一种应用光纤通讯的有源滤波电路结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种应用光纤通讯的有源滤波电路结构，属于低压开关柜有源滤波器模块通讯方式技术领域。


背景技术：

2.近年来，有源滤波器作为一种有效的配电系统谐波治理解决方案，得到广泛应用，有源滤波器发展至今在结构上以采用模块化为主，通过积木式组装在低压开关柜内，即可组成不同容量的有源滤波装置。有源滤波器模块之间和有源滤波器模块至触摸屏监控组件之间均采用rs232或者rs485接口通讯方式实现协调配合。rs485采用的是两线制接线方式的总线式拓扑结构，滤波器rs485端口为带螺钉固定接线端子，使用一对双绞线将各个接口的“485+”、“485
‑”
端连接起来，电缆端子连接后需要将螺钉拧紧固定，用一根同线径的黄绿接地线与信号地(gnd)连接。
3.该通讯方式存在一定的缺陷，由于有源滤波器是基于高开关频率的igbt等大功率电力电子器件，滤波器自身会产生大量的电磁干扰信号，并有源滤波器多应用于轨道交通、电讯机房、金融数据中心、汽车制造等行业低压配电系统中，外部环境也存在一定的电磁干扰，导致有源滤波器运行过程中常有滤波器模块通讯报警故障信息，引起有源滤波器不能正常工作。
4.同时此种通讯方式在设备运行过程中也有一个最大的弊端：rs-485接口采用差分方式传输信号方式，当出现由于接线或因电气及机械应力导致的接地不可靠时，网络线路中就会产生共模干扰，当共模电压超出收发器规定的范围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损坏接口；还有一个原因是发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路，如没有一个低阻的信号地返回通道，就会以辐射的形式返回源端，使得整个总线向外辐射电磁波。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题在于：提供一种应用光纤通讯的有源滤波电路结构，它解决了现有技术中有源滤波器运行过程中常有通讯报警故障信息引起有源滤波器不能正常工作，设备运行过程中共模电压超出收发器规定的范围时就会影响通信的稳定可靠等问题。
6.本实用新型所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：
7.一种应用光纤通讯的有源滤波电路结构，包括三相交流电、触摸屏监控组件、有源滤波模块组件，所述三相交流电包括三相线a、b、c、零线n和地线pe；
8.所述触摸屏监控组件包括采样控制板mb、显示面板dp和开关电源pps，采样控制板mb的显示接口与显示面板dp连接，采样控制板mb的电源接口顺次通过开关电源pps以及微型断路器cb2接入三相交流电的a相线和零线之间，采样控制板mb的通讯接口采用多组光纤通讯接口；
9.所述有源滤波模块组件包括补偿主回路塑壳断路器dl和多个有源滤波器，多个有源滤波器并联后通过有补偿主回路塑壳断路器dl接入三相交流电的三相线a、b、c和零线n，每个有源滤波器均采用一组光纤通讯接口，有源滤波器的光纤通讯接口和采样控制板mb的光纤通讯接口通过光纤连接。
10.作为优选实例，所述有源滤波模块组件还通过微型断路器cb1并联有浪涌保护器sd1。
11.作为优选实例，所述有源滤波模块组件由三个有源滤波器并联组成。
12.作为优选实例，所述采样控制板mb和有源滤波器的每组光纤通讯接口均包括一个光纤发射器和一个光纤接收器。
13.本实用新型的有益效果是：
14.相较于rs485通讯方式，光纤通讯方式具有通讯效率高、通讯损耗低、光纤与光纤之间不产生相互干扰、抗电磁干扰(emi)能力强、无电磁辐射、安全性能好，能抵抗有源滤波器自身产生的电磁干扰，更能在复杂的配电环境中安全工作，也可以通过有源滤波器的光纤接口，将有源滤波器监控信息接入变电所综合自动化系统提供的安装于400v开关柜的多串口以太网服务器，与400v开关柜测控装置一起组网接入变电所综合自动化系统，以满足变电所综合自动化系统的组网需求。
附图说明
15.图1为本实用新型的电路连接示意图；
16.图2为采样控制板mb和有源滤波模块的光纤连接示意图。
具体实施方式
17.为了对本实用新型的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
18.如图1-2所示，一种应用光纤通讯的有源滤波电路结构，包括多个有源滤波模块、触摸屏监控组件和浪涌保护器sd1。本电路中采用三相交流电，也就是经常提到的三相四线制，三相电包括a、b、c三线、零线n和地线pe。
19.三相交流电是电能的一种输送形式，简称为三相电。三相交流电源，是由三个频率相同、振幅相等、相位依次互差120
°
的交流电势组成的电源。当采用照明电供电时，使用三相电其中的一相对用电设备供电，例如家用电器，而另外一根线是三相四线之中的第四根线，也就是其中的零线，该零线从三相电的中性点引出。
20.零线是变压器二次侧中性点引出的线路，与相线构成回路对用电设备进行供电，通常情况下，零线在变压器二次侧中性点处与地线重复接地，起到双重保护作用。零线主要应用于工作回路。
21.利用大地的绝对"0"电压，当设备外壳发生漏电，电流会迅速流入大地，即使发生pe线有开路的情况，也会从附近的接地体流入大地。不用于工作回路，只作为保护线。
22.触摸屏监控组件包括采样控制板mb、显示面板dp和开关电源pps，采样控制板mb的显示接口与显示面板dp连接，采样控制板mb的电源接口顺次通过开关电源pps以及微型断路器cb2接入三相交流电的a相线和零线之间，采样控制板mb的通讯接口采用多组光纤通讯
接口。
23.开关电源又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置。其功能是将一个标准的电压,透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。
24.开关电源pps和三相交流电之间设有微型断路器cb2，cb2为二极2p微型断路器。触摸屏监控组件通过微型断路器cb2分别接入a和零线n上，微型断路器cb2控制触摸屏监控组件的启闭。
