问题。当然，人为误操作或人为系统配置错误也会导致业务中断故障发生。第三种为误码类故障。该类故障也是有外部因素所引发的，例如光信信号在传输过程中衰耗过大、甚至出现传输信号的劣化现象，或者系统接口周围存在较大的干扰信号，设备本身散热不利导致温度过高等等。上述问题都能导致误码类故障的发生，使系统接收端出现信号接收困难，最终导致电路故障。第四种为时钟同步类故障。如果系统设备外部时钟源丢失，其时钟源配置就会发生错误，直接导致时钟板出现硬性故障。
2.2对常见故障的定位基本原则
一旦SDH电力光传输通信系统出现故障问题，就要遵守以下4点故障定位原则，找出故障。
第一，要遵循先外部后传输的故障定位原则，即先针对系统外部进行外部因素排除，例如看其是否存在交换侧故障、光纤断线等问题，如果没有再检测系统设备的传输部分，看其是否存在故障。第二，要遵循先单站后单板的故障定位原则，即在定位故障过程中，要快速定位故障站点，然后基于该站点来指出设备某块单板是否存在故障问题。第三，要遵循先线路后支路的故障定位原则，如果是线路板出现任何问题要连带检查支路板，看支路板是否存在异常。第四，要遵循先高级后低级的故障定位原则，在对设备进行在故障告警分析过程中，要首先分析级别较高的的故障告警，例如主要告警、紧急告警等等。在分析完毕后再次对一般告警、次要告警进行分析，最后分析低级告警。
2.3对常见故障的处理方法
对SDH电力光传输通信系统的故障处理常用方法有很多，这里简单介绍其中3种。
首先可以通过观察分析来发现系统设备故障，网络技术管理人员通过观察告警信息与相关性能数据，然后对关键告警进行相应分析，就能够初步判断出设备所存在的基本故障原因。具体来讲，管理人员通过对机柜顶部指示灯与单板指示灯的红、黄、绿三色灯观察来分析设备状态，其中绿色为正常、黄色为次要告警和一般告警、红色代表主要告警。其次可以采用环回法，它也是目前设备故障处理最常见的方法之一。它的故障处理步骤为先选择确定好故障站点，从故障站点来选择一条被影响的业务时隙，然后根据这条业务时隙来画出业务路径图，根据业务路径图中的逐段环回来确定故障并将其定位到单站、单板位置。再次可以尝试使用仪器仪表测试，例如光功率计、误码仪、otDR定量测试设备等等。以2m误码仪为例，用它测试业务中断问题，可以配合万用表来首先测试电路设备电压，看其是否处于正常可接受范围，然后再用误码仪配合万用表测量设备发送端及接收端信号之间电压值，检测传输设备中各个设备对接是否存在问题，例如接地不良问题等等[2]。
3SDH电力光传输通信系统的日常维护
对SDH电力光传输通信系统的日常维护应该从多方面设备因素来考量问题，本文主要指出以下两点。
首先，要在对系统的日常维护过程中提供适宜的供电电压，利用诸如环境这样的外部因素来确保设备正常运转。一般情况下传输设备的标准直流电压应该设定在-48V左右，且浮动范围不要超过±20%，其湿度与温度要按照设备的具体参考值来进行详细设定。其次，要合理利用网管系统与相关辅助仪表仪器来实施故障定位，同时准确判断告警类型，对不同等级告警类型要实施不同处理方式，例如通过告警类型来指明告警原因，并做到在第一时间内解决故障问题[3]。
4总结
本文介绍了目前电力通信系统中的主流SDH光传输系统，由于它的高速数字传输技术性与复杂技术规范导致它很容易出现各种故障问题，所以对它的系统维护管理应该合理结合现场设备工作环境，基于本文所阐述流程步骤来逐一剖析和指出问题，最后加以解决，并妥善做好针对该系统的日常维护工作。
参考文献
[1]李园园.浅析电力系统中SDH光传输设备的故障处理与维护[J].通讯世界，2016（13）：141-142.
[2]胡兆宏.SDH电力通信系统的故障处理及维护[J].中国科技信息，2012（22）：122-123.
