專利名稱：電力線載波結(jié)合濾波器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力線載波機(jī)與高壓線之間的結(jié)合設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種電力線載波結(jié)合濾波器電路。
目前，電力線載波通訊是電力系統(tǒng)進(jìn)行載波通訊和繼電保護(hù)信號(hào)傳輸?shù)闹匾侄危Y(jié)合濾波器是連接電力線載波機(jī)并通過(guò)耦合電容器與高壓輸電線相連的接口設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)高壓輸電線與電力線載波機(jī)之間的阻抗匹配，使高壓輸電線高頻通道的回波損耗足夠大和工作衰減盡量小，并實(shí)現(xiàn)高壓輸電線與電力線載波設(shè)備之間的強(qiáng)電隔離，保證電力線載波設(shè)備和操作人員的安全。此外，還要能阻止電力線載波設(shè)備入口環(huán)路中可能出現(xiàn)的50Hz電流干擾和克服耦合電容器低壓端子雜散電容的不利影響。性能優(yōu)越的結(jié)合濾波器從以下幾方面體現(xiàn)1、回波損耗大(通訊信號(hào)的衰減就小)；2、所需耦合電容器的容量小(可降低成本)；3、信道寬(以容納更多的信號(hào)通道)；4、能克服耦合電容器低壓端雜散電容的不利影響；5、能阻止載波機(jī)入口環(huán)路中的50Hz干擾電流。
結(jié)合濾波器由電抗元件及匹配變量器組成，電抗元件在電路中的作用是不同的，用來(lái)阻止高頻電流流通的電抗元件稱為低通元件，用來(lái)阻止低頻電流流通的電抗元件稱為高通元件。即在電路中并臂電感和串臂電容稱為高通元件，并臂電容和串臂電感稱為低通元件。目前的結(jié)合濾波器電路一般不考慮耦合電容器低壓端子的對(duì)地雜散電容，不考慮50Hz工頻電流在載波機(jī)環(huán)路中的干擾，其結(jié)合濾波器電路有的只有高通元件，有的高、低通元件數(shù)配比不合理。令低通元件數(shù)與高通元件數(shù)之比為K，則只有高通元件電路K＝0(如圖7所示)，高低通元件數(shù)配比不合理的電路(如圖8所示)K＝0.7，K值欠佳的電路設(shè)計(jì)均不能使回波損耗在通頻帶內(nèi)達(dá)到最大化，因此在使用時(shí)信號(hào)衰減較大，頻帶較窄，所需耦合電容器的容量大，同時(shí)也沒(méi)有考慮耦合電容器低壓端子雜散電容的不利影響，也不能阻止載波機(jī)入口環(huán)路中的50Hz干擾電流，降低了繼電保護(hù)設(shè)備的可靠性，使結(jié)合濾波器的性能較差，成本較高。
本實(shí)用新型的目的是提供一種通過(guò)改變高低通電抗元件的配比及元件連接順序來(lái)獲得能增大結(jié)合濾波器的回波損耗、展寬頻帶、減小所需耦合電容器容量和能克服雜散電容的不利影響以及能防止50Hz低頻竄擾電流干擾的電力線載波結(jié)合濾波器電路。
該電力線載波結(jié)合濾波器電路，它介于耦合電容器和載波設(shè)備之間，由電抗元件和一個(gè)阻抗變換器組成，其特征在于由電抗元件組成的最簡(jiǎn)梯形電抗雙口網(wǎng)絡(luò)與阻抗變換器T的入口連接，阻抗變換器T的出口接有串臂電容C，其中低通電抗元件與高通電抗元件的個(gè)數(shù)之比K在0.25～0.5之間，即0.25≤K≤0.5。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1.使用本結(jié)合濾波器電路其性能優(yōu)于常規(guī)結(jié)合濾波器，回波損耗提高了15％；2.