專利名稱：低壓電力線載波信號耦合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種不同低壓電力線路之間的載波信號耦合裝置，特別是一種低壓電力線載波信號耦合裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前大規(guī)模建設(shè)的電力用戶用電信息采集系統(tǒng)中電力線載波通信成為現(xiàn)場通信的主要方法之一。載波信號是通過電力線進(jìn)行傳輸?shù)?，但是其無法穿越工頻變壓器進(jìn)行通信。隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，目前城市的建筑密度也較高，所需供電負(fù)荷容量需求也較大，供電可靠性也要求越來越高。因此城市中同一配電室多臺變壓器的情況也日益普遍。這些變壓器低壓側(cè)(220V/380V)通過母聯(lián)開關(guān)來達(dá)到互為備用和降低變壓器空載損耗的目的。當(dāng)其中一臺或多臺變壓器故障時，將故障變壓器原來供給的用戶負(fù)荷切換到其他的正常變壓器，提高了用戶的供電可靠性。當(dāng)用電負(fù)荷較低時，停運(yùn)部分變壓器，停運(yùn)變壓器的用戶 由其他變壓器供給，降低了變壓器的空載損耗。目前通常采用每臺變壓器下安裝一臺集中器實(shí)現(xiàn)對該變壓器下的用進(jìn)行載波通信，如附圖I所示。但是由于載波信號不能穿越變壓器進(jìn)行通信，同一配電室多臺變壓器的運(yùn)行模式和接線方式對載波通信存在以下不足之處I、由于母聯(lián)開關(guān)會隨時因變壓器的運(yùn)行方式而改變，當(dāng)運(yùn)行方式改變時造成集中器與所屬電能表失去電氣聯(lián)系，或多臺集中器均在同一線路上工作，導(dǎo)致無法進(jìn)行載波通信或互相干擾。例如，當(dāng)變壓器T2停運(yùn)時，母聯(lián)開關(guān)Ml將合上，線路I和線路2將合二為一，此時集中器Jl和集中器J2均在該合而為一的線路上，兩臺集中器發(fā)出的載波信號均耦合到該線路上，造成嚴(yán)重的串?dāng)_。若把集中器J2下的用戶均由集中器Jl進(jìn)行抄讀，則當(dāng)母聯(lián)開關(guān)Ml斷開時，由于線路I和線路2失去電氣聯(lián)系，集中器Jl將無法與集中器J2下的用戶通信。如果根據(jù)母聯(lián)開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)相應(yīng)調(diào)整集中器的電能表檔案將造成很大的管理工作量，難以實(shí)施。2、由于這些變壓器零線為共用模式，部分載波信號可以通過零線耦合到其他變壓器，造成多臺變壓器下的集中器進(jìn)行載波通信時載波信號互相串?dāng)_，降低了載波通信的成功率和穩(wěn)定性。由于以上問題的影響，目前電力線載波通信在城市中運(yùn)用效果不理想，系統(tǒng)檔案維護(hù)工作量巨大，嚴(yán)重制約了電力線載波技術(shù)在用電信息采集系統(tǒng)中的運(yùn)用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種能夠穿越變壓器實(shí)現(xiàn)不同線路之間的通信、提高系統(tǒng)通信穩(wěn)定性和成功率的低壓電力線載波信號耦合裝置。本實(shí)用新型的目的是通過以下途徑來實(shí)現(xiàn)的低壓電力線載波信號稱合裝置，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于，包括有第一稱合電容Cl、第二率禹合電容C2和高頻耦合磁環(huán)T，高頻耦合磁環(huán)T的兩側(cè)分別具有相線連接線路和零線連接線路，兩相線連接線路的接口端子分別是Al、A2，兩零線連接線路的接口端子分別是NI、N2，第一耦合電容Cl和第二耦合電容C2分別串接在高頻耦合磁環(huán)T兩側(cè)的相線連接線路上。使用時，將高頻耦合磁環(huán)T的相線連接線路接口端子Al、A2分別連接到兩不同線路(如線路I和線路2)的某一相線上(如A相)，零線連接線路接口端子NI、N2分別連接到兩不同線路的零線上。