專利名稱：一種提高線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度的控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用電信息采集系統(tǒng)計量測試領(lǐng)域，具體是一種提高線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度的控制系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
隨著供電管理自動化的發(fā)展，載波電能表在遠程集中抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，其中電能表載波通信功能的測試和評價是一個需要認真對待的問題。載波電能表的載波通信參數(shù)的試驗方法在DL/T698-1999中已有明確規(guī)定，采用50 Ω //50 μ Η+5 Ω V型線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)LISN ( Line Impedance Stabilization Network)作為載波通信參數(shù)的測試電路，測試電路中的數(shù)值直接移用了 GB/T6113. 102-2008標準中規(guī)定的參數(shù)。同時在 GB/T6113. 102-2008的附錄A中還有規(guī)定在9 150kHz頻率范圍內(nèi)的最低端電容的阻抗值 O. 25 μ F不可忽略，除非另有規(guī)定，否則必須對該阻抗進行修正。CISPR16-1-2:2006給出了修正辦法及具體要求，在9 95kHz低頻段，取樣去耦電容選擇3. 3 μ F，而在95 150kHz頻段， 選擇原來的O. 25 μ F。由于實際的LISN產(chǎn)品按照50 Ω//50 μ Η+5Ω V型LISN設(shè)計，故不具備該項修正功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一個便捷、有效地使LISN產(chǎn)品具備自動修正功能，降低低頻段的取樣誤差，達到提高低頻段取樣精度的一種提高線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度的控制系統(tǒng)及其控制方案。本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)上述目的一種提高線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度的控制系統(tǒng)，由T網(wǎng)絡(luò)單元、去耦單元、通信控制單元、衰減器單元、測量設(shè)備以及被測設(shè)備組成。去耦單元分別與T網(wǎng)絡(luò)單元、通信控制單元、被測設(shè)備、衰減器單元連接，衰減器單元與測量設(shè)備正向相連。所述T網(wǎng)絡(luò)單元是GB/T6113. 102-2008規(guī)定的50 Ω //50 μ Η+5 Ω V型線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)LISN，適用于9 150kHz頻率范圍。所述去耦單元由O. 25 μ F、3. 3 μ F兩組去耦電容組成，O. 25 μ F、3. 3 μ F是 CISPR16-l-2:2006對于修正方法中規(guī)定的去耦電容值。兩組電容相互獨立工作，消除低頻段和高頻段電源電壓和測量設(shè)備之間的耦合。所述通信控制單元是在50 Ω//50 μ Η+5Ω V型LISN的測試電路中添加的一組具有485通信接口和通信協(xié)議的控制模塊，該模塊單元的輸出通過繼電器觸點控制形式，利用該觸點通斷特性和外加電源控制其內(nèi)部的電磁繼電器。所述衰減器單元由三個阻值分別為240 Ω、60 Ω ,240 Ω的電阻組成，構(gòu)成PI型信
號衰減網(wǎng)絡(luò)。所述測量設(shè)備是GB/T6113. 102-2008規(guī)定的具有50 Ω輸入阻抗的頻譜儀。
一種提高線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度的控制系統(tǒng)的控制方法，具體步驟如下
(1)啟動電源，測試電路上電，提高線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度的控制系統(tǒng)初始
化；
(2)通過485通信得出的當前測試系統(tǒng)頻率輸入到通信控制單元；
(3)通信控制單元根據(jù)測試頻率值輸出控制內(nèi)部的電磁繼電器，電磁繼電器的常開和常閉觸點分別連接3. 3 μ F和O. 25 μ F。當測試頻率為9 95kHz時，通信控制單元的內(nèi)部繼電器接受到控制命令吸合，連接常開觸點選擇去耦單元中3. 3μ F的電容，當測試頻率變?yōu)?95 150kHz時，通信控制單元的內(nèi)部繼電器不吸合，繼電器恢復(fù)連接常閉觸點選擇去耦單元中O. 25 μ F的電容；
(4)去耦單元的輸出經(jīng)過三個電阻構(gòu)成的衰減器單元后再傳輸?shù)綔y量設(shè)備。本發(fā)明的突出優(yōu)點在于
通過485通信控制器控制的繼電器在低頻段選擇3. 3 μ F取樣去耦電容，而在高頻段選擇O. 25μ F取樣去耦電容，結(jié)合設(shè)計的輸出衰減電路，使LISN產(chǎn)品具備自動修正功能，降低了載波通信性能試驗中線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻段的取樣誤差，達到提低頻段取樣精度的目的。


