专利名称：以大地为参考点的0.4kv低压电网载波通讯装置的制作方法
技术领域：
本发明属于通讯设备技术领域中一种用于0. 4KV低压电网载波通讯的装置。
背景技术：
随着社会经济的快速发展和科学技术的突飞猛进，电力线载波通讯以其最经 济通讯方式倍受社会关注，对电力线载波通讯技术的研究和开发越来越弓胞人们 的重视。目前电网载波通讯技术装置主要有窄带协议载波通讯模式、扩频协议载 波通讯丰莫式，窄带协议载波通讯*莫式是针对工业控制网而设计，采用BPSK调制解 调技术以及多种容错及纠错技术，但它是Lonworks网络专用，其造价高，难以在 0.4KV低压电网载波通讯中推广应用；扩频协议载波通讯模式是采用了扩频 (Chirp方式)调制解调技术、现代DSP技术、CSMA技术以及标准的CEBus协议， 但其构造繁复，造价高，尤其在0. 4KV低压电网上这禾中随机的、高强度、宽频带 的杂波干扰环境中，按照上述方法只对低压电网载波通讯设备进行改进，以图实 现低压电网用电管理的现代化、自动化以及其它信息的实时传输，实践证明很难 实现。
发明内容
为了克服现有技术的不足，解决现有的电网载波通讯装置构造繁复，造价高， 难适于0. 4KV低压电网载波通讯的问题。本实用新型之目的是提供一种结构新颖， 设计合理、造价低廉、操作方便，针对低压电网杂波干扰进行治理并且对载波频 段阻抗进行匹配整定，以改善0.4K低压电网载波通讯环境，能实现低压电网用电 管理的现代化、自动化以及其他信息的实时传输的0. 4KV低压电网载波通讯装置。本发明解决上述问题所采用的技术方案是
一种以大地为参考点的0.4KV低压电网载波通讯装置，它包括集中器3.1
和数个低通滤波器2. 1—2. n、数个采集器4. 1—4. n，数个低通滤波器2. 1—2. n 中每个低通滤波器均是由低通滤波器外壳2.1.3内装设有2个相串联的电感器 2.1. 1-2.1. 2共并联电容器2.1. 4所组成，低通滤波器2. 4跨接在10KV配电变压 器次级出线侧连接的0.4KV电网的零线(N)上，集中器3.1的A、 B、 C、 N接线 分别对应连接在0. 4KV电网的三条相线A、 B、 C和零线N上，采集器4.卜4. n分 别连接在0. 4KV电网三条相线A、 B、 C的任一线和零线N上，低通滤波器2. 5-2. n 分别跨接在采集器4.1-4. n和零线N之间，组成为只用零线与大地形成回路的单 信息通道的载波通讯装置。
上述以大地为参考点的0. 4KV低压电网载波通讯装置，所述集中器3.1是由 集中器外壳3. 11内腔装设三相电源变压器3. 2、运算存储及载波驱动单元3. 12 和电感器3.3、电容器3.10所组成，三相电源变压器(3.2)的零线(N)串联电 感器(3.3)后与其它三条初级进线分别连接0. 4KV电网(1.2)的零线(N)和三 条相线(A、 B、 C)，三相电源变压器的次级线连接运算存储及载波驱动单元3.12 为其提供电源，运算存储及载波驱动单元3. 12的信息通道Vil由串联的电容器
3. 10连接在零线N上，信息通道的基点通过集中器外壳3. 11接大地。
上述以大地为参考点的0. 4KV低压电网载波通讯装置，所述采集器4. 1-4. n 中的每台采集器均是由采集器外壳4. 1. 3内装连单相电源变压器4. 1. 1、运算存 储及载波驱动单元4. 1. 2和电容器4. 1. 4所组成，单相电源变压器4. 1. 1的二条 初级进线分别连接在零线N和三条相线A、 B、 C的任一相线上，单相电源变压器
4. 1. 1的次级出线连接运算存储及载波驱动单元4.1. 2为其提供电源，运算存储 及载波驱动单元4. 1.2的信息通道Vi由串联的电容器4.1.4连接在零线N上，信 息通道的基点通过采集器外壳4. 1. 3接大地。上述以大地为参考点的0.4KV低压电网载波通讯装置，增加低通滤波器 (2.1-2.3)和低通滤波器(2.4) —起分别跨接在10KV配电变压器(1.1)次级 出线侧连接的0. 4KV电网(1.2)的三条相线(A、 B、 C)和零线(N)上，低通滤 波器2. 5-2. n分别一一对应跨接在采集器4.1-4. n与三条相线(A、 B、 C)和零线 N的任一连线上，采集器4. 1-4. n中的每台采集器均是由采集器外壳4. 1. 3内装 连单相电源变压器4.1.1、运算存储及载波驱动单元4.1. 2和电容器4. 1. 