測試低壓電力線載波通信對漏電保護(hù)器影響的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種測試低壓電力線載波通信對漏電保護(hù)器影響的系統(tǒng)，包括：信號發(fā)生器，用于產(chǎn)生正弦模擬載波信號；功率放大器，與信號發(fā)生器相連接，用于將正弦模擬載波信號進(jìn)行功率放大；耦合器，與功率放大器、漏電保護(hù)器相連接，用于將功率放大后的正弦模擬載波信號進(jìn)行耦合，并將耦合后的正弦模擬載波信號注入至被測的漏電保護(hù)器；負(fù)載，與漏電保護(hù)器相連接；去耦電路，與漏電保護(hù)器相連接，用于將漏電保護(hù)器輸出的正弦模擬載波信號進(jìn)行去耦，并將去耦后的正弦模擬載波信號注入至示波器；示波器，與所述的去耦電路相連接，用于顯示注入至示波器的正弦模擬載波信號的幅值。該系統(tǒng)實現(xiàn)了低壓電力線載波通信與漏電保護(hù)器的電磁兼容性的測試。
【專利說明】測試低壓電力線載波通信對漏電保護(hù)器影響的系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于電力系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是關(guān)于載波通信與電力系統(tǒng)的兼容技術(shù)，具體的講是一種測試低壓電力線載波通信對漏電保護(hù)器影響的系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]電力線載波通信是電力系統(tǒng)特有的一種通信方式，其利用電力系統(tǒng)天然的網(wǎng)絡(luò)資源實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，具有投資少、見效快、與電網(wǎng)建設(shè)同步等優(yōu)點(diǎn)。低壓電力線載波通信技術(shù)是以低壓配電線(380V/220V電力線)作為信息傳輸媒介進(jìn)行數(shù)據(jù)或語音等傳輸?shù)囊环N特殊通信方式。目前，低壓電力線載波通信技術(shù)已成為電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的主要通信方式之一。
[0003]低壓電力線載波通信技術(shù)這種通信方式是否會對電力系統(tǒng)的供電可靠性和電能質(zhì)量產(chǎn)生影響，是目前各供電公司十分關(guān)心的問題。具體的，在用電信息采集系統(tǒng)逐漸投入運(yùn)行后，漏電保護(hù)器的工作狀態(tài)是否會受到影響直接關(guān)系到低壓電力線載波通信方式的推廣以及用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)。從電網(wǎng)側(cè)來講，漏電保護(hù)器直接關(guān)系到電力用戶用電質(zhì)量，在用電信息采集系統(tǒng)逐漸投入運(yùn)行以后，曾發(fā)生過智能電能表的載波通信導(dǎo)致居民漏電保護(hù)器發(fā)生跳閘的現(xiàn)象。這些問題的發(fā)生對低壓電力線載波通信方式的推廣和用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)造成了很大的影響。
[0004]因此，如何根據(jù)低壓電力線載波通信技術(shù)以及漏電保護(hù)器的工作原理和技術(shù)特征，對低壓電力線載波通信對漏電保護(hù)器的影響進(jìn)行測試，是本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，通過分析載波通信技術(shù)以及漏電保護(hù)器的工作原理和技術(shù)特征，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研和實驗室驗證試驗，本發(fā)明提供了一種測試低壓電力線載波通信對漏電保護(hù)器影響的系統(tǒng)，通過信號發(fā)生器模擬正弦模擬載波信號，對被測的漏電保護(hù)器進(jìn)行測試，實現(xiàn)了低壓電力線載波通信與漏電保護(hù)器的電磁兼容性的測試，后續(xù)可通過對比示波器與信號發(fā)生器各自的載波通信信號，進(jìn)而對引發(fā)的上述問題的機(jī)理進(jìn)行分析。
[0006]本發(fā)明的目的是，提供一種測試低壓電力線載波通信對漏電保護(hù)器影響的系統(tǒng)，包括:信號發(fā)生器，用于產(chǎn)生正弦模擬載波信號；功率放大器，與所述的信號發(fā)生器相連接，用于將所述的正弦模擬載波信號進(jìn)行功率放大；耦合器，與所述的功率放大器、被測的漏電保護(hù)器相連接，用于將功率放大后的正弦模擬載波信號進(jìn)行耦合，并將耦合后的正弦模擬載波信號注入至被測的漏電保護(hù)器；負(fù)載，與所述的漏電保護(hù)器相連接；去耦電路，與所述的漏電保護(hù)器相連接，用于將所述漏電保護(hù)器輸出的正弦模擬載波信號進(jìn)行去耦，并將去耦后的正弦模擬載波信號注入至示波器；所述的示波器，與所述的去耦電路相連接，用于顯示注入至所述示波器的正弦模擬載波信號的幅值。
