低壓電力載波阻抗調節(jié)器的制造方法
【專利摘要】一種低壓電力載波阻抗調節(jié)器，由高頻阻波器和阻抗調節(jié)單元構成。在100kHz～500kHz載波頻率范圍內，高頻阻波器采用新型非對稱電路結構，解決了大功率工頻負載接入磁通飽和問題和用戶端工頻負載阻抗大范圍變化影響載波阻抗匹配的問題；采用低壓電力載波負載端阻抗調節(jié)單元，實現了調節(jié)載波負載端阻抗為1～50Ω；采用遠程通信方式，實現遠程控制調節(jié)低壓電力線載波負載端阻抗的功能。本發(fā)明裝置適用于連接220V/380V低壓電網與用電負荷，實現負載端低壓電力線載波阻抗調節(jié)，解決了低壓電力線負載端阻抗調節(jié)匹配問題，提高了低壓電力線載波通信質量，在低壓電力載波通信系統(tǒng)和載波通信測試系統(tǒng)中有廣泛的用途。
【專利說明】低壓電力載波阻抗調節(jié)器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種負載端低壓電力載波阻抗調節(jié)器，尤其涉及一種用于連接2207/3807低壓電網與用電負載端阻抗調節(jié)匹配的方法及設備。
【背景技術】
[0002]目前，公知的低壓電網分支多，電力網接入負載具有多樣性、復雜性和時變性，低壓電網的載波負載端阻抗不匹配現象嚴重，無法保證電力線載波通信的實時可靠傳輸，影響低壓電力線載波通信質量。但是，目前常用的改變負載端低壓電力載波阻抗的方法是采用電容和電感組成的并聯(lián)諧振電路，增加載波阻抗值。其存在的問題如下:(1)只能針對在單一載波頻率點增加阻抗，無法完成阻抗調節(jié)，諧振的電感在連接工頻負載情況下存在磁飽和問題，使電感量急劇下降，改變了諧振狀態(tài)，減小了載波阻抗，無法實現阻抗匹配；(2)無法對用電負載阻抗大范圍變化起到隔離的作用。本發(fā)明涉及的低壓電力載波阻抗調節(jié)器很好的解決了上述問題，做到了對100紐2?500紐2載波頻率范圍內，可調節(jié)低壓電力線載波負載端阻抗為1?50 0，解決了大功率工頻負載接入磁通飽和問題和用戶端工頻負載阻抗大范圍變化影響載波阻抗匹配的問題，實現遠程控制調節(jié)低壓電力線載波阻抗的功能。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明的目的是為了解決2207/3807低壓電網連接用電負荷狀態(tài)下，現有改變低壓電力載波負載端阻抗方法的不足，而發(fā)明一種低壓電力載波阻抗調節(jié)器。
[0004]本發(fā)明解決該技術問題所采用的技術方案是:一種低壓電力載波阻抗調節(jié)器，其特征在于由高頻阻波器(9)和阻抗調節(jié)單元(11)構成，高頻阻波器(9)與阻抗調節(jié)單元(11)并聯(lián)連接，2207/3807低壓電力線的火線與高頻阻波器(9) 一個輸入端相連，22(^/3807低壓電力線的零線與高頻阻波器(9 )另一個輸入端相連。
[0005]本發(fā)明的高頻阻波器(9)是由繞有線圈的高頻鐵芯制作而成，在高頻鐵芯上分別繞制兩個繞組，可通過0?30八的工頻電流，承受大功率工頻負載的接入，并避免鐵芯工頻磁通飽和。高頻阻波器(9),在100紐2?500紐2載波頻率范圍內，采用一種非對稱電路結構，在端子1和4或端子2和3之間連接電容，端子3和4之間連接IX回路，補償載波阻抗特性，端子3和4連接用戶負載，可以減少用戶負載對高頻阻波器(9)輸入端的端子1和端子2之間的噪聲干擾和工頻負載阻抗大范圍變化的影響。
[0006]阻抗調節(jié)單元(11)由阻抗調節(jié)主控單元(丨)、以太網轉串口單元0、電源模塊(3 )、時鐘計數模塊(4 )、信息存儲模塊(5^硬件復位模塊(6 )、光耦隔離模塊(7 )、繼電器陣列模塊(8)及其接口部分(10)構成，阻抗調節(jié)主控單元(1)分別與以太網轉串口單元(2)輸入輸出端、電源模塊(3 )輸出端、時鐘計數模塊(4 )輸入輸出端、信息存儲模塊(5 )輸入輸出端和硬件復位模塊(6)輸入輸出端相連，阻抗調節(jié)主控單元(1)的輸出端與光耦隔離模塊(7)的輸入端相連，光耦隔離模塊(7)的輸出端和繼電器陣列模塊(8)相連，阻抗調節(jié)單元(11)通過繼電器陣列(8)的接口部分(10)實現與高頻阻波器(9)的并聯(lián)連接。