其工作原理為線路I的A相相線和零線分別接在載波信號耦合器的Al端口和NI端口，線路2的A相相線和零線分別接在載波信號耦合器的A2端口和N2端口。耦合電容Cl與高頻耦合磁環(huán)T構(gòu)成高通濾波電路。當(dāng)載波信號從線路I發(fā)出時，載波信號通過耦合電容Cl和高頻耦合磁環(huán)T耦合到磁環(huán)另一側(cè)，再通過耦合電容C2將載波信號耦合到線路2的A2和N2端口，而工頻電壓信號則由于耦合電容和高頻耦合磁環(huán)的隔離作用，不會傳輸?shù)今詈系骄€路2中。當(dāng)載波信號從線路2發(fā)出時，載波信號傳輸流程與線路I發(fā)出的類似。從而實(shí)現(xiàn)了載波信號在線路I和線路2之間穿越變壓器的雙向通信傳輸。該裝置還同時實(shí)現(xiàn)了工頻電壓信號的安全隔離作用，當(dāng)線路I存在工頻電壓而線路2無工 頻電壓時，由于耦合電容和高頻磁環(huán)的隔離作用，線路2中所耦合的工頻電壓信號將很低，不高于安全電壓，因此保證了設(shè)備各種運(yùn)行狀態(tài)下的安全性。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了載波信號穿越變壓器通信，不受供電母聯(lián)開關(guān)運(yùn)行方式的影響。多臺變壓器下所有用戶均可以通過安裝本發(fā)明裝置由一臺集中器進(jìn)行載波通信。具有以下優(yōu)勢減少集中器的安裝使用量，多臺變壓器下的用戶可共用一臺具備載波通信功能的集中器實(shí)現(xiàn)所屬電能表的通信。避免同一配電室多臺集中器工作時產(chǎn)生的互相干擾，提高了系統(tǒng)通信成功率。解決了由于供電變壓器變更時(母聯(lián)開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)改變)載波通信終端問題。避免了系統(tǒng)檔案需要根據(jù)變壓器運(yùn)行狀態(tài)變更而進(jìn)行調(diào)整集中器檔案參數(shù)問題。提高了通信穩(wěn)定性和成功率，減少了集中器的安裝維護(hù)量，降低了系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作量。本實(shí)用新型可以進(jìn)一步具體為還包括有相位指示燈LED和限流電路R，二者串聯(lián)而組成串聯(lián)電路，該串聯(lián)電路的兩端分別連接在第一耦合電容Cl和第二耦合電容C2的外接接口端子的相線連接線路上。相位指示燈用于指示兩側(cè)電源是否同相位，使采用工頻電壓信號過零點(diǎn)進(jìn)行通信的載波技術(shù)也能利用該技術(shù)進(jìn)行正常通信。當(dāng)兩側(cè)電源同相位時，指示燈不亮，當(dāng)兩側(cè)電源不同相位時指示燈將點(diǎn)亮。綜上所述，本實(shí)用新型提供了一種低壓電力線載波信號耦合裝置，其采用了高頻耦合磁環(huán)及連接在其兩側(cè)相線連接線路上的兩耦合電容，實(shí)現(xiàn)了載波信號穿越變壓器通信，可以減少集中器的安裝使用量，避免同一配電室多臺集中器工作時產(chǎn)生的互相干擾，提高了系統(tǒng)通信成功率。提高了通信穩(wěn)定性和成功率，減少了集中器的安裝維護(hù)量，降低了系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作量。

圖I所示為本實(shí)用新型背景技術(shù)所述兩臺變壓器所接線路經(jīng)由母聯(lián)開關(guān)連接調(diào)控的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2所示為本實(shí)用新型所述的低壓電力線載波信號耦合裝置電路原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖3所示為本實(shí)用新型最佳實(shí)施例所述低壓電力線載波信號耦合裝置在多臺變壓器線路上的應(yīng)用示意圖。下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。
