專利名稱：電纜屏蔽層電力載波通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電力系統(tǒng)中的載波通信技術(shù)，具體涉及一種電纜屏蔽層電力載波通信系統(tǒng)
背景技術(shù)：
中壓電力線載波通信利用IOKV輸電線路作為載波通信媒介，不產(chǎn)生通道上的材料和施工成本投入，是電力系統(tǒng)中最具特色的一種通信方式；且配電網(wǎng)線路結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，載波機(jī)為適應(yīng)線路環(huán)境在調(diào)制解調(diào)、編解碼、抗干擾等技術(shù)方面歷經(jīng)多項(xiàng)技術(shù)革新，使電力線載波通信正真成為一種即經(jīng)濟(jì)便捷、又安全可靠的配電自動(dòng)化通信方式。在電力系統(tǒng)中，電力線載波通信通道主要用來傳輸遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)，配合配電站內(nèi)終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)遙測、遙信、遙控等功倉泛。電力線載波通信機(jī)本質(zhì)上就是數(shù)據(jù)通信調(diào)制解調(diào)器，但他需要克服更為復(fù)雜的通道環(huán)境，普通的調(diào)制信號無法進(jìn)行正常傳輸。IOkV中壓配電網(wǎng)線路由于通道狀況差，衰減大，阻抗變化大，以及突發(fā)干擾強(qiáng)等原因，使載波通信難以開通或者不穩(wěn)定，以前一直是載波通信的空白點(diǎn)。影響線路背景噪聲和衰減特性的因素主要有以下幾條
由于配電網(wǎng)運(yùn)行方式靈活，用戶負(fù)荷投切存在隨機(jī)性，造成線路阻抗的不穩(wěn)定；
線路負(fù)載變化隨機(jī)性很強(qiáng)；
配電網(wǎng)分叉、“T”接點(diǎn)多，信號在注入同一條母線的線路后衰耗嚴(yán)重；
由電力系統(tǒng)、用戶設(shè)備引起的干擾全部進(jìn)入配電載波通信網(wǎng)；
雷雨高低溫等惡劣環(huán)境引起整機(jī)和通信線路參量變化；
克服以往載波通信的點(diǎn)對點(diǎn)模式，采用網(wǎng)絡(luò)化總線結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了一對多的數(shù)據(jù)傳輸。近年來，隨著載波技術(shù)的進(jìn)步，再加上先進(jìn)的DSP和FPGA芯片的應(yīng)用，使載波技術(shù)在這一領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)取得了突破，相關(guān)產(chǎn)品在現(xiàn)場使用，效果良好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種電纜屏蔽層電力載波通信系統(tǒng)，不產(chǎn)生建立通信通道的成本投入，抗衰減、抗干擾，保證電力系統(tǒng)中的通信連接。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種電纜屏蔽層電力載波通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置于各個(gè)配電站之間，配電站中設(shè)有電纜；其特點(diǎn)是，該系統(tǒng)包含
分別一一對應(yīng)設(shè)置于各個(gè)配電站的若干電力電纜接頭，每個(gè)電力電纜接頭電路連接相應(yīng)配電站內(nèi)的電纜；
電力電纜，其電路連接在各個(gè)電力電纜接頭之間，各個(gè)電力電纜接頭通過電力電纜相互導(dǎo)通，該電力電纜與若干電力電纜接頭形成電纜屏蔽層；
分別與各個(gè)電力電纜接頭一一對應(yīng)連接的若干個(gè)電纜屏蔽層接地線，電纜屏蔽層接地線與相應(yīng)的電力電纜接頭電路連接；分別與各個(gè)電纜屏蔽層接地線一一對應(yīng)連接的若干個(gè)電感耦合器，每個(gè)電感耦合器包含一次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組；其一次側(cè)繞組的一端接地、另一端電路連接相應(yīng)的電纜屏蔽層接地線；