4所组 成，单相电源变压器4.1.1的二条初级进线分别连接在零线N和三条相线A、 B、 C的任一相线上，单相电源变压器4.1. 1的次级出线连接运算存储及载波驱动单 元4. 1. 2为其提供电源，运算存储及载波驱动单元4.1. 2的信息通道Vi由串联的 电容器4.1.4连接在三条相线八、B、 C和零线N这4条线的任一线上，信息通道 的基点通过采集器外壳4. 1. 3接大地；集中器3. 1中三相电源变压器3. 2的四条 初级进线分别串联电感器3. 3-3. 6后连接0. 4KV电网的三条相线A、 B、 C和零线 N上，三相电源变压器3. 2次级出线连接运算存储及载波驱动单元3. 12为之提供 电源，运算存储及载波驱动单元3.12的四条信息通道Vil-Vi4分别由串联的电容 器3. 7-3.10连接在三条相线A、 B、 C和零线N上，四条信息通道的公共基点通过 集中器外壳3. 11接大地;组成为用零线和1-3条相线与大地形成回路的二至四条 信息通道的载波通讯装置。
上述以大地为参考点的0. 4KV低压电网载波通讯装置，所述集中器3.1是由 集中器外壳3.11接大地，采集器4. 1-4. n分别由其采集器外壳接大地，以作为信 息通道的基点。
本发明使用时，根据实际需要，装设在以大地为参考点的0.4KV低压电网， 即在10KV配电变压器次级出线侧和用户端采集器(或载波电表)进线端跨接低通 滤波器2. 1-2.n，形成一段高频(^50khz)清洁的信息通道，工频电流可以正常 通过，将10KV电网和用户端用电器产生的这些随机的、高强度、宽频带的杂波干扰阻挡在该信息通道之外，以大地作为通道回路，与该信息通道可以构成1-4路 高频(^50khz)畅通的信息通道。便可进行低压电网用电管理的现代化、自动化 以及其它信息的实时传输等。
由于发明设计采用了上述技术方案，有效地解决了现有的电网载波通讯装置 构造繁复，造价高，难适于0.4KV低压电网载波通讯的问题。经过数次试验试用 结果表明，它与现有技术相比，具有结构新颖，设计合理、造i介低廉、操作方便， 针对低压电网杂波干扰进行治理并m载波频段阻抗进行匹配整定，以改善O. 4K 低压电网载波通讯环境，能实现低压电网用电管理的现代化、自动化以及其他信 息的实时传输等优点，适用于0. 4KV低压电网载波通讯。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。 图1是本发明四通道载波通讯装置实施例的结构简图。 图2是图1实施例中低通滤波器的原理电路图。 图3是图1实施例中集中器3.1的原理电路图。 图4是图1实施例中采集器原理电路图。 图5是本发明单通道载波通讯装置实施例的结构图。 图6是图5单通道载波通讯集中器的原理电路图。
附图中各标号为1.1、 IOKV配电变压器;1.2、 0.4KV低压电网;2. 1—2. n、 低通滤波器；2.1.1-2.1.2、电感器；2.1.3、低通搶波器外壳；2.1.4、电容器； 3.1、集中器；3.2、三相电源变压器；3.3-3.6、电感器；3.7^3.10、电容器； 3. 11、集中器外壳；3. 12、运算存储及载波驱动单元；4.1—4. n、采集器；4. 1. 1、 单相电源变压器；4. 1. 2、运算存储及载波驱动单元；4.1. 3、采集器外壳；4. 1.具体实施例方式
如附图2、 4、 5、 6所示实施例，本发明包括集中器3. 1和数个低通滤波器 2.1—2. n、数个采集器4.1一4. n，数个低通滤波器2.1—2. n中每个低通滤波器 均是由低通滤波器外壳2.1. 3内装设有2个相串联的电感器2.1.1-2.1. 2共并联 电容器2.1. 4所组成，低通滤波器2. 4跨接在10KV配电变压器的次级出线侧连接 的0. 4KV电网的零线N上，低通滤波器2. 5-2. n均跨接在采集器4. 1-4. n与零线 N连线上。
其中集中器3. 1是由集中器外壳3. 11内腔装设三相电源变压器3. 2、运算 存储及载波驱动单元3. 12和电感器3. 3、电容器3.10所组成，三相电源变压器 3.2的零线(N)串联电感器(3.3)后与其它三条初级进线分别连接0. 4KV电网