电力传输原理篇3
【关键词】铁路10kV线路防雷带外串联间隙氧化锌避雷器应用分析
铁路运输是我国交通运输的主要构成部分，随着我国交通建设结构体系的进一步完善，铁路建设中的避雷技术也实现不断的创新发展，从而为铁路的安全运输提供可靠的保障，实现我国铁路运输事业的进一步完善与创新发展。
1对铁路带外串联间隙氧化锌避雷器的应用研究的必要性
铁路带外串联间隙氧化锌避雷器是现代交通运输中的新型避雷技术，传统的铁路电力输送中应用的避雷设定主要分为外部绝缘子比例措施和内部避雷器，内部系统中的避雷器在实际应用中，受到避雷系统的间隔空间位置的影响，无法与外部绝缘子避雷作用达成同步应用的作用，外部绝缘子长期暴露在户外，绝缘皮氧化脱落损坏，导致铁路运输中高压电力输送的避雷系统存在较大的安全隐患。带外串联间隙氧化锌避雷器技术的应用，实现了固定距离的避雷器与氧化锌的间隔，然后连接绝原子的形式进行避雷，可以弥补传统避雷系统中存在的问题，是我国铁路安全运输的技术保障。
2带外串联间隙氧化锌避雷器的设计分析
2.1设计原理
带外串联间隙氧化锌避雷器的研究，是我国铁路交通运输技术研究的创新发展，带外串联间隙氧化锌避雷器的设计，是基于传统铁路避雷系统的设计上，实现新技术的探究。如图1为带外串联间隙氧化锌避雷器的设计原理图。从图中设计的整体来看，带外串联间隙氧化锌避雷器的设计整体构成了一个防止雷电循环的循环体，当雷击电流经过输电线路进行电流传输时，放电间隙与羊角单臂之间炫进行电流传输的传输强度相互减弱，电流进过氧化锌防雷芯片后，通过输电线路后，受到绝原子的阻碍，无法继续进行电流传输，而氧化锌同时又恢复到初始的运动状态，从而达到避雷的作用，避免了传统铁路避雷单方面的作用，大大提高了铁路运输的避雷效果。
2.2设计计算
带外串联间隙氧化锌避雷器的设计，不仅应用的电流传输的基本设计原理，同时也结合数学计算的内容，保障带外串联间隙氧化锌避雷器在实际应用中的避雷效果。一方面，带外串联间隙氧化锌避雷器的设计中对间隙值与电流传输值之间，建立防雷的最大值预算，依据带外串联间隙氧化锌避雷器的设计计算原理，当间隙值固定，假设为12，在10kV的防雷环境中应用，防雷的最大值为15μ，从而为带外串联间隙氧化锌避雷器在铁路运输中发挥良好的避雷作用提供了准确的技术支持。
3带外串联间隙氧化锌避雷器的实际应用
3.1防雷冲击应用
带外串联间隙氧化锌避雷器的应用，能够实现铁路运输中防雷的冲击作用，结合新型避雷器的设计原理可知，新技术的应用将绝缘子与间隙之间形成串联，从而阻止了雷击电流突然袭击，造成铁路防雷系统的损坏，这种新型防雷措施可以减雷击带来较强的电流冲击，保护铁路输电线路进行的电压稳定性，从而实现了铁路电流输送系统的电流传输的防雷作用。
3.2防闪络的应用
防闪络技术，也是带外串联间隙氧化锌避雷器在铁路电流传输中的主要体现。新型防雷器的应用，绝原子的线路设计，采用针式绝缘子和柱式绝缘子技术作为伯雷器的主要避雷电流阻隔部分，当雷击电流的电离子通过输电线路时，电流输送系统中的电流输送的闪络结构起到保护作用，铁路电力传输的电流传输稳定性得到提高，即使铁路电流传输的外部环境存在雷击的情况发生，铁路内部电流传输依据处于稳定的传输环境中，从而达到保护铁路电流传输稳定、避雷的作用，促进我国铁路电流传输安全性传输的作用。
3.3仿真技术的应用
仿真技术的应用，是带外串联间隙氧化锌避雷器在铁路传输中应用技术的探究创新的重要体现。仿真技术的应用，在现代电力系统中的应用，依据存在技术应用不成熟的问题，但从我国铁路带外串联间隙氧化锌避雷器技术的发展情况来看，仿真技术的探究，为铁路防雷技术的研究，提供了新的研究方向。电力系统中应用的电磁仿真系统软件，与带外串联间隙氧化锌避雷器的外部应用系统相互连接，系统将外部避雷器准换为直观的分析图像，形成对新型避雷系统发挥作用中的检测分析，同时仿真系统可以对带外串联间隙氧化锌避雷器应用的间隙值的确定提供数据参考依据，为提高铁路10kV线路防雷系统发挥作用，提供了新的技术支持。
4带外串联间隙氧化锌避雷器设计原则
4.1整体性原则
带外串联间隙氧化锌避雷器在实际环境中的应用，要注重设计的整体性原则，带外串联间隙氧化锌避雷器在铁路运输中的应用，其作用是为我国铁路运输提供安全的运输环境，因此，带外串联间隙氧化锌避雷器在实际应用中，要从铁路运输的实际出发，合理分析避雷器在实际应用中的作用，实现我国铁路运输技术进一步创新发展。
4.2安全性原则
带外串联间隙氧化锌避雷器设计为铁路运输提供了新的技术支持，为了充分发挥避雷器的应用作用看，设计人员要做好避雷器的避雷最大值的o定，保障避雷器安全应用。
5结论
新型铁路运输避雷器的研究，大大提高了铁路运输的避雷效果，使铁路运输的整体安全性得到保障，同时，带外串联间隙氧化锌避雷器的研发，从技术上实现了铁路技术的大胆探索，为促进我国现代铁路的建设提供技术支持。
参考文献
[1]赵D，周力行，彭杰，杨昌坚，刘家郡.带外串联间隙氧化锌避雷器在铁路10kV线路防雷中应用研究[J].电瓷避雷器，2014（03）：96-101+106.
[2]金钧，许帅.10kV铁路电力线路感应雷击防跳闸技术分析[J].大连交通大学学报，2010（05）：67-70.
[3]边凯，陈维江，沈海滨，李成榕，王立天，赵海军，王彦利，尹彬，李庆余.高速铁路牵引供电接触网用带间隙避雷器的研制[J].中国电机工程学报，2013（10）：200-209+1.
[4]军.深圳电网架空输电线路综合防雷措施的应用及研究[J].广东输电与变电技术，2004（06）：51-57.
[5]吕国民.铁路10kV电力线路雷击故障分析与防雷措施应用[D].中国铁道科学研究院，2016.