分別與各個(gè)電感稱合器對應(yīng)連接的若干個(gè)電力線載波機(jī)，電力線載波機(jī)與相應(yīng)電感耦合器的二次側(cè)繞組電路連接；
分別與各個(gè)電力線載波機(jī)一一對應(yīng)連接的若干個(gè)數(shù)據(jù)終端設(shè)備；
上述的電纜屏蔽層、若干電纜屏蔽層接地線、若干電感耦合器的一次側(cè)繞組，以及通過 各個(gè)電感耦合器一次側(cè)繞組外接的大地，組成載波信號遠(yuǎn)距離傳輸通道。上述的電感耦合器采用注入式電感耦合器。上述的電力線載波機(jī)與數(shù)據(jù)終端設(shè)備之間通過串行口連接；串行口采用RS232串口或 RS485 串口。上述的電力線載波機(jī)與數(shù)據(jù)終端設(shè)備之間通過以太網(wǎng)連接。上述的電力線載波機(jī)與電感耦合器的二次側(cè)繞組之間采用雙芯帶屏蔽層的通信電纜連接，傳輸經(jīng)過編碼、調(diào)制處理的載波信號。上述的配電站、電纜屏蔽層設(shè)于IOKV中壓配電網(wǎng)線路中。一個(gè)發(fā)出信號的配電站處的數(shù)據(jù)終端設(shè)備將信號傳輸至電力線載波機(jī)，電力線載波機(jī)進(jìn)行載波等處理后傳輸至電感耦合器的二次側(cè)繞組，二次側(cè)繞組將信號耦合至一次側(cè)繞組，一次側(cè)繞組則通過電纜屏蔽層接地線將信號傳輸至電力電纜接頭，電力電纜接頭將信號輸出至電力電纜，通過電力電纜將信號發(fā)送至另一個(gè)接收信號的配電站，該配電站的電力電纜接頭接收信號通過電纜屏蔽層接地線傳輸至其電感耦合器的一次側(cè)繞組，電感耦合器內(nèi)一次側(cè)繞組將信號耦合至其二次側(cè)繞組，二次側(cè)繞組再將信號傳輸至電力線載波機(jī)，電力線載波機(jī)將信號傳輸至該配電站的數(shù)據(jù)終端設(shè)備。本發(fā)明電纜屏蔽層電力載波通信系統(tǒng)和現(xiàn)有技術(shù)電網(wǎng)系統(tǒng)中的通信技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明采用電纜屏蔽層與大地組成載波信號遠(yuǎn)距離傳輸通道進(jìn)行中壓載波信號進(jìn)行遠(yuǎn)距離信息傳輸，不產(chǎn)生通道上的材料和施工成本投入，是電力系統(tǒng)中最具特色的一種通信方式；且配電網(wǎng)線路結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，載波機(jī)為適應(yīng)線路環(huán)境在調(diào)制解調(diào)、編解碼、抗干擾等技術(shù)方面歷經(jīng)多項(xiàng)技術(shù)革新，其通道狀況好、衰減小、阻抗變化小，電力線載波通信為一種即經(jīng)濟(jì)便捷、又安全可靠的配電自動(dòng)化通信方式；在電力系統(tǒng)中，電力線載波通信通道主要用來傳輸遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)，配合配電站內(nèi)終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)遙測、遙信、遙控等功能。同時(shí)電纜屏蔽層載波通信系統(tǒng)受線路用電負(fù)荷影響小，且信號傳輸與線路上開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)無關(guān)，電感耦合器安裝方便，不接觸一次設(shè)備帶電部分。


圖I為本發(fā)明電纜屏蔽層電力載波通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明電纜屏蔽層電力載波通信系統(tǒng)的信號傳輸示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)施例。本發(fā)明公開了一種電纜屏蔽層電力載波通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用中壓載波通信，中壓載波通信特指在IOKV配 電線路上應(yīng)用的，主要服務(wù)于配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的電力線載波通信系統(tǒng)。如圖I所示，一種電纜屏蔽層電力載波通信系統(tǒng)的實(shí)施例，該系統(tǒng)設(shè)置于IOKV中壓配電網(wǎng)線路中的兩個(gè)配電站I之間，該配電站I中設(shè)有配電線路的電纜。