抑制用電信息采集系統(tǒng)干擾信號的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及電力技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種抑制用電信息采集系統(tǒng)干擾信號的 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 用電信息采集系統(tǒng)是對電力用戶的用電信息進(jìn)行采集、處理和實(shí)時監(jiān)控的基礎(chǔ)， 是建設(shè)統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要組成部分。用電信息采集系統(tǒng)從物理上可根據(jù)部署位置分 為主站、通信信道、采集設(shè)備=部分。通信信道是連接終端設(shè)備與采集系統(tǒng)主站的橋梁和紐 帶，目前低壓抄表集中器所采用的通信信道主要為電力線載波。電力線載波通信是指利用 現(xiàn)有電力線，通過載波方式將模擬或數(shù)字信號進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)，運(yùn)種通信方式不需要 重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電力線，就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。但是，變壓器、變頻電機(jī)、電梯W及電力 電子設(shè)備等會產(chǎn)生高頻諧波，對電力線載波通信產(chǎn)生干擾，影響用電信息的采集成功率。
[0003] 為了抑制高頻諧波，現(xiàn)有技術(shù)中，在電源和負(fù)載間加裝旁路電容器，電容器的兩極 分別接相線和中性線，相線中的高頻諧波通過電容器流向中性線進(jìn)入大地，從而降低對用 電信息采集系統(tǒng)電力線載波通信信號的干擾。
[0004] 然而，在電源和負(fù)載間加裝電容器時，由于不同用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波頻段范圍不 同，需要重復(fù)加裝容值不同的電容器，然后檢驗(yàn)加裝電容器后電力線載波通信信號是否還 會被干擾，如果通信信號正常，則證明相應(yīng)容值的電容器符合要求。運(yùn)一過程較為繁瑣，隨 機(jī)性較強(qiáng)，需要在現(xiàn)場準(zhǔn)備容值不同的多種電容器，使工作效率降低，影響提高用電信息采 集成功率的工作進(jìn)程。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型提供一種抑制用電信息采集系統(tǒng)干擾信號的系統(tǒng)，W解決現(xiàn)有技術(shù)中 的一項(xiàng)或多項(xiàng)缺失。
[0006] 本實(shí)用新型還提供一種抑制用電信息采集系統(tǒng)干擾信號的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括： 用電設(shè)備、電網(wǎng)、所述用電設(shè)備與所述電網(wǎng)連接的電路及至少一個己特沃思型低通濾波器； 其中，所述用電設(shè)備與所述電網(wǎng)連接的電路的=個相線中的至少一個相線和其中性線之間 連接有用于抑制所述用電設(shè)備中高頻諧波對電力線載波通信信號產(chǎn)生的干擾所述己特沃 思型低通濾波器。
[0007] 一個實(shí)施例中，所述己特沃思型低通濾波器包括根據(jù)諧波干擾信號的干擾頻段、 產(chǎn)生所述諧波干擾信號的所述用電設(shè)備、所述用電設(shè)備與所述電網(wǎng)連接的電路、設(shè)定階數(shù) 及考爾梯形電路實(shí)現(xiàn)的輸入端阻抗選取的電感和電容。
[0008] 一個實(shí)施例中，所述己特沃思型低通濾波器包括：第一端鈕、第二端鈕、第一電感、 第一電容、第二電感、第二電容、第=電感及負(fù)載電阻；所述用電設(shè)備與所述電網(wǎng)連接的電 路包括相線和中性線；所述第一端鈕的一端連接所述相線，另一端依次通過所述第一電感、 第二電感、第=電感及負(fù)載電阻連接至所述第二端鈕的一端，所述第二端鈕的另一端連接 所述中性線；所述第一電容一端連接在所述第一電感與第二電感之間，另一端連接在所述 第二端鈕與所述負(fù)載電阻之間；所述第二電容一端連接在所述第二電感與第=電感之間， 另一端連接在所述第一電容與所述負(fù)載電阻之間。