圖I是本發(fā)明所述的提高線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明所述的提高線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度的控制系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式以下通過附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步說明。如圖I所示，本發(fā)明所述的提高線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度的控制系統(tǒng)，由T 網(wǎng)絡(luò)單元、去耦單元、通信控制單元、衰減器單元、測量設(shè)備以及被測設(shè)備組成。去耦單元分別與T網(wǎng)絡(luò)單元、通信控制單元、被測設(shè)備、衰減器單元連接，衰減器單元與測量設(shè)備正向相連。圖2中給出了本發(fā)明所述的提高線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度的控制系統(tǒng)的各組成部分具體連接關(guān)系和參數(shù)如下
50 Ω //50 μ Η+5 Ω V型LISN有四個端口，分別是電源端L/N，被測設(shè)備端D，測量端M和接地端G。T網(wǎng)絡(luò)單元中L/N連接250 μ H電感和4 μ F電容，250 μ H電感連接50 μ H電感和 8 μ F電容，4 μ F電容連接10 Ω電阻到G，8 μ F電容連接5 Ω電阻到G，50 μ H電感的另一端連接 D ^GB/T6113. 102-2008 規(guī)定的 50 Ω//50 μ Η+5Ω V 型 LISN，適用于 9 150kHz 頻率范圍。去耦單元由O. 25 μ F電容和3. 3 μ F電容組成，O. 25 μ F電容和3. 3 μ F電容一端共同連接到T網(wǎng)絡(luò)單元，另一端分別連接到JWlFSN繼電器的NC和NO端；執(zhí)行單元中包含執(zhí)行動作的繼電器開關(guān)，其COM端連接Μ，Μ的一端連接IkQ電阻到G，M的另一端連接衰減器單元的輸入端。O. 25yF、3. 3yF是CISPR16-l-2:2006對于修正方法中規(guī)定的去耦電容數(shù)值，兩組電容相互獨立工作，分別用于消除低頻和高頻段電源電壓和測量設(shè)備之間的耦合。衰減器單元由三個電阻組成，輸入端與輸出端之間串接一個62Ω電阻，輸入端與輸出端分別并接一個240 Ω電阻到G，PI型衰減器的輸出端連接50 Ω測量設(shè)備。是對稱結(jié)構(gòu)的PI型衰減器，對信號具有衰減作用。50 Ω測量設(shè)備是輸入阻抗為50 Ω的測量接收機或類似測試設(shè)備，本實施例中為頻譜儀。通信控制單元由DAM-3025E 485通信控制器組成，其輸入連接到485通信接口 A 和B，并根據(jù)通信協(xié)議進行通信和控制操作，其供電電源采用DC24V，VG是DC24V電源地，其輸出是內(nèi)部繼電器的公共端COMl和常開觸點NOl。公共端COMl連接DC24V，常開觸點NOl 連接JWlFSN繼電器線包，JfflFSN繼電器線包的另一端連接VG。具體控制方法步驟如下
(1)啟動電源，測試電路上電，提高線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度的控制系統(tǒng)初始
化；
(2)通過485通信得出的當前測試系統(tǒng)頻率輸入到通信控制單元；
(3)通信控制單元根據(jù)測試頻率值輸出控制內(nèi)部的電磁繼電器，電磁繼電器的常開和常閉觸點分別連接3. 3 μ F和O. 25 μ F。當測試頻率為95 150kHz時，DAM-3025E 485通信控制器的內(nèi)部繼電器不吸合，JWlFSN繼電器因線包沒有電，其COM端連接NC端，選擇取樣去耦電容O. 25 μ F ;當測試頻率變?yōu)? 95kHz時，DAM-3025E 485通信控制器的內(nèi)部繼電器收到命令后吸合，DC24V電源通過DAM-3025E 485通信控制器的內(nèi)部繼電器給JWlFSN繼電器線包供電，JWlFSN繼電器的COM端連接NO端，取樣去耦電容變?yōu)?. 3 μ F ;
(4)去耦單元的輸出經(jīng)過三個電阻構(gòu)成的衰減器單元再連接測量設(shè)備。由于3. 3 μ F取樣去耦電容的容抗在50Hz工頻時只有965 Ω，與50 Ω的工頻分壓還有10.83Vrms，如果不加衰減該電壓會損壞50Ω的精密測量設(shè)備，為了進一步降低由于
3.3 μ F取樣去耦電容帶來的工頻電壓，因此加入PI型衰減器衰減此電壓，PI型衰減器衰減量為20dB，工頻電壓降低了 10倍，變?yōu)?.08Vrms，保證了測量設(shè)備的安全。本發(fā)明提出了一種提高線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度的控制系統(tǒng)及其控制方法，通過485通信控制器控制的繼電器在低頻段選擇3. 3 μ F取樣去耦電容，而在高頻段選擇O. 25 μ F取樣去耦電容，結(jié)合設(shè)計的輸出衰減電路，使LISN產(chǎn)品具備自動修正功能，降低了載波通信性能試驗中線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻段的取樣誤差，達到提低頻段取樣精度的目的。