[0007]優(yōu)選的，所述的系統(tǒng)還包括與所述漏電保護(hù)器相連接的線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)LISN。
[0008]優(yōu)選的，所述的系統(tǒng)還包括與所述的LISN相連接的變壓器。
[0009]優(yōu)選的，所述的變壓器為隔離變壓器。
[0010]優(yōu)選的，所述的耦合器為共模耦合器。
[0011]優(yōu)選的，所述的耦合器為差模耦合器。
[0012]優(yōu)選的，所述的示波器為數(shù)字示波器。
[0013]優(yōu)選的，所述的負(fù)載為電容負(fù)載和/或電阻負(fù)載和/或空載。
[0014]本發(fā)明的有益效果在于，通過分析載波通信技術(shù)以及漏電保護(hù)器的工作原理和技術(shù)特征，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研和實驗室驗證試驗，提供了一種測試低壓電力線載波通信對漏電保護(hù)器影響的系統(tǒng)，通過信號發(fā)生器模擬正弦模擬載波信號，對被測的漏電保護(hù)器進(jìn)行測試，實現(xiàn)了低壓電力線載波通信與漏電保護(hù)器的電磁兼容性的測試，后續(xù)可通過對比示波器與信號發(fā)生器各自的載波通信信號，進(jìn)而對引發(fā)的上述問題的機(jī)理進(jìn)行分析，為低壓電力線載波通信方式的推廣以及用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)提供了數(shù)據(jù)支持。
[0015]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種測試低壓電力線載波通信對漏電保護(hù)器影響的系統(tǒng)的實施方式一的結(jié)構(gòu)框圖；
[0018]圖2為本發(fā)明實施例提供的一種測試低壓電力線載波通信對漏電保護(hù)器影響的系統(tǒng)中的實施方式二的結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖3為本發(fā)明實施例提供的一種測試低壓電力線載波通信對漏電保護(hù)器影響的系統(tǒng)中的實施方式三的結(jié)構(gòu)框圖；
[0020]圖4為本發(fā)明提供的低壓電力線載波對漏電保護(hù)器影響共模注入測試的電路圖；
[0021]圖5為本發(fā)明提供的低壓電力線載波對漏電保護(hù)器影響差模注入測試的電路圖。

【具體實施方式】
[0022]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023]現(xiàn)有技術(shù)中，低壓電力線載波通信技術(shù)這種通信方式是否會對電力系統(tǒng)的供電可靠性和電能質(zhì)量產(chǎn)生影響，是目前各供電公司十分關(guān)心的問題。具體的，在用電信息采集系統(tǒng)逐漸投入運(yùn)行后，漏電保護(hù)器的工作狀態(tài)是否會受到影響直接關(guān)系到低壓電力線載波通信方式的推廣以及用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)。
[0024]針對上述問題，本發(fā)明通過分析低壓電力線載波通信技術(shù)以及漏電保護(hù)器的工作原理和技術(shù)特征，提出了一種對低壓電力線載波通信對漏電保護(hù)器的影響進(jìn)行測試的系統(tǒng)。
[0025]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種測試低壓電力線載波通信對漏電保護(hù)器影響的系統(tǒng)的實施方式一的結(jié)構(gòu)框圖，由圖1可知，該系統(tǒng)具體包括:
[0026]信號發(fā)生器100,用于產(chǎn)生正弦模擬載波信號；
[0027]功率放大器200，與所述的信號發(fā)生器100相連接，用于將所述的正弦模擬載波信號進(jìn)行功率放大；
[0028]耦合器300，與所述的功率放大器200、被測的漏電保護(hù)器400相連接，用于將功率放大后的正弦模擬載波信號進(jìn)行耦合，并將耦合后的正弦模擬載波信號注入至被測的漏電保護(hù)器400 ；
[0029]負(fù)載500，與所述的漏電保護(hù)器400相連接；
[0030]去耦電路600，與所述的漏電保護(hù)器400相連接，用于將所述漏電保護(hù)器輸出的正弦模擬載波信號進(jìn)行去耦，并將去耦后的正弦模擬載波信號注入至示波器；
[0031]所述的示波器700，與所述的去耦電路相連接，用于顯示注入至所述示波器的正弦模擬載波信號的幅值。
[0032]也即，本發(fā)明提供的測試低壓電力線載波通信對漏電保護(hù)器影響的系統(tǒng)中，首先由信號發(fā)生器產(chǎn)生正弦模擬載波信號，通過功率放大器放大后，經(jīng)過耦合器耦合后注入到受試設(shè)備即漏電保護(hù)器中。通過去耦電路，利用示波器觀察實際注入到漏電保護(hù)器的載波信號，觀察漏電保護(hù)器受影響的情況。
