专利名称：电力线载波结合滤波器电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力线载波机与高压线之间的结合设备领域，具体涉及一种电力线载波结合滤波器电路。
目前，电力线载波通讯是电力系统进行载波通讯和继电保护信号传输的重要手段，结合滤波器是连接电力线载波机并通过耦合电容器与高压输电线相连的接口设备，以实现高压输电线与电力线载波机之间的阻抗匹配，使高压输电线高频通道的回波损耗足够大和工作衰减尽量小，并实现高压输电线与电力线载波设备之间的强电隔离，保证电力线载波设备和操作人员的安全。此外，还要能阻止电力线载波设备入口环路中可能出现的50Hz电流干扰和克服耦合电容器低压端子杂散电容的不利影响。性能优越的结合滤波器从以下几方面体现1、回波损耗大(通讯信号的衰减就小)；2、所需耦合电容器的容量小(可降低成本)；3、信道宽(以容纳更多的信号通道)；4、能克服耦合电容器低压端杂散电容的不利影响；5、能阻止载波机入口环路中的50Hz干扰电流。
结合滤波器由电抗元件及匹配变量器组成，电抗元件在电路中的作用是不同的，用来阻止高频电流流通的电抗元件称为低通元件，用来阻止低频电流流通的电抗元件称为高通元件。即在电路中并臂电感和串臂电容称为高通元件，并臂电容和串臂电感称为低通元件。目前的结合滤波器电路一般不考虑耦合电容器低压端子的对地杂散电容，不考虑50Hz工频电流在载波机环路中的干扰，其结合滤波器电路有的只有高通元件，有的高、低通元件数配比不合理。令低通元件数与高通元件数之比为K，则只有高通元件电路K＝0(如图7所示)，高低通元件数配比不合理的电路(如图8所示)K＝0.7，K值欠佳的电路设计均不能使回波损耗在通频带内达到最大化，因此在使用时信号衰减较大，频带较窄，所需耦合电容器的容量大，同时也没有考虑耦合电容器低压端子杂散电容的不利影响，也不能阻止载波机入口环路中的50Hz干扰电流，降低了继电保护设备的可靠性，使结合滤波器的性能较差，成本较高。
本实用新型的目的是提供一种通过改变高低通电抗元件的配比及元件连接顺序来获得能增大结合滤波器的回波损耗、展宽频带、减小所需耦合电容器容量和能克服杂散电容的不利影响以及能防止50Hz低频窜扰电流干扰的电力线载波结合滤波器电路。
该电力线载波结合滤波器电路，它介于耦合电容器和载波设备之间，由电抗元件和一个阻抗变换器组成，其特征在于由电抗元件组成的最简梯形电抗双口网络与阻抗变换器T的入口连接，阻抗变换器T的出口接有串臂电容C，其中低通电抗元件与高通电抗元件的个数之比K在0.25～0.5之间，即0.25≤K≤0.5。
本实用新型具有以下优点1.使用本结合滤波器电路其性能优于常规结合滤波器，回波损耗提高了15％；2.由于在设计结合滤波器电路时，已将杂散电容作为一个电路元件考虑，通过K值的合理设置及电路参数的优化，可以克服耦合电容器低压端子杂散电容的不利影响(目前最大能克服的杂散电容达1500pF)，使产品符合GB7329-98《电力线载波结合设备》国家标准要求(目前，IEC481-74《电力载波结合设备》标准不考虑杂散电容的影响)；3.通过K值的合理设置，使结合滤波器在接电力线载波设备一侧能有一个串臂电容C存在，能有效防止50Hz之类低频窜扰电流的干扰。
本实用新型的实施例参见下列各图
图1～图3为本实用新型5电抗元件电路原理图图4、图5为本实用新型3电抗元件电路原理图图6为本实用新型图2的产品结构电路图图7为现有产品只有高通电抗元件的电路原理图图8为现有产品高低通电抗元件数配比不合理的电路原理图图中Cc--线路主电容Cx--低压端子对地杂散电容L1～L13--电感 C--隔低频分量电容C1～C3--电容 T--阻抗变换器J--载波机Q--刀闸F--避雷器300、400为线路侧阻抗，75、100为电缆侧阻抗，Z1、Z2为等效阻抗，根据线路侧和电缆侧的阻抗选择电感抽头。
实施例1本实施例如图1所示为5电抗元件电路原理图，连接关系从左至右是串臂低通电感L1、并臂高通电感L2、串臂高通电容C1、并臂高通电感L3、阻抗变换器T、串臂高通电容C。该电路有四个高通电抗元件、一个低通电抗元件，低通电抗元件与高通电抗元件的个数之比K＝0.25，通过调整高通电抗元件和低通电抗元件的参数达到克服耦合电容低压端子杂散电容的不利影响。