25.有源滤波模块组件包括补偿主回路塑壳断路器dl和多个有源滤波器，本实施例中有源滤波模块的数量为三个，分别为module1、module2和module3，三个有源滤波模块并联设置，并联接入电网，不会因机器故障导致电网发生断电事故。
26.每个有源滤波器均采用一组光纤通讯接口，采样控制板mb包括多组光纤通讯接口，有源滤波器的光纤通讯接口和采样控制板mb的光纤通讯接口通过光纤连接。本实施例中采样控制板mb光纤通讯接口包括tx1、tx2、tx3、tx4、tx5、tx6、rx1、rx2、rx3、rx4、rx5和rx6，其中tx和rx为一组。
27.有源滤波模块上光纤通讯接口包括tx1和rx1，采样控制板mb光纤通讯接口组tx1、rx1、tx2、rx2、tx3、rx3、tx4、rx4、tx5、rx5和tx6、rx6依次与module1、module2和module3上的光纤通讯接口tx1和rx1采用光纤连接。
28.采样控制板mb和有源滤波器的每组光纤通讯接口均包括一个光纤发射器和一个光纤接收器。采样控制板mb和有源滤波模块有源滤波模块上的之间采用光纤连接，以发送器产生光讯号，利用光纤传递讯号，以接收器接收光讯号，并且转换成电讯号，实现监控组件与各滤波器模块之间的协调控制，以提高数据传输的抗干扰能力，并提高有源滤波器设备自身的可靠性及抗干扰能力。
29.光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具，传输原理是“光的全反射”。微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂。通常，光纤的一端的发射装置使用发光二极管或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。
30.在电子学中，发送器或无线电发送器指的是一种利用天线发送无线电波的装置。无线电发送器产生交变电流，作用于天线。天线产生无线电波，并将其发送至空间。
31.接收器其作用与发送器的作用相反,主要是将信道中的信号接收下来，并将其变换成与发送时物理形式相同的信息,再传给信宿，即完成所谓的译码过程。接收器的基本要求是，能够从受干扰的信号中最大限度地提取信源输出的信息，并尽可能复现信源的输出。
32.三个有源滤波模块module1、module2和module3上均设置有u、v和w接线端，三相交流电a、b、c上设置有补偿主回路塑壳断路器dl。module1、module2和module3上的u、v和w接线端通过有补偿主回路塑壳断路器dl分别串联接入a、b、c三线中，三个零线端n-n接入零线n上，有补偿主回路塑壳断路器dl控制三个有源滤波模块module1、module2和module3的启闭。三个有源滤波模块module1、module2和module3的另一端pe分别接地保护。
33.三相交流电和浪涌保护器sd1之间设置有微型断路器cb1，cb1为四极4p微型断路器，浪涌保护器sd1通过微型断路器cb1分别接入a、b、c三线和零线n中，且浪涌保护器sd1与三个有源滤波模块module1、module2和module3均并联，浪涌保护器sd1的另一端接地。
34.有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能
够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。有源滤波器之所以称为有源，该装置需要提供电源(用以补偿主电路的谐波)，其应用可克服lc滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿)，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功。
35.浪涌就是超出正常工作电压的瞬间过电压。本质上讲，浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲，可能引起浪涌的原因有:重型设备、短路、电源切换或大型发动机。而含有浪涌阻绝装置的产品可以有效地吸收突发的巨大能量，以保护连接设备免于受损。
36.浪涌保护器也叫防雷器，是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。
37.微型断路器是建筑电气终端配电装置引中使用最广泛的一种终端保护电器，由操作机构、触点、保护装置(各种脱扣器)、灭弧系统等组成。用于125a以下的单相、三相的短路、过载、过压等保护，包括单极1p，二极2p、三极3p、四极4p等四种。其主触点是靠手动操作或电动合闸的，主触点闭合后，自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，欠电压脱扣器的线圈和电源并联。
38.当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁吸合，使自由脱扣机构动作，主触点断开主电路；当电路过载时，热脱扣器的热元件发热使双金属片上弯曲，推动自由脱扣机构动作。当电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔铁释放，也使自由脱扣机构动作。
39.塑壳断路器能够在电流超过跳脱设定后自动切断电流。塑壳指的是用塑料绝缘体来作为装置的外壳，用来隔离导体之间以及接地金属部分。塑壳断路器通常含有热磁跳脱单元，而大型号的塑壳断路器会配备固态跳脱传感器。其脱扣单元分为:热磁脱扣与电子脱扣器。
40.当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁吸合，使自由脱扣机构动作，主触点断开主电路。
41.当电路过载时，热脱扣器的热元件发热使双金属片上弯曲，推动自由脱扣机构动作，主触点断开主电路。
42.当电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔铁释放，也使自由脱扣机构动作，主触点断开主电路。
43.当按下分励脱扣按钮时，分励脱扣器衔铁吸合，使自由脱扣机构动作，主触点断开主电路。
44.电线接地端代表地线或0线，这个地并不是真正意义上的地，是出于应用而假设的一个地，对于电源来说，它就是一个电源的负极。
45.以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。