电力传输原理篇4
【关键词】家用电气无线电力传输电源
最近几年在电力设备逐渐完善的过程中，无线电力传输（inductivepowertransfer，ipt）具有的时尚、安全的特点开始被人们关注。但是该项技术存在的局限性表现在只能为手机充电等效功率应用，针对功率较大的家电领域，目前尚未成熟。对于ipt系统来说，传输线圈副边电路互相隔离，在开环状态下工作，电路的输出电压通常都难以控制。通常情况下，在接收端使用DC/DC电路来稳定输出电压的过程中，为增加系统输出功率，通常都会在原边电路中增加锁相环电路，进而促使线圈工作在谐振状态。但是采用这种方法存在一定的问题，这些问题的存在降低了输出功率的稳定性。因此，为提高松耦合变压器传输功率与效率，需要对原、副边线圈增加谐振补偿电容。同时需要眼研究出一种新的输电系统。
一、无线电力传输系统
该种系统已经在大范围领域中开始应用，但是要想进一步了解其中相关情况，就应当对该系统有一个必要的了解。
1.1系统结构
无线电力传输系统的结构如图1所示。系统通常是由半桥逆变电路、单片控制电路、辅助电源、显示模块、婺源射频识别以及谐振耦合电路共同组成220V交流电在经过全桥整流、电感、电容滤波后送达给半桥逆变电路的输入端，在此过程中，高频方波电压就会通过半桥逆变电路出书到谐振耦合电路中，再由谐振耦合电路将能量传输给负载[1]。这是无线电力传输系统的组成部分，各个部位都在系统运行中具有重要的作用。
1.2主电路参数设置
无线电路传输系统由开关输入网络、高频整流网络和谐振耦合网络共同组成。谐振耦合网络的原边线圈采用串联电容Cp补偿，副边线圈采用并联电容Ca补偿。其中，Cp采用耐流大的电容，采用耐压高的电容，且Cp、Ca的频率稳定性都较高，C1、C2采用耐压较高、容量较小的无极性电容，和Lim组成LC滤波器，以提高功率因数。在分析主电路的过程中，采用互感模型的方法对主干电路进行分子，就可以将等效电路图画出来。等效电路图如图2所示。原、副边线圈电感通常由Lp、La表示，Cp、Ca为原、副边补偿电容，Rp、Ra分别为原、副边线圈电阻，m为原、副边线圈的互感，R为负载电阻，Re为等效负载，Za为次级回路的等效阻抗，为从输入端看进去的等效阻抗。通过对图2所示主电路的等效电路进行建模和分析。通过这样的分析主电路的电压变化，就能够确定谐振网络元件的参数。
1.3直流输出电压的控制
直流输出电压Uo控制采用频率查表模糊控制法。在电路稳定的时候，开关主要负责谐振频率上，此时可完全实现零电流软开关（ZCS），如果开关的损耗量小，则系统工作的效率就可以达到最高效率，在输出电压Uo降低或者增大的时候，电路检测到谐振电流幅度值法僧改变，相应增大或者缩小来管理工作频率，以此来稳定电压Uo[2]。在研究的过程中就会发现，电路工作频率在镇邪频率福建的时候，电路的电压增益变化就会变得较大。由此可见，如果开关频率偏执不会超过某一界面，开关管基本工作在ZCS工作状态的时候。从实验研究的结果就可以看出，开关频率在谐振率±5%的范围内，电压增益变化就可以达到设计的要求，同时工作效率还就能够达到满足84%以上。
二、仿真实验
通过设计一台额定功率1000w的数字家用无线电力传输电源样机，可以将输入电压范围保持在180-264VaC输出电压为Uo220VDC，电杆Lm为400uH，C1、C2采用耐压较高的1uF无极性电容，原边线圈直径19mm等相关的数据。在实验设计的过程中，为进一步验证电源性能，可以分别对电源的功率与功率因素采用实验进行测定，进而来评价设计的可行性。
三、结语
在实验研究的过程中，依据数字家用无线电力传输电源，就能够确定1000w左右功率等级的无线电力传输系统可以采用的电路结构具有合理性，同时护肝模型对电路进行的等效分析就可以知道参数设计具有可行性。
参考文献
电力传输原理篇5
【关键词】：量子通信技术；电力信息；保密传输；应用
1、技术原理
1.1量子通信原理
量子通信技术以量子密钥分配技术为基础，该技术利用单光子不可分割、量子态不可复制的特性实现通信、双方的安全密钥分配，结合“一次一密”实现不可破译的无条件安全加密通信。光在沿着传播方向前进的同时，也在垂直的方向上振动，该振动是一种量子状态。不同于传统数字光通信，量子通信能够将信息编码并加载到单光子的振动方向上，根据单光子不可分割、量子态不可复制的特性，量子状态是无法被精确复制的。在量子加密的传输过程中，任何的窃听行为都会对量子状态造成扰动，实现了通信双方对数据传输的状态监视，能够察觉到数据被窃听并进行规避。因此，通过量子状态的传输，双方可根据量子状态协商将其转化为二进制数，形成完全随机的加密密钥，以实现对原数据“一次一密”的加密保护。即使密文在传输过程被窃取，窃取者也无法计算出完全随机的密钥并对其破解，由此最大限度地保障了数据的安全性。
1.2量子加密系统
量子保密通信系统在实际应用中的基本模型如图1所示。该系统需要两种信道，一种是业务数据原来传输所用的经典信道，一种是量子密钥传输所用的单独信道，目前该信道必须为裸纤直连。双方密钥生成器通过对发送单光子量子态的判断，将量子态按协商的规律转为二进制码，因为单光子的状态发送是完全随机的，且在传输过程中不可能被窃取，因此双方最终能够生成相同的完全随机的二进制密钥。通过量子加密机，将原数据与密钥进行“一次一密”，加密后经发送机在原来的经典信道上进行传输。对方用相同的密钥解密即可。、图1量子加密系统基本模型