由于在設(shè)計(jì)結(jié)合濾波器電路時(shí)，已將雜散電容作為一個(gè)電路元件考慮，通過(guò)K值的合理設(shè)置及電路參數(shù)的優(yōu)化，可以克服耦合電容器低壓端子雜散電容的不利影響(目前最大能克服的雜散電容達(dá)1500pF)，使產(chǎn)品符合GB7329-98《電力線載波結(jié)合設(shè)備》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求(目前，IEC481-74《電力載波結(jié)合設(shè)備》標(biāo)準(zhǔn)不考慮雜散電容的影響)；3.通過(guò)K值的合理設(shè)置，使結(jié)合濾波器在接電力線載波設(shè)備一側(cè)能有一個(gè)串臂電容C存在，能有效防止50Hz之類低頻竄擾電流的干擾。
本實(shí)用新型的實(shí)施例參見(jiàn)下列各圖

圖1～圖3為本實(shí)用新型5電抗元件電路原理圖圖4、圖5為本實(shí)用新型3電抗元件電路原理圖圖6為本實(shí)用新型圖2的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)電路圖圖7為現(xiàn)有產(chǎn)品只有高通電抗元件的電路原理圖圖8為現(xiàn)有產(chǎn)品高低通電抗元件數(shù)配比不合理的電路原理圖圖中Cc--線路主電容Cx--低壓端子對(duì)地雜散電容L1～L13--電感 C--隔低頻分量電容C1～C3--電容 T--阻抗變換器J--載波機(jī)Q--刀閘F--避雷器300、400為線路側(cè)阻抗，75、100為電纜側(cè)阻抗，Z1、Z2為等效阻抗，根據(jù)線路側(cè)和電纜側(cè)的阻抗選擇電感抽頭。
實(shí)施例1本實(shí)施例如圖1所示為5電抗元件電路原理圖，連接關(guān)系從左至右是串臂低通電感L1、并臂高通電感L2、串臂高通電容C1、并臂高通電感L3、阻抗變換器T、串臂高通電容C。該電路有四個(gè)高通電抗元件、一個(gè)低通電抗元件，低通電抗元件與高通電抗元件的個(gè)數(shù)之比K＝0.25，通過(guò)調(diào)整高通電抗元件和低通電抗元件的參數(shù)達(dá)到克服耦合電容低壓端子雜散電容的不利影響。
實(shí)施例2本實(shí)施例如圖2、圖6所示為5電抗元件電路原理圖，連接關(guān)系從左至右是并臂高通電感L4、串臂低通電感L5、串臂高通電容C2、并臂高通電感L6、阻抗變換器T、串臂高通電容C。圖6為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖，適用于線路側(cè)阻抗為300Ω、400Ω和電纜側(cè)阻抗為75Ω、100Ω兩種情況。其它與實(shí)施例1相同。避雷器Q、接地刀閘F為結(jié)合濾波器運(yùn)行時(shí)常規(guī)必備件。
實(shí)施例3本實(shí)施例如圖3所示為5電抗元件電路原理圖，連接關(guān)系從左至右是并臂高通電感L7、串臂高通電容C3、并臂高通電感L8、串臂低通電感L9、阻抗變換器T、串臂電容C。其它與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例4本實(shí)施例如圖4所示為電抗元件電路原理圖，連接關(guān)系從左至右是串臂低通電感L10、并臂高通電感L11、阻抗變換器T、串臂電容C。該電路有2個(gè)高通電抗元件、一個(gè)低通電抗元件，低通電抗元件與高通電抗元件的個(gè)數(shù)之比K＝0.5，通過(guò)調(diào)整高通電抗元件和低通電抗元件的參數(shù)達(dá)到克服耦合電容低壓端子雜散電容的不利影響。
實(shí)施例5本實(shí)施例如圖5所示為5電抗元件電路原理圖，連接關(guān)系從左至右是并臂高通電感L12、串臂低通電感L13、阻抗變換器T、串臂電容C。其它與實(shí)施例4相同。