(1.2)的零线(N)和三条相线(A、 B、 C)，三相电源变压器的次级线连接运算 存储及载波驱动单元3.12为其提供电源，运算存储及载波驱动单元3. 12的信息 通道Vil由串联的电容器3.10连接在零线N上，信息通道的基点通过集中器外壳 3.11接大地；采集器4. 1-4. n中的每台采集器均是由采集器外壳4.1. 3内装连单 相电源变压器4.1.1、运算存储及载波驱动单元4.1. 2和电容器4. 1. 4所组成， 单相电源变压器4.1.1的二条初级进线分别连接在零线N和三条相线A、 B、 C的 任一相线上，单相电源变压器4.1.1的次级出线连接运算存储及载波驱动单元 4.1. 2为其提供电源，运算存储及载波驱动单元4.1. 2的信息通道Vi由串联的电 容器4. 1. 4连接在零线N上，信息通道的基点通过采集器外壳4. 1. 3接大地，组 成为只用零线与大地形成回路的单信息通道的载波通讯装置。
参见附图1-4所示实施例，本发明增加低通滤波器(2. 1-2. 3)和低通滤波器
(2. 4)—起分别跨接在10KV配电变压器(1. l)次级出线侧连接的O. 4KV电网(l. 2) 的三条相线(A、 B、 C)和零线(N)上，低通滤波器2. 5-2. n分别一一对应跨接 在采集器4.1-4n与三条相线(A、 B、 C)和零线N的任一连线上，其中集中器3.1是由集中器外壳3.11内腔装设三相电源变压器3. 2、运算存储及载波驱动单 元3. 12和4个电感器3. 3-3. 6、 4个电容器3. 7-3.10所组成，三相电源变压器
3. 2的四条初级进线分别串联电感器3. 3-3. 6后连接0. 4KV电网的三条相线A、B、 C和零线N，三相电源变压器的次级线连接运算存储及载波驱动单元3. 12为其提 供电源，运算存储及载波驱动单元3. 12的四条信息通道Vil-Vi4分别由串联的电 容器3. 7-3. 10连接在三条相线A、 B、 C和零线N上，四条信息通道的公共基点通 过集中器外壳3.11接大地；采集器4.1-4. n中的每台采集器均是由采集器外壳 4.1. 3内装连单相电源变压器4. 1. 1、运算存储及载波驱动单元4. 1. 2和电容器
4. 1. 4所组成，单相电源变压器4. 1.1的二条初级进线分别连接在零线N和三条 相线A、 B、 C的任一相线上，单相电源变压器4. 1. 1的次级出线连接运算存储及 载波驱动单元4.1. 2为其提供电源，运算存储及载波驱动单元4.1. 2的信息通道 Vi由串联的电容器4. 1.4连接在三条相线A、B、C和零线N这4条线的任一线上， 信息通道的基点通过采集器外壳4.1. 3接大地；组成为用零线和1-3条相线与大 地形成回路的二至四条信息通道的载波通讯装置。
权利要求
1、一种以大地为参考点的低压电网载波通讯装置，它包括低通滤波器(2.1-2.n)、集中器(3.1)、采集器(4.1-4.n)，其特征在于，低通滤波器(2.1-2.n)中每个低通滤波器均是由低通滤波器外壳(2.1.3)内装设有2个相串联的电感器(2.1.1-2.1.2)共并联电容器(2.1.4)所组成，低通滤波器(2.4)跨接在10KV配电变压器(1.1)次级出线侧连接的0.4KV电网(1.2)的零线(N)上，低通滤波器(2.5-2.n)跨接在采集器(4.1-4.n)与零线N连线上，集中器(3.1)中三相电源变压器(3.2)的三条初级进线分别连接在相线(A、B、C)上，三相电源变压器(3.2)的零线通过电感器(3.3)连接在零线(N)上，三相电源变压器(3.2)次级出线连接运算存储及载波驱动单元(3.12)为之提供电源，运算存储及载波驱动单元(3.12)的信息通道(Vi)由串联的电容器(3.10)连接零线(N)，信息通道(Vi)的基点通过集中器外壳(3.11)接大地，组成为单信息通道的载波通讯装置。
2、 根据权利要求l所述的以大地为参考点的低压电网载波通讯装置，其特征 在于，集中器(3.1)是由集中器外壳(3.11)内腔装设三相电源变压器(3.2)、电 感器(3.3)、运算存储及载波驱动单元(3.12)和电容器(3.10)所组成，三相 电源变压器(3.2)的零线(N)串联电感器(3.3)后与其它三条初级进线分别连 接0.4KV电网(1.2)的零线(N)和三条相线(A、 B、 C)，三相电源变压器(3.2) 的次级线连接运算存储及载波驱动单元(3.12)为其提供电源，运算存储及载波 驱动单元(3.12)的信息通道(Vil)由串联的电容器(3.10)连接在零线(N)上， 信息通道的公共基点通过集中器外壳(3.11)接大地。