2、量子通信技术的应用
2.1应用场景
将量子通信技术应用于电力信息系统中，可实现对电力生产业务和管理信息业务的信息数据传输保护。首先，针对电力行业中的电网生产业务进行数据加密传输，实现对电网生产的安全保护。如涉及电网生产的保护、安控、调度电话、调度自动化等，这些数据网是电力安全生产的重要基础，承载着电网生产运行的实时状态与控制指令，对电网的安全运行具有重要意义。采用量子通信方式保护电力调度数据网、配网自动化等，可实现电力生产信息的安全传输。其次，电力系统企业管理信息，如企业人力资源、办公系统、邮件系统、电视电话系统、营销系统等，承载着重要敏感数据，对电网的稳定运行也起着重要支撑作用，这些数据的泄露会导致电网系统的危险。因此在该场景下，利用量子加密技术m行数据传输保护同样具备可行性。最后，电力数据的信息灾备是保障电网安全的最后一道防线，当出现自然原因或人为因素导致电力系统数据瘫痪时，异地的信息数据灾备就起了重要作用，及时的数据恢复能够保证电力系统的正常运行。所以对于电力系统异地或同城的数据灾备，仍然也需要高可靠的加密方式实现数据的安全保护。同样量子保密通信系统可应用于该场景中。
2.2物理架构部署
对于目前的量子保密通信系统，除经典信道传输密文外，还需要一条专门用于传输量子密钥的光纤信道。由于技术发展的局限性，该信道的限制条件比较严格。首先，量子密钥信道必须是裸纤传输，即两点间传输的光纤不能经过光放大器、光交换、路由器等设备，只能通过物理方式进行跳接，且不能与其他承载业务共用光纤。所以若在电力行业应用量子通信技术，必须提前考虑量子信道是否具有纤芯资源。其次，单站点之间的光纤距离在50km左右、总损耗在13dB内，如果距离远大于此，就会使得量子密钥在传输中因过大损耗产生精确度的缺失。为实现远距离的量子通信，就必须建立中继站实现量子密钥的中转，保证发端与接收端最终能够生成相同的加密/解密密钥。
2.3电力系统量子通信网规划
第一，利用量子科学实验卫星，建立远距离、跨大区，甚至跨大洲的国际量子通信互联网。根据目前国家已部署的量子卫星地面接收站情况，可考虑将新疆南山接收站与河北兴隆地面接收站作为跨省互联试点，实现东西部的电力信息传输，并作为东西部其他城域网接入的集合点。同时，利用国家建立的京沪干线，实现电力系统在京沪主干线的接入，完成南北部互通，并在京沪沿线将经过的各网省以量子通信方式接入，实现从干线到各点的扩散和延长。
第二，前期可在重要城市建立城域内的量子通信网，对电力重要业务的保护进行验证和应用，为后续量子通信在电力行业的广泛应用提供试点基础。利用国家建立的城市量子通信实验网资源并考虑政治、经济重要地区，可选取北京、济南、合肥、上海等地自主建立区域量子通信网络。
结语
量子通信技术作为信息通信领域重要的发展方向，探索其在电力信息系统中的应用是非常有意义和前瞻性的工作。本文通过对量子通信技术原理和应用现状进行分析，并结合电力行业中对重要数据的安全传输需求性，提出将量子通信技术应用于电力信息系统的数据传输过程。借助量子通信的高可靠性和不可破译性，为电力信息系统的数据安全提供了一种可适用的解决方案。通过对电力行业的现状分析，提出了量子通信在电力行业的适用场景，为后续的实际建设和验证提供了指导方向。同时针对目前存在的问题给出了后续的建议和量子通信网的建设规划。
【参考文献】：
[1]周正威，陈巍，孙方稳，等.量子信息技术纵览[J].科学通报，2012（12）：10-12.
电力传输原理篇6
【关键词】光传输设备电力系统通信应用
前言：在科技发展的带动下，社会对于电力的需求不断增加，电力在各行各业中的应用日益广泛，我国的电力传输网络化也在不断完善。光传输设备的应用，实现了电力系统通信的网络化，而作为光传输设备之一，SDH技术能够有效满足现代化电力通信网的需要，应该得到相关技术人员的重视和推广。
一、SDH技术概述
光传输设备是指将各种各样的信号转换成光信号，在光纤上进行传输的设备，是现代通信中应用最为广泛的设备，常用的光传输设备包括光端机、光交换机、SDH、ptn等。通常来讲，光传输设备具有传输距离远、信号不容易丢失、波形不易失真的特点，在各种场所和领域中都有着广泛的应用。这里以电力系统通信中最为常用的SDH技术为例，对其进行简要分析。
1.1概念
SDH全称SynchronousDigitalHierarchy，指同步数字体系，是一种将复接、传输以及交互功能连接在一起，由网络管理系统进行统一管理和操作的综合信息传送网络。在1988年，CCiti接受了美国贝尔通信研究所提出的同步光网络概念，将其命名为SDH，使得相关技术体系成为了一种适用于微波、光纤和卫星传输的通用体制。
1.2基本原理
SDH光传输中，采用的信息结构是同步传送模块，采用块状结构-帧结构对数据信息进行存储，而在信号传输过程中，信号需要进帧，之后经过映射、定位和复用等步骤。
1.3拓扑结构
在实际应用中，SDH网络的拓扑结构包括了环型、链型、树型、星型以及网孔型等，尤其是双环结构，凭借自身良好的自愈能力以及较高的可靠性，得到了非常广泛的应用。
1.4优点