实施例2本实施例如图2、图6所示为5电抗元件电路原理图，连接关系从左至右是并臂高通电感L4、串臂低通电感L5、串臂高通电容C2、并臂高通电感L6、阻抗变换器T、串臂高通电容C。图6为产品结构图，适用于线路侧阻抗为300Ω、400Ω和电缆侧阻抗为75Ω、100Ω两种情况。其它与实施例1相同。避雷器Q、接地刀闸F为结合滤波器运行时常规必备件。
实施例3本实施例如图3所示为5电抗元件电路原理图，连接关系从左至右是并臂高通电感L7、串臂高通电容C3、并臂高通电感L8、串臂低通电感L9、阻抗变换器T、串臂电容C。其它与实施例1相同。
实施例4本实施例如图4所示为电抗元件电路原理图，连接关系从左至右是串臂低通电感L10、并臂高通电感L11、阻抗变换器T、串臂电容C。该电路有2个高通电抗元件、一个低通电抗元件，低通电抗元件与高通电抗元件的个数之比K＝0.5，通过调整高通电抗元件和低通电抗元件的参数达到克服耦合电容低压端子杂散电容的不利影响。
实施例5本实施例如图5所示为5电抗元件电路原理图，连接关系从左至右是并臂高通电感L12、串臂低通电感L13、阻抗变换器T、串臂电容C。其它与实施例4相同。
在220KV电力线载波通道上的结合滤波器采用如图2所示的电路，耦合电容器的主电容Cc为3300pF、低压端杂散电容Cx为200pF、电感L4为0.89mH、电感L5为0.1mH、电容C2为2300pF、电感L6为1.2mH、阻抗变换器T的变比为574/75Ω、串臂电容C为38997pF，载波频率范围为68～500KHz。原有的JL-400-B5型结合滤波器，如图7所示，阻抗变换器在通过工频电流为20mA时高频信号就开始发生畸变。当工频电流达到500mA时，结合滤波器的阻抗变换器将发生饱和，载波机将不能工作，而本实用新型公开的结合滤波器电路在工频电压加至260V，工频电流为零，未发生高频信号衰耗增加现象。因此通过改变K值的配比和增加串臂电容C，即克服了低压端子杂散电容的不利影响，又解决了阻止工频电流干扰的问题。
权利要求1.一种电力线载波结合滤波器电路，它介于耦合电容器和载波设备之间，由电抗元件和一个阻抗变换器组成，其特征在于由电抗元件组成的最简梯形电抗双口网络与阻抗变换器T的入口连接，阻抗变换器T的出口接有串臂电容C，其中低通电抗元件与高通电抗元件的个数之比K在0.25～0.5之间，即0.25≤K≤0.5。
2.根据权利要求1所述的电力线载波结合滤波器电路，其特征在于电抗元件与阻抗变换器T的连接关系从左至右是串臂低通电感L1、并臂高通电感L2、串臂高通电容C1、并臂高通电感L3、阻抗变换器T、串臂高通电容C。
3.根据权利要求1所述的电力线载波结合滤波器电路，其特征在于电抗元件与阻抗变换器T的连接关系从左至右是并臂高通电感L4、串臂低通电感L5、串臂高通电容C2、并臂高通电感L6、阻抗变换器T、串臂高通电容C。
4.根据权利要求1所述的电力线载波结合滤波器电路，其特征在于电抗元件与阻抗变换器T的连接关系从左至右是并臂高通电感L7、串臂高通电容C3、并臂高通电感L8、串臂低通电感L9、阻抗变换器T、串臂高通电容C。
5.根据权利要求1所述的电力线载波结合滤波器电路，其特征在于电抗元件与阻抗变换器T的连接关系从左至右是串臂低通电感L10、并臂高通电感L11、阻抗变换器T、串臂电容C。
6.根据权利要求1所述的电力线载波结合滤波器电路，其特征在于电抗元件与阻抗变换器T的连接关系从左至右是并臂高通电感L12、串臂低通电感L13、阻抗变换器T、串臂电容C。
专利摘要一种电力线载波结合滤波器电路,由电抗元件组成的最简梯形电抗双口网络与阻抗变换器T的入口连接,阻抗变换器T的出口接有串臂电容C,其中低通电抗元件与高通电抗元件的个数之比K在0.25～0.5之间,即0.25≤K≤0.5。本结合滤波器通过K值的合理设置及电路参数的优化,可以克服耦合电容器低压端杂散电容的不利影响,并能有效防止50Hz之类低频窜扰电流的干扰。
文档编号H04B3/54GK2365826SQ9920788
公开日2000年2月23日 申请日期1999年4月19日 优先权日1999年4月19日
发明者陈宇辉, 颜绍书, 杜宗斌 申请人:北京电力设备总厂