[0033]圖2為本發(fā)明實施例提供的一種測試低壓電力線載波通信對漏電保護(hù)器影響的系統(tǒng)中的實施方式二的結(jié)構(gòu)框圖，由圖2可知，在實施方式二中，該系統(tǒng)還包括與所述漏電保護(hù)器相連接的線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)LISN800。LISN(線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)，Line ImpedanceStabilizat1n Network)是電力系統(tǒng)中電磁兼容測試中的一項重要輔助設(shè)備。它可以隔離電網(wǎng)干擾，提供穩(wěn)定的測試阻抗。
[0034]圖3為本發(fā)明實施例提供的一種測試低壓電力線載波通信對漏電保護(hù)器影響的系統(tǒng)中的實施方式三的結(jié)構(gòu)框圖，由圖3可知，在實施方式三中，該系統(tǒng)還包括與所述的LISN相連接的變壓器900。在具體的實施方式中，變壓器可以為隔離變壓器。隔離變壓器和LISN可以保證供給被測的漏電保護(hù)器的電源是純凈的。
[0035]圖4為本發(fā)明提供的低壓電力線載波對漏電保護(hù)器影響共模注入測試的電路圖，由圖4可知，該具體的實施例是載波信號共模注入情況下測試，耦合器為共模CND耦合器。在漏電保護(hù)器火線出線端連接對地耦合電容，以驗證漏電保護(hù)器對高頻對地漏電流的敏感程度。測試連接電路圖4所示。
[0036]在該具體的實施例中，信號發(fā)生器的型號為安捷倫81150A，用于產(chǎn)生頻率范圍為50k?500kHz，電平最大為IV的正弦模擬載波信號；
[0037]功率放大器的型號為CBA1G-018:18ff； 10kHz至1GHz，用于將信號發(fā)生器輸出模擬載波信號放大；
[0038]共模CDN的衰減值很小，最大不超過15dB，用于將經(jīng)功率放大器輸出的模擬載波信號注入到漏電保護(hù)器輸入端；
[0039]隔離變壓器的型號為NDK-3000，變比為1:1，主要作用是將漏電保護(hù)器測試系統(tǒng)和電網(wǎng)隔離開；
[0040]LISN的型號為NNB5，在電網(wǎng)與受試設(shè)備之間加入的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)一方面能夠保證供給漏電保護(hù)器的電源是純凈的，另一方面在一定的頻率范圍內(nèi)提供一個穩(wěn)定的線路阻抗；
[0041]數(shù)字不波器的型號為安捷倫DS07104B,用于顯不去稱電路輸出的載波信號的幅值。此信號為注入到漏電保護(hù)器實際大小的高頻載波信號，后續(xù)通過與信號發(fā)生器輸出的信號幅值作比較，判斷CDN的耦合系數(shù)。
[0042]調(diào)整火線對地耦合電容取值，選取10nF、0.1uF,0.2uF、0.33uF、0.5uF、luF、10uF，
發(fā)現(xiàn)當(dāng)對地耦合電容CL選取大于等于0.33uF時，無論是否有高頻干擾信號注入，漏?？臻_都會直接跳閘。對地耦合電容CL小于等于0.05uF時，無論是否有高頻干擾信號注入，漏?？臻_都沒有動作。
[0043]在阻性負(fù)載條件下，設(shè)置工頻回路電流為15A，對地耦合電容CL選取0.2uF后，在注入頻率為250kHz，功率為IW的高頻干擾信號1s后，漏電保護(hù)器發(fā)生跳閘。當(dāng)撤除高頻干擾信號后，漏電保護(hù)器未發(fā)生跳閘，證明在適當(dāng)?shù)膶Φ伛詈想娙輻l件下，漏電保護(hù)器會受到高頻信號的干擾，引起誤判跳閘。
[0044]圖5為本發(fā)明提供的低壓電力線載波對漏電保護(hù)器影響差模注入測試的電路圖，由圖5可知，該具體的實施例是載波信號差模注入情況下測試，耦合器為差模CND耦合器。在負(fù)載為空載、電容負(fù)載、電感負(fù)載三種情況下，分別注入信號為10kHz?500kHz的單頻信號，注入功率從ImW?10W，三種情況下漏電保護(hù)器均未發(fā)生跳閘現(xiàn)象，說明單純載波頻段的電磁干擾不是引起漏電保護(hù)器跳閘的主要原因。
[0045]在該具體的實施例中，信號發(fā)生器的型號為安捷倫81150A，用于產(chǎn)生頻率范圍為50k?500kHz，電平最大為IV的正弦模擬載波信號；
[0046]功率放大器的型號為CBA1G-018:18ff； 10kHz至1GHz，用于將信號發(fā)生器輸出模擬載波信號放大；
[0047]差模⑶N的衰減值很小，最大不超過15dB，用于將經(jīng)功率放大器輸出的模擬載波信號注入到漏電保護(hù)器輸入端；
[0048]隔離變壓器的型號為NDK-3000，變比為1:1，主要作用是將漏電保護(hù)器測試系統(tǒng)和電網(wǎng)隔離開；
[0049]LISN的型號為NNB5，在電網(wǎng)與受試設(shè)備之間加入的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)一方面能夠保證供給漏電保護(hù)器的電源是純凈的，另一方面在一定的頻率范圍內(nèi)提供一個穩(wěn)定的線路阻抗；