SDH技术能够实现网络的有效管理、实时业务监控、动态网络维护以及不同厂商设别的护筒等，能够大大提高网络资源的利用率，降低网络的运行维护费用，保证网络的高效运行，因此是信息领域在传输技术层面发展和应用的热点。
二、SDH技术在电力系统通信中的应用
在电力系统通信中，考虑通信的可靠性、安全性等要求，光传输设备一方面必须具有较高的稳定性和安全性，能够满足电网通信的实际需要；另一方面应该具有较高的传输带宽，取代传统的电信网络系统，确保其功能的有效发挥。SDH在电力通信网中的应用，主要体现在以下几个方面：
2.1安全性应用
SDH技术在电力系统通信中的应用，主要是针对现有网络的优化处理。在经济发展的带动下，现有的电力系统网络已经逐渐无法适应电力部门的发展需求，存在着许多缺陷和问题，如容量低、安全性低、延时等。因此，应该对单向通道倒换环站进行集中，形成一站式业务模式；两纤双向复用段环由于存在着特有的保护原则，采用的apS协议会使得维护和配置工作变得更加复杂，很容易出现错连的问题，对此，应该采用分散的业务类型。对于电力部门而言，在应用SDH光传输技术时，应该对现有的通信通道进行拆分，对环路进行改造，实现物理转接模式向数字交叉连接的转变，以提升电力通信网络的安全性。对于部分区域存在的受光缆路径约束而导致的无法实现自愈环的问题，可以改变多站串接站模式，代之以多站迂回跳纤的方式，进而实现支线线路组环。
2.2灵活性应用
电力通讯部门通过对SDH技术的应用，能够促进电力网络的横纵双向发展，不仅能够在很大程度上降低联网成本，还可以逐步实现结构的立体化。而伴随着业务容量的拓展，对于通信网络提出了更高的要求，应该对核心网站进行升级，将原本的核心环网平滑升级到10G的容量，为通信网络的进一步扩容以及业务量的增加预留出更多的发展空间，与其他技术相比，SDH技术的应用更加灵活。
2.3稳定性应用
在原有电力通信网络中，采用的接入方式为局端单节点接入，这种接入方式很容易出现单节点失效或者单方向光纤短路的情况，影响系统通信的安全性和稳定性。而在SDH光传输网络中，采用的是分层环形组网、双节点子环的接入方式，与局端单节点接入相比，不仅能够有效提升网络运行的安全性，还可以有效预防故障的发生。
三、结语
总而言之，SDH技术的应用，对于我国电力部门通讯系统的改进和完善有着非常积极的作用，也预示着其在我国巨大的发展和应用空间。在我国，想要建立起基于SDH的电力通信网络虽然需要较长的时间，但是也为SDH技术的研究和调整提供了时间，相关技术人员应该充分重视起来，对SDH技术进行深入研究和推广，促进电力通信的稳定发展。
参考文献
[1]左鹏.光传输设备在电力系统通信中的应用[J].中国新通信，2014，（22）：56-57.
电力传输原理篇7
【关键词】电力线载波pLC通信FpGaDDS
该系统对电力载波通信系统进行研究，针对电力载波物理信道进行安全防护。根据电力线路的传输特点，以及电力载波的技术原理，该系统的技术路线采用频率覆盖原理。通过向电力线路上加载宽带载频信号，对于电力载波信号而言，通信信道的信噪比大大恶化，接收端的传输信号被噪声淹没，无法提取并还原传送信号，从而达到防护目的。
1系统实施方案
以FpGa构成内嵌多路DDS发生器，根据实际需求，输出多路扫频信号，通过数模转换、增益调节等模块，通过电力线路功率驱动及匹配电路，将信号加载至电力线路上。从而实现防护功能。
2系统实现原理
2.1电力线载波通信
电力线载波通信是以电力线为信道，根据频谱搬移、频带分割原理，将原始信号进行一次或多次调制，搬移到特定的频带内，以利于其在信道内进行传输。它以发电厂、变电站为终端，以电力线为信道，进行信息传输，以满足电力调度通信的需要，是电力系统可靠运行、控制和管理的重要工具之一。
2.2基于FpGa的直接频率合成（DDS）技术
2.2.1DDS基本原理
采用直接数字频率合成技术设计双通道正弦信号发生器，可以输出两路频率相同、相位差可调的正弦信号。该发生器具有频率稳定度高及调频、调相迅速的优点。由于本系统主要由单片机控制DDS实现，故在此着重介绍DDS的原理及其FpGa实现。
直接数字频率合成器（DDFS）的基本原理：DDS是利用采样定理，根据相位间隔对正弦信号进行取样、量化、编码，然后储存在epRom中构成一个正弦查询表，通过查表法产生波形。它是由参考时钟、相位累加器、正弦查询表和D/a转换器组成。
相位累加器的最大计数长度与正弦查询表中所存储的相位分隔点数相同，在取样频率（由参考时钟频率决定）不变的情况下，由于相位累加器的相位增量不同，将导致一周期内的取样点数不同，输出信号的频率也相应变化。如果设定累加器的初始相位，则可以对输出信号进行相位控制。由采样原理可知，如果使用两个相同的频率合成器，并使其参考时钟相同，同时设定相同的频率控制字、不同的初始相位，那么在原理上就可以实现输出两路具有一定相位差的同频信号。
2.2.2FpGa实现的直接数字频率合成器
利用altera的FpGa芯片FLeX10系列器件设法将波形采样点的值依次通过数模转换器（mDaC）转换成模拟量输出，可达到预期的目的。其基本环节由计数器（Counter）、只读存储器（epRom）、数模转换器（mDaC）和滤波器等组成（同DDS原理）。具体方案如下：累加器由加法器和D触发器级联组成。在时钟脉冲fc的控制下，对输入频率控制字K进行累加，累加满量时产生溢出。相位累加器的输出对应于该合成周期信号的相位，并且这个相位是周期性的，在0～2范围内起变化。相位累加器位数为n，最大输出为2n-1，对应于2π的相位，累加一次就输出一个相应的相位码，通过查表得到正弦信号的幅度，然后经D/a转换及低通滤波器滤除不需要的取样分量，以便输出频谱纯净的正弦波信号。