對于本發(fā)明實施例中所闡述的一種提高線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度的控制系統(tǒng)及其控制方法，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種提高線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度的控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由T網(wǎng)絡(luò)單元、去耦單元、通信控制單元、衰減器單元、測量設(shè)備以及被測設(shè)備組成，去耦單元分別與T網(wǎng)絡(luò)單元、通信控制單元、被測設(shè)備、衰減器單元連接，衰減器單元與測量設(shè)備正向相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種提高線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述T網(wǎng)絡(luò)單元是GB/T6113. 102-2008規(guī)定的50 Ω//50 μ Η+5Ω V型線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)LISN，適用于9 150kHz頻率范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種提高線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度的控制系統(tǒng)， 其特征在于，所述去耦單元由O. 25yF、3. 3yF兩組去耦電容組成，O. 25yF、3. 3yF是 CISPR16-1-2:2006對于修正方法中規(guī)定的去耦電容值，兩組電容相互獨立工作，消除低頻段和高頻段電源電壓和測量設(shè)備之間的耦合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種提高線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述通信控制單元是在50 Ω //50 μ Η+5 Ω V型LISN的測試電路中添加的一組具有 485通信接口和通信協(xié)議的控制模塊，該模塊的輸出通過繼電器觸點控制形式，利用該觸點通斷特性和外加電源控制其內(nèi)部的電磁繼電器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種提高線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述衰減器單元由三個阻值分別為240 Ω、60 Ω、240 Ω的電阻組成，構(gòu)成PI型信號衰減網(wǎng)絡(luò)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種提高線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述測量設(shè)備是GB/T6113. 102-2008規(guī)定的具有50 Ω輸入阻抗的測量接收機或類似設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種提高線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述測量接收機或類似設(shè)備為頻譜儀。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種提高線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度的控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，具體步驟如下(1)啟動電源，測試電路上電，提高線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度的控制系統(tǒng)初始化；(2)通過485通信得出的當前測試系統(tǒng)頻率輸入到通信控制單元；(3)通信控制單元根據(jù)測試頻率值輸出控制內(nèi)部的電磁繼電器，電磁繼電器的常開和常閉觸點分別連接3. 3 μ F和O. 25 μ F，當測試頻率為9 95kHz時，通信控制單元的內(nèi)部繼電器接受到控制命令吸合，連接常開觸點選擇去耦單元中3. 3μ F的電容，當測試頻率變?yōu)?95 150kHz時，通信控制單元的內(nèi)部繼電器不吸合，繼電器恢復(fù)連接常閉觸點選擇去耦單元中O. 25 μ F的電容，(4)去耦單元的輸出經(jīng)過三個電阻構(gòu)成的衰減器單元后再傳輸?shù)綔y量設(shè)備。
全文摘要
一種提高線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度的控制系統(tǒng)及其控制方法，該系統(tǒng)由T網(wǎng)絡(luò)單元、去耦單元、通信控制單元、衰減器單元、測量設(shè)備以及被測設(shè)備組成。去耦單元分別與T網(wǎng)絡(luò)單元、通信控制單元、被測設(shè)備、衰減器單元連接，衰減器單元與測量設(shè)備正向相連。本發(fā)明通過通信控制單元控制其內(nèi)部的繼電器選擇去耦單元中不同的取樣去耦電容，并結(jié)合輸出衰減器單元的設(shè)計，為提高載波通信性能試驗中線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)低頻取樣精度提供了一個便捷、有效的方案。
文檔編號G01R35/00GK102590778SQ20121007048
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月18日
發(fā)明者何藝, 卿柏元, 周柯, 周毅波, 曾博, 李剛, 潘俊濤, 蔣雯倩, 陳俊 申請人:廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院