[0007]采用阻抗調節(jié)單元(11)和高頻阻波器(9)并聯(lián)的方法，調節(jié)載波負載端阻抗，在高頻阻波器(9)端子3和4之間連接用戶負載狀態(tài)下，在100紐2?500紐2載波頻率范圍內，可調節(jié)低壓電力線載波負載端阻抗為1?50 0。本發(fā)明采用遠程通信方式，具備以太網和/或舊232、1^485通信接口，可實現遠程控制調節(jié)低壓電力線載波負載端阻抗的功能，并且可設置系統(tǒng)時間、設置自檢重啟周期和設置系統(tǒng)設備號。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明裝置在100紐2?500紐2載波頻率范圍內，實現1?50 ^范圍內調節(jié)載波負載端阻抗，可承受大功率工頻負載接入，解決了用戶端工頻負載阻抗大范圍變化影響載波阻抗匹配的問題，采用遠程通信方式，遠程控制調節(jié)低壓電力線載波負載端阻抗，可設置系統(tǒng)時間、設置自檢重啟周期、設置系統(tǒng)設備號。本發(fā)明裝置小型化，操作簡單，性能優(yōu)越，適合2207/3807低壓電網連接用電負荷狀態(tài)下，實現低壓電力線載波負載端載波阻抗的調節(jié)和匹配，可用于提高了低壓電力線載波通信質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明低壓電力載波阻抗調節(jié)器各部分的構成圖。
[0010]圖中:1-阻抗調節(jié)主控單元，2-以太網轉串口單元，3-電源模塊，4-時鐘計數模塊，5-信息存儲模塊，6-硬件復位模塊，7-光耦隔離模塊，8-繼電器陣列模塊，9-高頻阻波器，10-接口部分，11-阻抗調節(jié)單元。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0012]圖1所示的本發(fā)明低壓電力載波阻抗調節(jié)器各部分構成圖，本發(fā)明由高頻阻波器
(9)和阻抗調節(jié)單元(11)構成，阻抗調節(jié)單元(11)包括阻抗調節(jié)主控單元(丨)、以太網轉串口單元(2 )、電源模塊(3 )、時鐘計數模塊(4 )、信息存儲模塊(5^硬件復位模塊(6 )、光耦隔離模塊(了)、繼電器陣列模塊(8)及其接口部分(川)。阻抗調節(jié)主控單元(1)分別與以太網轉串口單元(2)的輸入輸出端、電源模塊(3)的輸出端、時鐘計數模塊(4)的輸入輸出端、信息存儲模塊(5)的輸入輸出端、硬件復位模塊(6)的輸入輸出端相連，阻抗調節(jié)主控單元
(1)的輸出端與光I禹隔離模塊(7)的輸入端相連，光|禹隔離模塊(7)的輸出端和繼電器陣列模塊(8)相連，阻抗調節(jié)單元(11)通過繼電器陣列(8)的接口部分(10)實現與高頻阻波器
(9)的并聯(lián)，2207/3807電力線的火線和零線分別與高頻阻波器(9)的端子1和端子2相連。高頻阻波器(9)的端子3和端子4之間連接低壓電力線載波用戶端負載。
[0013]本發(fā)明裝置在使用時電源模塊(3)完成2207交流電到系統(tǒng)所用的+57和—12乂直流電的轉換及濾波處理，設備上電后完成自檢、數據初始化等一系列操作，開始等待與上位機通信。上位機發(fā)送阻抗調節(jié)命令，命令通過以太網轉串口單元(2)進入阻抗調節(jié)主控單元(1),阻抗調節(jié)主控單元(1)進行指令解析操作。針對不同的調節(jié)命令執(zhí)行其相應的調節(jié)程序，經過光耦隔離模塊(7 )實現光電隔離，消除干擾對繼電器開關誤操作的影響。通過調節(jié)程序對繼電器陣列模塊(8)做出不同的切換，從而控制繼電器陣列模塊中的不同阻抗接入線路，與高頻阻波器(9)并聯(lián)得到需要調節(jié)的阻抗，最終在100紐2?500紐2的頻率范圍內，完成調節(jié)低壓電力線載波負載端阻抗為1?500。信息存儲模塊(5)提供系統(tǒng)的數據存儲，包括本發(fā)明裝置的10號碼、上次斷電前切換的阻抗值、當前系統(tǒng)時間和定時斷電復位周期參數。時鐘計數模塊(4)為整個系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時鐘。硬件復位模塊(6)完成實時監(jiān)控、系統(tǒng)復位功能。