2.2.3移相原理
所谓移相是指两路同频的信号，以其中的一路为参考，另一路相对于该参考作超前或滞后的移动，即称为相位的移动。两路信号的相位不同，便存在相位差，简称相差。若我们将一个信号周期看作是360°，则相差的范围就在0°～360°之间。
2.3频域分析技术
借助傅里叶级数，将非正弦周期性电压（电流）分解为一系列不同频率的正弦量之和，按照正弦交流电路计算方法对不同频率的正弦量分别求解，再根据线性电路叠加定理进行叠加即为所求的解，这是分析非正弦周期性电路的基本方法，这种方法叫频域分析法同时也是频域分析技术的核心。
3系统体系设计
本系统由电源输入滤波器、接收电磁耦合器、接收电路、FpGa、DSp、信号放大器、耦合驱动器、发送电磁耦合器、电源输出滤波器、电源模块等组成，如下图1所示。
4系统工作过程
（1）接收电磁耦合器接收电力线上的通信信息和辐射传导信息，并发送到现场可编程门阵列FpGa，现场可编程门阵列FpGa将接收到的通信信息和辐射传导信息数字滤波处理，并传送到微处理器DSp，微处理器DSp对接收到的信息进行相关特征信号提取。
（2）可编程门阵列FpGa产生随机序列信号，将产生随机序列信号与提取的相关特征信号进行相关运算后，将相关特征信号处理成乱码信号，再对乱码信号进行宽带调制，将乱码信号调制为1KHz～1.5GHz宽带信号。
（3）现场可编程门阵列FpGa中的随机序列码产生器采用高强度的密码算法，由不同基准时钟的第一随机序列信号产生电路、第二随机序列信号产生电路、第三随机序列信号产生电路和第四随机序列信号产生电路并行产生的四路随机序列信号。
（4）将宽带信号进行放大、驱动后，以电磁耦合方式耦合到电源线的交流端。
（5）电源输入/输出滤波器的主要是净化电源，起到更好的电磁兼容作用。
电力传输原理篇8
【关键词】无线供电；耦合谐振；中继谐振线圈；传输距离；传输效率
0引言
无线供电系统作为一种新型供电系统，在安全快捷性能上与传统的有线输电系统比较具有显著优势，而在无线供电方式中由于耦合谐振供电技术能够实现中等传输距离以及高效率传输，因此在安全性和可靠性等方面比其他传输方式更有优势。研究表明发射线圈和接收线圈直径的增大，可以有效提高传输距离，但大尺寸线圈又容易受到环境的限制；虽然减少发射端和接收端的负载能够提高传输距离，但增加线圈电流强度的同时使得电感线圈的功率增大，使得传输效率变低。而使用高无载Q值的线圈谐振器虽然能够降低线圈损耗来弥补自身效率较低的情况，但是相应的成本又较高。本文通过分析来验证添加设计的无源中继谐振线圈可以有效降低负载以及线圈的能量消耗。使得各模块在系统运行过程中消耗少量的系统能量，实现提高无线供电系统传输距离和效率的目的。
1无线供电系统的原理及特点
1.1无线供电基本原理
无线供电系统从基础原理来说，其源自于1889年由物理学家尼古拉.特斯拉提出的无线电力传输技术。目前发展的无线供电技术从技术层面上分析一般有两种拓扑结构，其一是利用2个线圈进行无线电能传输，称为两线圈结构；另一种为了满足电源的匹配以及实现相应系统的负载匹配，在原有的2个谐振线圈基础上添加2个感应线圈，使电源和发射线圈以及负载与接收线圈有效隔离，我们称这种结构为四线圈结构。
1.2无线供电系统特点
耦合谐振供电系统其技术可追溯到美国麻省理工大学（mit）的科学家在2007年首次提出的磁耦合谐振技术，其基本原理是利用两个具有相同本征频率的谐振线圈，在一定的距离条件下，通过在本征频率处耦合谐振，达到电能传递的目的。近年来无线供电技术被广泛利用，但目前来看，无线供电技术尚未成熟还处于初级阶段，很多问题有待解决，而目前开发出来的无线供电系统的传输距离和功率都较低，如何提高无线供电系统的传输距离和功率成为现在无线电能传输技术的一个瓶颈。
2整体设计方案
本文研究的无线供电系统使用的中继线圈是在传统两线圈式无线供电系统上，在发射和接收线圈中间加入一个尺寸、参数与发射和接收线圈完全一样的中继线圈，其位置位于发射线圈和接收线圈中间，同时三线圈的高度满足同轴平行。加入的中继线圈上需要接有谐振电容，以便保证中继线圈谐振频率与发射和接收线圈保持一致，满足发射-中继-接收三个线圈处在相同的状态实现谐振耦合。中继线圈上的寄生电阻在系统运行过程中损耗少量能量，可以忽略不计。中继线圈的作用是将发射线圈发出的变化的磁场耦合到中继线圈上，然后中继线圈与接收线圈之间再次耦合，将电能传递到接收线圈，实现电能从发射端到接收端的传输。最后由接收端的整流与调整模块接收并且提供给负载使用。
由耦合谐振供电系统原理可知设计要求发射线圈，中继线圈以及接收线圈必须本征频率相同才能达到最大传输效率。同时要使得电磁能量高效率的传输到接收线圈，合理的设计各无线供电模块以及优化各项数据也可使得系统传输距离和效率有效稳定提高，其原理与作用也可以由前文提到的两种拓扑结构得到。
3无线供电系统结构分析