3、 根据权利要求l所述的以大地为参考点的低压电网载波通讯装置，其特征 在于，采集器(4.1-4. n)中的每台采集器均是由采集器外壳(4.1.3)内装连单相电源变压器(4, 1. 1)、运算存储及载波驱动单元(4.1. 2)和电容器(4. 1. 4)所 组成，单相电源变压器(4丄1)的二条初级进线分别连接在零线(N)和三条相 线(A、 B、 C)的任一相线上，单相电源变压器(4.1.1)的次级出线连接运算存 储及载波驱动单元(4.1.2)为其提供电源，运算存储及载波驱动单元(4.1.2) 的信息通道(Vi)由串联的电容器(4.1.4)连接在零线(N)上，信息通道的基 点通过采集器外壳(4. 1. 3)接大地。
4、 根据权利要求1所述的以大地为参考点的低压电网载波通讯装置，其特征 在于，增加低通滤波器(2.1-2.3)和低通滤波器(2.4) —起分别跨接在10KV 配电变压器(1.1)次级出线侧连接的0. 4KV电网(1.2)的三条相线(A、 B、 C) 和零线(N)上，集中器(3.1)的A、 B、 C、 N接线分别对应连接在0. 4KV电网(1. 2) 的三条相线(A、 B、 C)和零线(N)上，采集器(4.1-4.n)分别连接在0. 4KV 电网(1. 2)三条相线(A、 B、 C)的任一线和零线(N)上，低通滤波器(2. 5-2. n) 分别跨接在采集器(4.1-4. n)与零线(N)、三条相线(A、 B、 C)之间，信息通 道(Vi-Vi4)的基点通过集中器外壳(3.11)接大地，组成为二至四条信息通道的 载波通讯装置。
5、 根据权利要求4所述的以大地为参考点的低压电网载波通讯装置，其特征 在于，集中器(3.1)是由集中器外壳(3.11)内腔装设三相电源变压器(3.2)、电 感器(3.3-3.6)、运算存储及载波驱动单元(3.12)和电容器(3.7-3.10)所组 成，三相电源变压器(3.2)的四条初级进线分别串联电感器(3.3-3.6)后连接 0.4KV电网(1.2)的三条相线(A、 B、 C)和零线(N)，三相电源变压器(3.2) 的次级线连接运算存储及载波驱动单元(3.12)为其提供电源，运算存储及载波 驱动单元(3. 12)的二至四剝言息通道(Vil-Vi4)分别由串联的电容器(3. 7-3. 10) 连接在三条相线(A、 B、 C)和零线(N)上，二至四条信息通道的公共基点通过 集中器外壳(3.11)接大地。
6、 根据权利要求4所述的以大地为参考点的低压电网载波通讯装置，其特征 在于，采集器(4.1-4.n)中的每台采集器均是由采集器外壳(4丄3)内装连单相 电源变压器(4. 1. 1)、运算存储及载波驱动单元(4. 1.2)和电容器(4. 1.4)所 组成，单相电源变压器(4.1.1)的二条初级进线分别连接在零线(N)和三条相 线(A、 B、 C)的任一相线上，单相电源变压器(4.1.1)的次级出线连接运算存 储及载波驱动单元(4.1. 2)为其提供电源，运算存储及载波驱动单元(4.1. 2) 的信息通道(Vi)由串联的电容器(4.1.4)连接在零线(N)或三条相线(A、 B、 C)的任一线上，信息通道的基点通过采集器外壳(4.1.3)接大地。
7、 根据权利要求1或2或3或4所述的以大地为参考点的低压电网载波通 讯装置，其特征在于，集中器(3.1)是由集中器外壳(3.11)接大地，采集器(4.1-4. n)分别由其采集器外壳接大地，以作为信息通道的基点。
全文摘要
一种以大地为参考点的低压电网载波通讯装置，属于通讯设备技术领域，旨在解决现有的电网载波通讯装置构造繁复，造价高，难适于0.4KV低压电网载波通讯的问题。它采用的数个低通滤波器2.1-2.n中每个低通滤波器均是由低通滤波器外壳内装设有2个相串联的电感器2.1.1-2.1.2共并联电容器2.1.4所组成，低通滤波器跨接在10KV配电变压器次级出线侧连接的0.4KV电网的零线(N)上，集中器的A、B、C、N接线分别对应连接在0.4KV电网的三条相线A、B、C和零线N上，采集器4.1-4.n分别连接在0.4KV电网三条相线A、B、C的任一线和零线N上，低通滤波器2.5-2.n分别跨接在采集器4.1-4.n和零线N之间所组成。其结构新颖，适用于0.4KV低压电网载波通讯。
文档编号H04B3/54GK101582705SQ200910069370
公开日2009年11月18日 申请日期2009年6月20日 优先权日2009年6月20日
发明者刘长胜 申请人:刘长胜