[0014]本發(fā)明裝置的高頻阻波器(9)采用在高頻鐵芯上分別繞制兩個繞組，可通過0?30八的工頻電流，利用抵消磁通的方法解決大電流情況下高頻鐵芯的磁通飽和技術問題；在100紐2?500紐2載波頻率范圍內，采用一種非對稱電路結構減少用戶負載對高頻阻波器輸入端的端子1和端子2之間的噪聲干擾和工頻負載阻抗大范圍變化的影響。圖1中高頻阻波器(9)的接線端子1與2207/3807電力線零線連接，接線端子2與2207/3807電力線火線連接，高頻阻波器(9)的接線端子3與用戶負載端的零線連接，接線端子4與用戶負載端的火線連接。端子1和端子4之間連接電容01，端子3和端子4之間連接IX回路，補償載波阻抗特性，提高高頻阻波器的載波阻抗模值。高頻阻波器使用戶端負載對電網呈現的載波阻抗近似等于高頻阻波器的阻抗，與用戶的用電狀態(tài)和用電器性質無關，有效削弱用戶端載波阻抗大范圍變化對低壓電網的載波阻抗的影響。所設計的高頻阻波器可以濾除用戶端產生的大部分高頻噪聲，通過高頻阻波器(9)和阻抗調節(jié)單元(11)并聯(lián)，得到總體的期望阻抗。實際應用時高頻阻波器(9)采用在端子1和端子4之間連接電容或端子2和端子3之間連接電容的方法。
【權利要求】
1.一種低壓電力載波阻抗調節(jié)器，其特征在于由高頻阻波器(9)和阻抗調節(jié)單元(11)構成，高頻阻波器(9)與阻抗調節(jié)單元(11)并聯(lián)連接，220V/380V低壓電力線的火線與高頻阻波器(9) 一個輸入端相連，220V/380V低壓電力線的零線與高頻阻波器(9)另一個輸入端相連。
2.根據權利要求1所述的低壓電力載波阻抗調節(jié)器，其特征在于高頻阻波器(9)是由繞有線圈的高頻鐵芯制作而成，在高頻鐵芯上分別繞制兩個繞組，可通過O?30A的工頻電流，承受大功率工頻負載的接入，并避免鐵芯工頻磁通飽和。
3.根據權利要求1所述的低壓電力載波阻抗調節(jié)器，其特征在于采用的高頻阻波器(9)，在10kHz?500kHz載波頻率范圍內，采用一種非對稱電路結構，在端子I和4或端子2和3之間連接電容，端子3和4之間連接LC回路，補償載波阻抗特性，端子3和4連接用戶負載，可以減少用戶負載對高頻阻波器(9)輸入端的端子I和端子2之間的噪聲干擾和工頻負載阻抗大范圍變化的影響。
4.根據權利要求1所述的低壓電力載波阻抗調節(jié)器，其特征在于阻抗調節(jié)單元(11)由阻抗調節(jié)主控單元(I)、以太網轉串口單元(2)、電源模塊(3)、時鐘計數模塊(4)、信息存儲模塊(5)、硬件復位模塊(6)、光耦隔離模塊(7)、繼電器陣列模塊(8)及其接口部分(10)構成，阻抗調節(jié)主控單元(I)分別與以太網轉串口單元(2)輸入輸出端、電源模塊(3)輸出端、時鐘計數模塊(4 )輸入輸出端、信息存儲模塊(5 )輸入輸出端和硬件復位模塊(6 )輸入輸出端相連，阻抗調節(jié)主控單元(I)的輸出端與光耦隔離模塊(7)的輸入端相連，光耦隔離模塊(7)的輸出端和繼電器陣列模塊(8)相連，阻抗調節(jié)單元(11)通過繼電器陣列(8)的接口部分(10)實現與高頻阻波器(9)的并聯(lián)連接。
5.根據權利要求1所述的低壓電力載波阻抗調節(jié)器，其特征在于采用阻抗調節(jié)單元(11)和高頻阻波器(9)并聯(lián)的方法，調節(jié)載波負載端阻抗，在高頻阻波器(9)端子3和4之間連接用戶負載狀態(tài)下，在10kHz?500kHz載波頻率范圍內，可調節(jié)低壓電力線載波負載端阻抗為I?50 Ω。
6.根據權利要求1所述的低壓電力載波阻抗調節(jié)器，其特征在于采用遠程通信方式，具備以太網和/或RS232、RS485通信接口，可實現遠程控制調節(jié)低壓電力線載波負載端阻抗的功能，并且可設置系統(tǒng)時間、設置自檢重啟周期和設置系統(tǒng)設備號。
【文檔編號】H04B3/56GK104348521SQ201310327335
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年7月31日 優(yōu)先權日:2013年7月31日
【發(fā)明者】王學偉, 荀秀娟, 韓東, 王琳 申請人:北京化工大學