本系統(tǒng)包含有電力電纜接頭2，在每個(gè)配電站I處設(shè)置有一個(gè)電力電纜接頭2，配電站I內(nèi)的電纜電路連接該電力電纜接頭2。本系統(tǒng)還包含有IOKV配電線路的電力電纜3，電力電纜3電路連接在兩個(gè)配電站I各自的電力電纜接頭2之間，使兩個(gè)電力電纜接頭2通過電力電纜3相互導(dǎo)通。配電站I內(nèi)的電纜通過該電力電纜接頭2電路連接該電力電纜3，使本實(shí)施例中的兩個(gè)配電站I通過電力電纜3實(shí)現(xiàn)電路連接。本實(shí)施例中的電力電纜3還可以采用居民家中的AC220V用電線路。上述設(shè)置在兩個(gè)配電站I中的電力電纜接頭2，以及用于實(shí)現(xiàn)配電站I電路連接的電力電纜3組合形成電纜屏蔽層。本系統(tǒng)還包含有電纜屏蔽層接地線4、電感耦合器5、電力線載波機(jī)6和數(shù)據(jù)終端設(shè)備7。每個(gè)電力電纜接頭2都電路連接有一根電纜屏蔽層接地線4，并通過該電纜屏蔽層接地線4電路連接一個(gè)電感耦合器5。本發(fā)明中電感耦合器5采用注入式電感耦合器。電感耦合器5包含有一次側(cè)繞組以及與其耦合的二次側(cè)繞組。電感耦合器5中一次側(cè)繞組的兩端分別為電感耦合器5的上樁頭和下樁頭。其上樁頭與電纜屏蔽層接地線4電路連接，通過電纜屏蔽層接地線4與電力電纜接頭2實(shí)現(xiàn)倆接；而其下樁頭接地，與大地相連。每個(gè)電感耦合器5的二次側(cè)繞組都與一個(gè)電力線載波機(jī)6電路連接，電感耦合器5中二次側(cè)繞組的兩端采用雙芯帶屏蔽層的通信電纜連接電力線載波機(jī)6，在電感耦合器5的二次側(cè)繞組與電力線載波機(jī)6之間傳輸經(jīng)過編碼、調(diào)制處理的載波信號。每個(gè)電力線載波機(jī)6都與一個(gè)數(shù)據(jù)終端設(shè)備7連接。電力線載波機(jī)6與數(shù)據(jù)終端設(shè)備7通過串行口接口連接，可以采用RS232或RS485串口連接。電力線載波機(jī)6與數(shù)據(jù)終端設(shè)備7之間還可以通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)電力線載波機(jī)6與數(shù)據(jù)終端設(shè)備7之間的數(shù)據(jù)交換。如圖2所示，電纜屏蔽層的電力電纜接頭2與電力電纜3、電纜屏蔽層接地線4、電感耦合器5的一次側(cè)繞組，以及通過各個(gè)電感耦合器5的一次側(cè)繞組外接的大地，組成載波信號遠(yuǎn)距離傳輸通道。本實(shí)施例的兩個(gè)配電站I之間,其中一個(gè)配電站I處的電感耦合器5中一次側(cè)繞組電路連接電纜屏蔽層接地線4，通過電纜屏蔽層接地線4電路連接至電力電纜接頭2，電力電纜接頭2電路連接電力電纜3，并通過該電力電纜3連接另一個(gè)配電站I處的電力電纜接頭2，該電力電纜接頭2通過其所對應(yīng)的電纜屏蔽層接地線4電路連接該配電站I處的電感耦合器5中一次側(cè)繞組，該一次側(cè)繞組通過接地連接至原配電站I的電感耦合器5的一次側(cè)繞組，使的本系統(tǒng)形成一個(gè)信號回路。本發(fā)明電纜屏蔽層電力載波通信系統(tǒng)的工作流程如下
兩個(gè)配電站I之間進(jìn)行信號通信時(shí)，其中信號輸出端的配電站I處的數(shù)據(jù)終端設(shè)備7將需發(fā)送至另一配電站I的信號傳輸至電力線載波機(jī)6，電力線載波機(jī)6將信號進(jìn)行載波等處理后，傳輸至電感耦合器5的二次側(cè)繞組，二次側(cè)繞組將信號耦合至一次側(cè)繞組，一次側(cè)繞組則通過電纜屏蔽層接地線4將信 號傳輸至電力電纜接頭2，電力電纜接頭2將信號輸出至電力電纜3，通過電力電纜3將信號發(fā)送至另一臺(tái)信號接收端的配電站1，該配電站I的電力電纜接頭2接收信號通過電纜屏蔽層接地線4傳輸至電感耦合器5的一次側(cè)繞組，電感耦合器5內(nèi)一次側(cè)繞組將信號耦合至其二次側(cè)繞組，二次側(cè)繞組再通過雙芯帶屏蔽層的通信電纜將信號傳輸至電力線載波機(jī)6，電力線載波機(jī)6將接收信號處理還原后，傳輸至該接收端的配電站I的數(shù)據(jù)終端設(shè)備7。通過上述流程，即完成了一次IOKV電力線路中兩個(gè)配電站I之間的中壓載波信號傳輸。