[0009] 本實(shí)用新型的抑制用電信息采集系統(tǒng)干擾信號的系統(tǒng)，通過至少一個己特沃思型 低通濾波器可有效消除用電設(shè)備中高頻諧波對電力線載波通信信號產(chǎn)生的干擾。己特沃思 型低通濾波器采用電感和電容元件實(shí)現(xiàn)，是模擬電路的低通濾波器，相對于數(shù)字濾波器而 言，該濾波器無需對信號進(jìn)行數(shù)字采樣及運(yùn)算，安裝調(diào)試方便。濾波器中電感和電容的參數(shù) 重分考慮了各部分相關(guān)因素，包括用電設(shè)備、連接電路及濾波器階數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)了己特沃思 型低通濾波器。本實(shí)用新型預(yù)先生成用于?？谝种齐娏d波通信中干擾信號的己特沃思型 低通濾波器，再將實(shí)現(xiàn)的己特沃思型低通濾波器安裝于電網(wǎng)和易產(chǎn)生高頻干擾信號的用電 設(shè)備之間，可W有效抑制用電設(shè)備中高頻諧波對電力線載波通信產(chǎn)生的干擾，提高用電信 息的采集成功率。
【附圖說明】
[0010] 為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)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 是本實(shí)用新型的一些實(shí)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W根據(jù)運(yùn)些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：
[0011] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的抑制用電信息采集系統(tǒng)干擾信號的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0012] 圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例中的己特沃思型低通濾波器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施例中加裝電源和負(fù)載的己特沃思型低通濾波器的兩端 口網(wǎng)絡(luò)的電路示意圖；
[0014] 圖4是本實(shí)用新型一實(shí)施例中考爾梯形電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對 本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解 釋本實(shí)用新型，但并不作為對本實(shí)用新型的限定。
[0016] 本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種抑制用電信息采集系統(tǒng)干擾信號的系統(tǒng)及方法。該系 統(tǒng)和方法基于己特沃思型低通濾波器抑制用電設(shè)備中高頻諧波對電力線載波通信信號產(chǎn) 生的干擾。
[0017] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的抑制用電信息采集系統(tǒng)干擾信號的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖。如圖1所示，抑制用電信息采集系統(tǒng)干擾信號的系統(tǒng)包括用電設(shè)備110、電網(wǎng)120、用電 設(shè)備與電網(wǎng)連接的電路130及=個己特沃思型低通濾波器140。
[001引用電設(shè)備與電網(wǎng)連接的電路130的相線A、B及C中的每一個相線和電路130的中 性線N之間連接有一個己特沃思型低通濾波器140,W通過上述己特沃思型低通濾波器140 抑制用電設(shè)備110中高頻諧波對電路130中的電力線載波通信信號產(chǎn)生的干擾。
[0019] 可選地，抑制用電信息采集系統(tǒng)干擾信號的系統(tǒng)只包括一個或兩個上述己特沃思 型低通濾波器140,電路130的相線A、B及C中只有一個或兩個相線，通過己特沃思型低通 濾波器140與電路130的中性線N相連，W抑制用電設(shè)備110對電路130中連接有己特沃 思型低通濾波器140的相線上的電力載波通信信號產(chǎn)生的干擾。