在基础的无线供电系统中分析线圈的拓扑结构，从增加线圈的角度出发，通过增加一个线圈的方法，来研究和设计其传输和效率问题。从量子力学的电磁理论上分析出磁场能量传输按照曲线路径传输，而不是跟没有中继谐振线圈的无线供电系统那样直线传输，其曲线传输有利于接收线圈接收磁场能，因此可以得到增加一个线圈可以有效的提高传输距离和效率。当接收线圈存在偏移现象时，我们可以通过调整中继线圈的方向或者改变它的参数等来使得传输效率增加。传统的两线圈式无线供电系统在电能的传输距离和效率上都相对不高，而增加一个中继谐振线圈在保持电能传输的同时还可相对的提高传输距离和传输效率。其等效电路模型如图1所示：
如图所示图中L1，L2，L3分别是发射线圈，中继谐振线圈以及接收线圈的电感量，C1，C2，C3为发射线圈，中继线圈以及接收线圈的谐振电容。那么其谐振时电感电容应该满足公式w=1=1=1，其中？棕0为原来的系统谐振频率，k1为发射和中继线圈的耦合系数，k2为接收和中继线圈的耦合系数，当使用一个中继谐振线圈时，其在效率峰值处的频率为根据公式原理可以在系统原有线圈发生偏移时对其中继线圈的数据进行研究和设定，得到中继线圈的最优线圈距离和偏转角度，使得系统重新实现高效率的电能传输。
4系统软件设计
通过matlab仿真可以得到距离，频率，以及效率等各数据之间的关系，通过图像比对进行比较加入中继谐振线圈和没加入中继谐振线圈的无线供电系统其传输效率和传输距离之间的差别，得到加入中继谐振线圈的无线供电系统比没加入中继线圈的系统在传输距离和效率上有@著提高。
5结语
本文从耦合谐振无线供电系统的定义以及结构出发，通过对加入中继谐振线圈的无线供电系统基本结构和工作原理的阐释，得到加入中继谐振线圈可以有效率提高传输距离和效率。
【参考文献】
[1]黄学良，谭林林，陈中，等.无线电能传输技术与应用综述[J].电工技术学报，2013，28（10）：1-11.
[2]张青.谐振耦合式无线输电多载系统建模及特性研究[D].广东：华南理工大学，2011.
电力传输原理篇9
关键词：无线；电力传输；技术；建筑
无线电力传输就是利用无线电的手段，将由发电厂制造出来的电力转换成为无线电波发送出去，再通过特定的接收装置将无线电波收集起来并转换为电力，供人们使用。最早提出并设计成功无线电力传输的科学家是著名的物理学家特斯拉，利用特斯拉线圈（一种分布参数高频共振变压器）可以获得上百万伏的高频电压。特斯拉线圈的线路和原理都非常简单，现在称之为大功率高频传输线共振变压器，特斯拉把地球作为内导体，地球电离层作为外导体，通过他的放大发射机，使用这种放大发射机特有的径向电磁波振荡模式，在地球与电离层之间建立起大约8赫兹的低频共振，利用环绕地球的表面电磁波来传输能量。
这一系统与现代无线电广播的能量发射机制不同，而与交流电力网中的交流发电机与输电线的关系类似，当没有电力接收端的时候，发射机只与天地谐振腔交换无功能量，整个系统只有很少的有功损耗，而如果是一般的无线电广播，发射的能量则全部在空间中损耗掉了。2007年6月，麻省理工大学的物理学助理教授马林・索尔贾希克（marinSoljacic）和他的研究团队公开做了一个演示。他们给一个直径60厘米的线圈通电，6英尺（约1.9米）之外连接在另一个线圈上的60瓦灯泡被点亮了。这种马林称之为“witricity”技术的原理就是“磁耦合共振”，他将特斯拉有生之年因没有财力实现的这一主张变为现实。这种方案不仅可行，而且效率极高，对生态安全，并且不会干扰无线电通信。
日本2008年2月15日，将一种无需插头与电源线且不直接接电源就能充电的新型混合动力汽车在日本投入试运行，用于东京雨田机场航站之间的旅客运输。该汽车利用电磁感应原理及电能转换等技术用无线的方式实现充电，只需停在设置在路面的电源线圈的正上方就能给汽车内的锂电池快速充电。该车最高时速为80km/h，如果仅使用电力运行，充电一次可行驶约15km。更广范围的应用研究计划在2015年前后将其投入到居民生活当中。
在2010CeS展会上，海尔推出了一款无尾电视，正是应用了无线电力传输技术，只不过大范围的电力技术涉及到世界范围内的能量广播和免费获取，在现有的政治和经济体制下，无人实际问津这种技术的大规模应用。
在建筑物内以常规电能为主，以生物质能、太阳能、风能互补为辅可以构成多动力源系统，因所述能源技术可以方便实现，故在此不再对能源构成赘述。根据现有电能无线传输技术的应用结论，利用小功率无线电能传输装置，在建筑物内实现电力无线传输的设计思路。
在建筑物内可使用多功能家用电器无线供电“膜片”对家用电器供电。这是一种新型的家用电器无线供电方式，用一片图书大小的柔软塑料膜片就可对家电进行无线供电――该特制塑料膜上面印刷有半导体感应线圈，厚度约1mm、面积约20cm2、重约50g，可以贴在桌子、地板、墙壁上，可为圣诞树上的LeD、装饰灯、鱼缸水中的灯泡或小型电机供电。使用前家用电器需要装上可接收电能的感应线圈，然后放到相应位置即可得到无线供电。
这种薄膜电源由四层塑料薄膜组成，从下到上依次是电导可控的有机晶体管，感测兼容电子设备接近的铜线圈、接通或断开电源的memS开关、传送电能的铜线圈。当电器进入薄膜2.5cm范围内，最靠近的memS开关接通电源，电感线圈就利用电磁感应向设备供电。试验验证，扣除发热损耗的情况下能量转换率可达62.3%，可转送30w电力（如果加大膜片尺寸可达100w）。据称该无线供电膜片将自行判断电器所在位置，在居室空间的较大范围内可随意放置。在无电源线的吸尘器、笔记本电脑以及家用机器人等的应用方面有广阔前景。