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種電纜屏蔽層電力載波通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置于各個(gè)配電站(I)之間，配電站中設(shè)有電纜；其特征在于，該系統(tǒng)包含 分別一一對應(yīng)設(shè)置于各個(gè)配電站(I)的若干電力電纜接頭(2)，每個(gè)電力電纜接頭(2)電路連接相應(yīng)配電站(I)內(nèi)的電纜； 電力電纜(3)，其電路連接在各個(gè)電力電纜接頭(2)之間，各個(gè)電力電纜接頭(2)通過電力電纜(3 )相互導(dǎo)通，該電力電纜(3 )與若干電力電纜接頭(2 )形成電纜屏蔽層； 分別與各個(gè)電力電纜接頭(2)—一對應(yīng)連接的若干個(gè)電纜屏蔽層接地線(4)，電纜屏蔽層接地線(4)與相應(yīng)的電力電纜接頭(2)電路連接； 分別與各個(gè)電纜屏蔽層接地線(4) 一一對應(yīng)連接的若干個(gè)電感耦合器(5)，每個(gè)電感耦合器(5)包含一次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組；其一次側(cè)繞組的一端接地、另一端電路連接相應(yīng)的電纜屏蔽層接地線(4)； 分別與各個(gè)電感稱合器(5) 對應(yīng)連接的若干個(gè)電力線載波機(jī)(6),電力線載波機(jī)(6)與相應(yīng)電感耦合器(5)的二次側(cè)繞組電路連接； 分別與各個(gè)電力線載波機(jī)(6) 對應(yīng)連接的若干個(gè)數(shù)據(jù)終端設(shè)備(7)； 所述的電纜屏蔽層、若干電纜屏蔽層接地線(4)、若干電感耦合器(5)的一次側(cè)繞組，以及通過各個(gè)電感耦合器(5) —次側(cè)繞組外接的大地，組成載波信號遠(yuǎn)距離傳輸通道。
2.如權(quán)利要求I所述的電纜屏蔽層電力載波通信系統(tǒng)，其特征在于，所述的電感耦合器(5)采用注入式電感耦合器。
3.如權(quán)利要求I所述的電纜屏蔽層電力載波通信系統(tǒng)，其特征在于，所述的電力線載波機(jī)(6)與數(shù)據(jù)終端設(shè)備(7)之間通過串行口連接；串行口采用RS232串口或RS485串口。
4.如權(quán)利要求I所述的電纜屏蔽層電力載波通信系統(tǒng)，其特征在于，所述的電力線載波機(jī)(6 )與數(shù)據(jù)終端設(shè)備(7 )之間通過以太網(wǎng)連接。
5.如權(quán)利要求I所述的電纜屏蔽層電力載波通信系統(tǒng)，其特征在于，所述的電力線載波機(jī)(6)與電感耦合器(5)的二次側(cè)繞組之間采用雙芯帶屏蔽層的通信電纜連接，傳輸經(jīng)過編碼、調(diào)制處理的載波信號。
6.如權(quán)利要求I所述的電纜屏蔽層電力載波通信系統(tǒng)，其特征在于，所述的配電站(I )、電纜屏蔽層設(shè)于IOKV中壓配電網(wǎng)線路中。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電纜屏蔽層電力載波通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含若干電力電纜接頭，每個(gè)電力電纜接頭電路連接相應(yīng)配電站內(nèi)的電纜；電力電纜，其電路連接在各個(gè)電力電纜接頭之間，電力電纜與若干電力電纜接頭形成電纜屏蔽層；若干個(gè)電纜屏蔽層接地線，電纜屏蔽層接地線與相應(yīng)的電力電纜接頭電路連接；若干個(gè)電感耦合器，每個(gè)電感耦合器包含一次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組；其一次側(cè)繞組的一端接地、另一端電路連接相應(yīng)的電纜屏蔽層接地線；若干個(gè)電力線載波機(jī)，電力線載波機(jī)與相應(yīng)電感耦合器的二次側(cè)繞組電路連接；若干個(gè)電路連接電力線載波機(jī)的數(shù)據(jù)終端設(shè)備。本發(fā)明采用電纜屏蔽層進(jìn)行中壓載波信號進(jìn)行遠(yuǎn)距離信息傳輸，通道狀況好、衰減小、阻抗變化小。
文檔編號H04B3/54GK102629882SQ20121008304
公開日2012年8月8日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者施維揚(yáng), 楊光, 沈麗敏, 計(jì)小明, 顧力 申請人:上海市電力公司