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)模瞧錈o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，停運部分變壓器，停運變壓器的用戶 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行方式而改變，當(dāng)運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)中的運用。

實用新型內(nèi)容本實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。本實用新型的目的是通過以下途徑來實現(xiàn)的低壓電力線載波信號稱合裝置，其結(jié)構(gòu)要點在于，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)備各種運行狀態(tài)下的安全性。本發(fā)明實現(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)運行維護(hù)工作量。本實用新型可以進(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亮。綜上所述，本實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)運行維護(hù)工作量。

圖I所示為本實用新型背景技術(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所示為本實用新型最佳實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)合實施例對本實用新型做進(jìn)一步描述。
具體實施例最佳實施例參照附圖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時，例如變壓器Τ2停運時，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)點在于，實現(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