[发明专利]高压电力线载波通信信号耦合方法及装置

说明书

技术领域

本发明是一种将载波信号耦合到高压输电线路的方法及装置。

背景技术

随着电网管理要求的提高，对远程电能数据的采集的要求越见迫切。低压 电力线载波通信技术已得到广泛应用，但由于高压隔离耦合受技术及成本的限 制，载波通信技术在10kV及以上线路上应用非常有限。

现行高压载波耦合，几乎都使用高压电容与结合滤波器组合的方式进行信 号耦合，由于载波设备与高压线直接连接，需要解决高电压技术，导致设备价 格高昂，体积庞大、安装复杂、容易引起雷劈等弊端。致使10kV及以上的电力 载波通信应用被限制，无法得到推广应用。

发明内容

本发明的目的是提出一种高压电力线载波通信信号耦合方法及装置，它使 得通过高压输电线路远程传输电能数据的任务简单而高效，并且做到成本低廉， 以此解决现有技术的不足。

本发明所提出的高压电力线载波通信信号耦合方法，其特征在于它使用两 组半圆环型的互感器，一组为电流互感器，另一组为载波互感器，每组分为上 下两半，分置于高压输电线上下侧的壳体中，在上侧的两个半圆环互感器上分 别绕有线圈，线圈与置于上侧的电路板相连；当装有上侧的两个半圆环型互感 器的壳体与装有下侧的两个半圆环互感器的壳体结合卡在高压电线上成为一个 整体时，两组半圆环闭合，分别合成一个完整的电流互感器和一个载波互感器， 高压线从两个互感器的磁路中心穿过，高压线中流过的电流在电流互感器中感 生电流，经转换后为信号耦合装置提供电源；载波互感器用于将载波信号藕合 到高压线上或从高压线上感应载波信号，载波信号与地面设备之间的数据交换 用无线方式传递。

本发明所提出的高压电力线载波通信信号耦合装置，其特征在于该装置由 共同组合卡在高压输电线路上，由上、下两个半圆环形的电流互感器和载波互 感器组合而成，两互感器均有各自半圆环形的磁芯和绕在磁芯上的线圈，两互 感器的上下两部分分别安装在上下壳体上，两壳体间有将其固定在高压线路上 的连接件，电流互感器上的线圈与电路板相连，经压敏电阻RZ2过压保护、DB3 整流后通过Q1、Z1和R2将电流源转换成15V电压源，作为信号耦合装置的工 作电源；所述工作电源还使用超级电容CB1-CB6储能；载波互感器上的线圈与 电路板相连，其中有T4与L3、CC5、CC6、PC1、NC1元件组成的载波发送电 路，将放大器输出的载波信号馈入电力线；T4与VR1、RC9、CC10、L4元件 组成谐振网络从高压线上感应载波信号进行放大后送入处理芯片；装置的载波 信号与地面设备之间的数据交换用无线方式传递。

装置中接有超级电容CB1-CB6，每只2.7V共使用6只串接，高压线上无电 流或电流短时中断时，由超级电容为装置供电；超级电容有充电电路，在电流 互感器有电流时，对超级电容进行充电，充足电后自动停止充电，线路中无电 流时，超级电容为负载提供电力。

装置的上下两部分外壳体均具有防水、防日照和防冰雪能力，该两部分外 壳卡在高压电力输电线上结合成整体。

装置具有无线接口，与置于地面的无线接口进行无线连接。

地面设备具有无线接口，其嵌入到应用系统中，或者做成RS232接口与微 机或数据终端相连接。

本发明使装置与高压电力线结合成一体，电位差为零，不需要特别处理高 压绝缘问题；先进的供电技术解决了装置运行所需的电源，电感耦合技术解决 了载波高压耦合，装置与地面之间使用无线通信技术，解决了地面设备与高压 线之间的绝缘隔离技术，装置成本大为降低，使高压载波的普及应用成为可能。   本发明应用于低压远程抄表，可以解决集中器上行通信，将集中器的信号发 送到高压线路，抄表数据即可回到变电站，通过变电站的宽带网络，数据即可 回到电力公司数据中心，为电力公司提供远程通信通道，节省租用GPRS通信信 道的费用。

附图说明

图1是本发明方法的示意图。

图2是本发明装置的外形结构主视图。

图3是本发明装置的外形结构左视图。

图4是本发明装置的内部结构主视图。

图5是本发明装置的内部结构左视图。

图6是本发明无线通信部分电路原理图。

图7是本发明数据处理器部分电路原理图。

图8是本发明无线与处理器接口部分电路原理图。

图9是本发明载波接收和发送部分电路原理图。