[0050]數(shù)字不波器的型號為安捷倫DS07104B,用于顯不去稱電路輸出的載波信號的幅值。此信號為注入到漏電保護(hù)器實際大小的高頻載波信號，后續(xù)通過與信號發(fā)生器輸出的信號幅值作比較，判斷CDN的耦合系數(shù)。
[0051]綜上所述，通過分析載波通信技術(shù)以及漏電保護(hù)器的工作原理和技術(shù)特征，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研和實驗室驗證試驗，本發(fā)明提供了一種測試低壓電力線載波通信對漏電保護(hù)器影響的系統(tǒng)，通過信號發(fā)生器模擬正弦模擬載波信號，對被測的漏電保護(hù)器進(jìn)行測試，實現(xiàn)了低壓電力線載波通信與漏電保護(hù)器的電磁兼容性的測試，后續(xù)可通過對比示波器與信號發(fā)生器各自的載波通信信號，進(jìn)而對引發(fā)的上述問題的機(jī)理進(jìn)行分析，為低壓電力線載波通信方式的推廣以及用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)提供了數(shù)據(jù)支持。
[0052]本發(fā)明的欲保護(hù)點(diǎn):
[0053]1、低壓電力線載波通信信號對漏電保護(hù)器影響測試系統(tǒng)，具備共模和差模諸如方式下的測試能力；
[0054]2、具備對電容負(fù)載、空載和阻性負(fù)載的模擬能力；
[0055]3、具備多種載波通信信號的模擬能力。
[0056]本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以了解到本發(fā)明實施例列出的各種功能是通過硬件還是軟件來實現(xiàn)取決于特定的應(yīng)用和整個系統(tǒng)的設(shè)計要求。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對于每種特定的應(yīng)用，可以使用各種方法實現(xiàn)所述的功能，但這種實現(xiàn)不應(yīng)被理解為超出本發(fā)明實施例保護(hù)的范圍。
[0057]本發(fā)明中應(yīng)用了具體實施例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種測試低壓電力線載波通信對漏電保護(hù)器影響的系統(tǒng)，其特征是，所述的系統(tǒng)包括: 信號發(fā)生器，用于產(chǎn)生正弦模擬載波信號； 功率放大器，與所述的信號發(fā)生器相連接，用于將所述的正弦模擬載波信號進(jìn)行功率放大； 耦合器，與所述的功率放大器、被測的漏電保護(hù)器相連接，用于將功率放大后的正弦模擬載波信號進(jìn)行耦合，并將耦合后的正弦模擬載波信號注入至被測的漏電保護(hù)器； 負(fù)載，與所述的漏電保護(hù)器相連接； 去耦電路，與所述的漏電保護(hù)器相連接，用于將所述漏電保護(hù)器輸出的正弦模擬載波信號進(jìn)行去耦，并將去耦后的正弦模擬載波信號注入至示波器； 所述的示波器，與所述的去耦電路相連接，用于顯示注入至所述示波器的正弦模擬載波信號的幅值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的系統(tǒng)還包括與所述漏電保護(hù)器相連接的線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)LISN。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的系統(tǒng)還包括與所述的LISN相連接的變壓器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的變壓器為隔離變壓器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的耦合器為共模耦合器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的耦合器為差模耦合器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的示波器為數(shù)字示波器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的負(fù)載為電容負(fù)載和/或電阻負(fù)載和/或空載。
【文檔編號】H04B3/54GK104333400SQ201410598349
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】田海亭, 鐘侃, 巨漢基, 袁瑞銘, 李斯琪, 龐富寬, 魏彤珈 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)冀北電力有限公司電力科學(xué)研究院, 華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司