目前，无线电电力供给有三种方式：电磁感应性（利用电流通过线圈产生磁力实现近程无线供电）、电波接受型（电力转换成电波近程无线供电）、磁场共鸣型（利用磁场等共鸣效应近程无线供电），实验证明：利用“电磁共振耦合”原理，电磁共振的能量流失少。
我们有理由相信：“在通过了效率性、安全性的比对测试，确认均不存在问题的情况下，就可以稳步推动家电产品无线化进入高效安全的实用化阶段了。”
业内专家分析认为，在解决了能效转化效率、电磁人体辐射安全的情况下，无线供电方式将能够有效解决家庭布线、家电固定化、居室墙面、景观破坏等问题，为人们的生活提供更多的便利。同时，还将在大量节省布线所用的铜、塑料以及人力等资源方面发挥显著作用。
参考文献：
[1]杨成英、陈勇.中程距离无线输电的实现[J].科技信息，2009（3）
[2]魏红兵等.电力系统中无线电能传输的技术分析.《西南大学学报（自然科学版）》2009年09期
电力传输原理篇10
0引言
电力线通信技术的研究由来已久，只是受带宽条件的影响，早期的电力线路通信仅能实现语音通信或者仪表数据的远程传输，并没有得到普及。最近几年，伴随着信息技术的发展，电力线局域网通信技术也得到了新的突破，并且逐渐在实际工程中得到了应用，取得了良好的效果。
1电力线局域网通信技术的概念和原理
电力线局域网通信技术，或者说电力网络通信，属于电力载波通信的一种，主要是通过既有的低频电力线路，进行宽带网络信号的传输，实现网络通信。在2010年，电力网络通信协议正式颁布，即ieee1901，该协议被定义为高速网络通信的标准协议，针对以电力线进行网络通信的标准进行了规定，在该标准协议下，设备的理论通信传输速率能够达到500mbps。
电力网络通信技术的基本原理，是利用现有的电力线网络，进行高频信号的可靠阐述，通过电力网络调制器，能够将载有待传输信息的高频信号加载在电流中，通过电线进行传输，而接收端的解调器则会将高频信号从电流中分离，传输到终端设备中，从而在不需要重新布线的情况下，实现网络通信。不过，相比较传统的网络电缆，将电力线路作为数据传输媒介时，会受到各种电气设备的干扰，从而影响数据传输的稳定性。对此，在电力线网络通信中，需要应用正交频分复用、频移键控、多载波调制等技术，尽可能消除信号波形之间的干扰[1]。
2电力线局域网通信技术在弱电工程中的应用
事实上，对于电力线局域网通信技术的研究，很早以前就已经开始，不过受带宽问题的限制，并不能满足用户的实际需求。最近几年，科学技术的发展为电力线网络通信技术的应用和普及提供了技术方面的支撑，也使得其真正能够与传统的以太网络一较高下。
在进行电力线通信局域网的构建时，基本上可以参照传统以太网的结构，只是将原本的通信电缆转变为既有电力线路，同时增加相应的电力网络桥接设备，以实现网络信号的转化和加载。以电力线路进行网络信号的传输，有效距离可以达到200m，还要超过传统的以太网。因此，在高层建筑中，只需要于底层设置相应的网络交换设备，整栋建筑的网络通信需求就能够得到满足。在电力线局域网中，单根电力线路最多能够同时支持16个用户的网络使用，同时由于信号不能跨越电能表，在进行网络构建的过程中，可以将每一户的电力局域网线路分别接入电表之后，从而实现线路容量的充分利用，不同的用户之间也不会产生相互影响。通过这种形式，用户可以直接利用电源插座，进行网络访问。
从网络安全性分析，电力线局域网设备中采用的都是56位加密，而且每一台设备都具有独有的机械密码，配合相应的驱动软件，可以设置不同的工作组，以实现对于非法用户的隔离，保障信息安全。而从电气安全性分析，电力线局域网通信技术实际上是利用线圈的耦合原理，在电力线上加载高频信号，电力线路实际上并不会与数据传输线路直接相连，也就从根本上杜绝了触电问题。通过强弱电路分开设置的方式，保证了弱点信号线路中电压的稳定，加上过压保护装置的存在，能够杜绝感应或者短路问题所引发的安全隐患[2]。
因此，电力线局域网通信技术是在传统以太网络的基础上，利用既有电力线路实现网络通信，不仅提升了信号传输的距离，而且不再需要额外敷设线路，也不需要预留网络插座，在当前无线网络尚未完全取代有线网络的背景下，具有比较广阔的发展空间。电力线局域网通信技术所带来的便利性远不止这样，利用现有电力线路和以太网设备的网络结构，能够对所有接入的信号进行整合，实现数据网络、有线电视以及语音网络的三网合一，在没有全面实现光纤到户的现在，作为一种过渡手段，可以实现低成本的建筑智能化，用户可以通过电力线局域网，实现对于家中各种设备的统一管理和智能化控制[3]。
3结语
总而言之，电力线局域网通信技术属于一种新兴技术，在完全实现光纤到户之前，以此来作为一种过渡手段，具有非常显著的优势，尤其是对于新建建筑而言，可以节约以太网线路的敷设成本，而且信号传输的距离有了很大的提高，理论传输速率也基本可以满足用户的日常所需，利用插座直接接入网络的方式在便利性方面可以说仅次于无线网。不过，电气设备的存在会对数据的传输造成一定干扰，需要技术人员的深入研究和解决。
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