具體實(shí)施例最佳實(shí)施例參照附圖2，低壓電力線載波信號耦合裝置，包括有第一耦合電容Cl、第二耦合電容C2和高頻耦合磁環(huán)T，以及相位指示燈LED和限流電路R。高頻耦合磁環(huán)T的兩側(cè)分別具有相線連接線路和零線連接線路，兩相線連接線路的接口端子分別是Al、A2，兩零線連接線路的接口端子分別是NI、N2，第一耦合電容Cl和第二耦合電容C2分別串接在高頻耦合磁環(huán)T兩側(cè)的相線連接線路上。相位指示燈LED和限流電路R串聯(lián)而組成串聯(lián)電路，該串
聯(lián)電路的兩端分別連接在第一耦合電容Cl和第二耦合電容C2的外接接口端子的相線連接線路上。以下提供一實(shí)例，參照附圖3 :當(dāng)未使用載波信號耦合器時，變壓器T1、T2、T3所屬電能表通過載波通信采集需要安裝三臺集中器，集中器Jl、J2、J3。當(dāng)集中器進(jìn)行通信時，由于這3臺變壓器零線均連接在一起，集中器的載波通信將受到其他集中器的同頻干擾，影響了成功率。當(dāng)其中一臺變壓器故障或停運(yùn)時，例如變壓器Τ2停運(yùn)時，若變壓器Τ2電能表轉(zhuǎn)由變壓器Tl供電，則由于集中器I和集中器2在同一線路上，將造成嚴(yán)重的信號同頻干擾，影響了集中器I和2的通信效果。當(dāng)安裝了本實(shí)用新型所述的低壓電力線載波信號耦合裝置Ql、Q2后，(如圖所示，將耦合裝置的兩邊端子分別接到母聯(lián)開關(guān)Ml兩側(cè)的相線和零線上)則這三臺變壓器下的電能表只需要安裝I臺集中器即可實(shí)現(xiàn)所有電能表的載波通信。減少了 2臺集中器的安裝和維護(hù)工作。所有電能表的通信參數(shù)均下發(fā)到其中一臺集中器(如集中器I)中。當(dāng)母聯(lián)開關(guān)斷開時，載波信號通過載波信號耦合器對不同線路中的載波信號進(jìn)行傳輸。當(dāng)母聯(lián)開關(guān)閉合時，載波信號直接通過低壓母線進(jìn)行傳輸。本實(shí)用新型未述部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。
權(quán)利要求1.低壓電力線載波信號耦合裝置，其特征在于，包括有第一耦合電容Cl、第二耦合電容C2和高頻耦合磁環(huán)T，高頻耦合磁環(huán)T的兩側(cè)分別具有相線連接線路和零線連接線路，兩相線連接線路的接口端子分別是Al、A2，兩零線連接線路的接口端子分別是NI、N2，第一耦合電容Cl和第二耦合電容C2分別串接在高頻耦合磁環(huán)T兩側(cè)的相線連接線路上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低壓電力線載波信號耦合裝置，其特征在于，還包括有相位指示燈LED和限流電路R，二者串聯(lián)而組成串聯(lián)電路，該串聯(lián)電路的兩端分別連接在第一耦合電容Cl和第二耦合電容C2的外接接口端子的相線連接線路上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種不同低壓電力線路之間的載波信號耦合裝置，特別是一種低壓電力線載波信號耦合裝置，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于，包括有第一耦合電容C1、第二耦合電容C2和高頻耦合磁環(huán)T，高頻耦合磁環(huán)T的兩側(cè)分別具有相線連接線路和零線連接線路，第一耦合電容C1和第二耦合電容C2分別串接在高頻耦合磁環(huán)T兩側(cè)的相線連接線路上。優(yōu)點(diǎn)在于，實(shí)現(xiàn)了載波信號穿越變壓器通信，可以減少集中器的安裝使用量，避免同一配電室多臺集中器工作時產(chǎn)生的互相干擾，提高了系統(tǒng)通信成功率。提高了通信穩(wěn)定性和成功率，減少了集中器的安裝維護(hù)量，降低了系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作量。
文檔編號H04B3/56GK202617114SQ20122022390
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者夏桃芳, 李學(xué)永, 盧群, 詹文 申請人:福建省電力有限公司