在220KV電力線載波通道上的結(jié)合濾波器采用如圖2所示的電路，耦合電容器的主電容Cc為3300pF、低壓端雜散電容Cx為200pF、電感L4為0.89mH、電感L5為0.1mH、電容C2為2300pF、電感L6為1.2mH、阻抗變換器T的變比為574/75Ω、串臂電容C為38997pF，載波頻率范圍為68～500KHz。原有的JL-400-B5型結(jié)合濾波器，如圖7所示，阻抗變換器在通過(guò)工頻電流為20mA時(shí)高頻信號(hào)就開(kāi)始發(fā)生畸變。當(dāng)工頻電流達(dá)到500mA時(shí)，結(jié)合濾波器的阻抗變換器將發(fā)生飽和，載波機(jī)將不能工作，而本實(shí)用新型公開(kāi)的結(jié)合濾波器電路在工頻電壓加至260V，工頻電流為零，未發(fā)生高頻信號(hào)衰耗增加現(xiàn)象。因此通過(guò)改變K值的配比和增加串臂電容C，即克服了低壓端子雜散電容的不利影響，又解決了阻止工頻電流干擾的問(wèn)題。
權(quán)利要求1.一種電力線載波結(jié)合濾波器電路，它介于耦合電容器和載波設(shè)備之間，由電抗元件和一個(gè)阻抗變換器組成，其特征在于由電抗元件組成的最簡(jiǎn)梯形電抗雙口網(wǎng)絡(luò)與阻抗變換器T的入口連接，阻抗變換器T的出口接有串臂電容C，其中低通電抗元件與高通電抗元件的個(gè)數(shù)之比K在0.25～0.5之間，即0.25≤K≤0.5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力線載波結(jié)合濾波器電路，其特征在于電抗元件與阻抗變換器T的連接關(guān)系從左至右是串臂低通電感L1、并臂高通電感L2、串臂高通電容C1、并臂高通電感L3、阻抗變換器T、串臂高通電容C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力線載波結(jié)合濾波器電路，其特征在于電抗元件與阻抗變換器T的連接關(guān)系從左至右是并臂高通電感L4、串臂低通電感L5、串臂高通電容C2、并臂高通電感L6、阻抗變換器T、串臂高通電容C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力線載波結(jié)合濾波器電路，其特征在于電抗元件與阻抗變換器T的連接關(guān)系從左至右是并臂高通電感L7、串臂高通電容C3、并臂高通電感L8、串臂低通電感L9、阻抗變換器T、串臂高通電容C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力線載波結(jié)合濾波器電路，其特征在于電抗元件與阻抗變換器T的連接關(guān)系從左至右是串臂低通電感L10、并臂高通電感L11、阻抗變換器T、串臂電容C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力線載波結(jié)合濾波器電路，其特征在于電抗元件與阻抗變換器T的連接關(guān)系從左至右是并臂高通電感L12、串臂低通電感L13、阻抗變換器T、串臂電容C。
專利摘要一種電力線載波結(jié)合濾波器電路,由電抗元件組成的最簡(jiǎn)梯形電抗雙口網(wǎng)絡(luò)與阻抗變換器T的入口連接,阻抗變換器T的出口接有串臂電容C,其中低通電抗元件與高通電抗元件的個(gè)數(shù)之比K在0.25～0.5之間,即0.25≤K≤0.5。本結(jié)合濾波器通過(guò)K值的合理設(shè)置及電路參數(shù)的優(yōu)化,可以克服耦合電容器低壓端雜散電容的不利影響,并能有效防止50Hz之類低頻竄擾電流的干擾。
文檔編號(hào)H04B3/54GK2365826SQ9920788
公開(kāi)日2000年2月23日 申請(qǐng)日期1999年4月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月19日
發(fā)明者陳宇輝, 顏紹書(shū), 杜宗斌 申請(qǐng)人:北京電力設(shè)備總廠