[0020] 本實(shí)用新型實(shí)施例的抑制用電信息采集系統(tǒng)干擾信號的系統(tǒng)，通至少一個己特沃 思型低通濾波器直接連接至相線和中性線之間，可有效消除用電設(shè)備中高頻諧波對電力線 載波通信信號產(chǎn)生的干擾。安裝方便，使得用電采集工作效率高。
[0021] 一個實(shí)施例中，如圖1所示的抑制用電信息采集系統(tǒng)干擾信號的系統(tǒng)，其中的己 特沃思型低通濾波器140中含有至少一個電感元件和至少一個電容元件，上述電感元件和 電容元件參數(shù)根據(jù)諧波干擾信號的干擾頻段、產(chǎn)生該諧波干擾信號的用電設(shè)備110、用電設(shè) 備與電網(wǎng)連接的電路130、設(shè)定的己特沃思型低通濾波器的階數(shù)及考爾梯形電路實(shí)現(xiàn)的輸 入端阻抗計(jì)算分析得到。
[0022] 本實(shí)用新型實(shí)施例中，根據(jù)干擾頻段、用電設(shè)備、連接電路、合理的濾波器階數(shù)及 考爾梯形電路，最終實(shí)現(xiàn)預(yù)先設(shè)計(jì)出用于?？谝种齐娏d波通信中干擾信號的己特沃思型 低通濾波器，無需如同現(xiàn)有技術(shù)中的電容器消除干擾信號的裝置那樣重復(fù)加裝，即可有效 消除用電設(shè)備對電力載波通信信號的干擾。通過電感和電容元件實(shí)現(xiàn)了模擬電路的己特沃 思型低通濾波器，無需如同數(shù)字濾波器對信號進(jìn)行數(shù)字采樣及運(yùn)算，安裝調(diào)試方便。
[002引圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例中的己特沃思型低通濾波器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖 2所示，上述各實(shí)施例中，己特沃思型低通濾波器140可包括第一端鈕1、第二端鈕1'、第一 電感11、第一電容C2、第二電感13、第二電容C4、第S電感L5及負(fù)載電阻化。
[0024] 結(jié)合圖1所示的用電設(shè)備與電網(wǎng)連接的電路130中的相線A、B、C和中性線N，第 一端鈕1的一端連接相線（A或B或C)，另一端依次通過第一電感11、第二電感L3、第=電 感L5及負(fù)載電阻化連接至第二端鈕1'的一端，所述第二端鈕1'的另一端連接中性線N; 第一電容C2 -端連接在第一電感Ll與第二電感L3之間，另一端連接在第二端鈕1'與負(fù) 載電阻化之間；第二電容C4 一端連接在第二電感L3與第S電感L5之間，另一端連接在第 一電容C2與負(fù)載電阻化之間；
[0025] 其中，上述的第一電感11、第一電容C2、第二電感L3、第二電容C4及第S電感L5 的參數(shù)值，根據(jù)諧波干擾信號的干擾頻段、產(chǎn)生諧波干擾信號的用電設(shè)備110、用電設(shè)備與 電網(wǎng)連接的電路130、設(shè)定階數(shù)及考爾梯形電路實(shí)現(xiàn)的輸入端阻抗確定；負(fù)載電阻化的參 數(shù)值根據(jù)用電設(shè)備與電網(wǎng)連接的電路130確定。
[00%] 本實(shí)用新型實(shí)施例中，通過干擾頻段、用電設(shè)備及連接電路分析得到合理的電感 和電容元件的參數(shù)，并結(jié)合考爾梯形電路實(shí)現(xiàn)己特沃思型系統(tǒng)函數(shù)的濾波功能，濾波器實(shí) 現(xiàn)過程簡便，對電力載波通信干擾信號的濾波效果佳。
[0027]圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施例中加裝電源和負(fù)載的己特沃思型低通濾波器的兩端 口網(wǎng)絡(luò)的電路示意圖。如圖3所示，高頻諧波信號源含有內(nèi)電阻氏，其高頻諧波源電壓 Es。。）信號頻譜為己特沃思型低通濾波器140提供輸入電壓Ui。。）頻譜。己特沃思型 低通濾波器140輸出電壓Ue(jCO)頻譜。從端口 1-1'看去，己特沃思型低通濾波器140含 有輸入阻抗Zi。。在己特沃思型低通濾波器140的端口 2-2'連接有負(fù)載電阻町。上述各頻 譜具有角頻率《。
[002引 W高頻諧波信號的輸出電壓Ue(jw)和高頻諧波源電壓Eg(jw)的比值作為系統(tǒng) 函數(shù)，該高頻諧波信號的頻率特性為：
[0029]
(1)
[0030] 建立基于系統(tǒng)函數(shù)幅頻特性|H(j?)I平方的模方函數(shù)|H(j?)I2,其計(jì)算表達(dá)式 為： 陽03U |H(jw) |2二H(jw)H(