CN102590778B - 一种提高线路阻抗稳定网络低频取样精度的控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种提高线路阻抗稳定网络低频取样精度的控制系统及其控制方法，该系统由T网络单元、去耦单元、通信控制单元、衰减器单元、测量设备以及被测设备组成。去耦单元分别与T网络单元、通信控制单元、被测设备、衰减器单元连接，衰减器单元与测量设备正向相连。本发明通过通信控制单元控制其内部的继电器选择去耦单元中不同的取样去耦电容，并结合输出衰减器单元的设计，为提高载波通信性能试验中线路阻抗稳定网络低频取样精度提供了一个便捷、有效的方案。

Description

一种提高线路阻抗稳定网络低频取样精度的控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及用电信息采集系统计量测试领域，具体是一种提高线路阻抗稳定网络低频取样精度的控制系统及其控制方法。

背景技术

随着供电管理自动化的发展, 载波电能表在远程集中抄表系统中的应用越来越广泛，其中电能表载波通信功能的测试和评价是一个需要认真对待的问题。载波电能表的载波通信参数的试验方法在DL/T698-1999中已有明确规定，采用50Ω//50μH+5Ω V型线路阻抗稳定网络LISN（ Line Impedance Stabilization Network）作为载波通信参数的测试电路，测试电路中的数值直接移用了GB/T6113.102-2008标准中规定的参数。同时在GB/T6113.102-2008的附录A中还有规定：在9~150kHz频率范围内的最低端电容的阻抗值0.25μF不可忽略，除非另有规定，否则必须对该阻抗进行修正。CISPR16-1-2:2006给出了修正办法及具体要求，在9~95kHz低频段，取样去耦电容选择3.3μF，而在95~150kHz频段，选择原来的0.25μF。由于实际的LISN产品按照50Ω//50μH+5Ω V型LISN设计，故不具备该项修正功能。

发明内容

本发明的目的在于提供了一个便捷、有效地使LISN产品具备自动修正功能，降低低频段的取样误差，达到提高低频段取样精度的一种提高线路阻抗稳定网络低频取样精度的控制系统及其控制方案。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种提高线路阻抗稳定网络低频取样精度的控制系统，由T网络单元、去耦单元、通信控制单元、衰减器单元、测量设备以及被测设备组成。去耦单元分别与T网络单元、通信控制单元、被测设备、衰减器单元连接，衰减器单元与测量设备正向相连。

所述T网络单元是GB/T6113.102-2008规定的50Ω//50μH+5Ω V型线路阻抗稳定网络LISN，适用于9~150kHz频率范围。

所述去耦单元由0.25μF、3.3μF两组去耦电容组成，0.25μF、3.3μF是CISPR16-1-2:2006对于修正方法中规定的去耦电容值。两组电容相互独立工作，消除低频段和高频段电源电压和测量设备之间的耦合。

所述通信控制单元是在50Ω//50μH+5Ω V型LISN的测试电路中添加的一组具有485通信接口和通信协议的控制模块，该模块单元的输出通过继电器触点控制形式，利用该触点通断特性和外加电源控制其内部的电磁继电器。

所述衰减器单元由三个阻值分别为240Ω、60Ω、240Ω的电阻组成，构成PI型信号衰减网络。

所述测量设备是GB/T6113.102-2008规定的具有50Ω输入阻抗的频谱仪。

一种提高线路阻抗稳定网络低频取样精度的控制系统的控制方法，具体步骤如下： 

（1）启动电源，测试电路上电，提高线路阻抗稳定网络低频取样精度的控制系统初始化；

（2）通过485通信得出的当前测试系统频率输入到通信控制单元；

（3）通信控制单元根据测试频率值输出控制内部的电磁继电器，电磁继电器的常开和常闭触点分别连接3.3μF和0.25μF。当测试频率为9~95kHz时，通信控制单元的内部继电器接受到控制命令吸合，连接常开触点选择去耦单元中3.3μF的电容，当测试频率变为95~150kHz时，通信控制单元的内部继电器不吸合，继电器恢复连接常闭触点选择去耦单元中0.25μF的电容；

（4）去耦单元的输出经过三个电阻构成的衰减器单元后再传输到测量设备。

本发明的突出优点在于：

通过485通信控制器控制的继电器在低频段选择3.3μF取样去耦电容，而在高频段选择0.25μF取样去耦电容，结合设计的输出衰减电路，使LISN产品具备自动修正功能，降低了载波通信性能试验中线路阻抗稳定网络低频段的取样误差，达到提低频段取样精度的目的。

附图说明

图1是本发明所述的提高线路阻抗稳定网络低频取样精度的控制系统结构框图。

图2是本发明所述的提高线路阻抗稳定网络低频取样精度的控制系统具体结构图。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示，本发明所述的提高线路阻抗稳定网络低频取样精度的控制系统，由T网络单元、去耦单元、通信控制单元、衰减器单元、测量设备以及被测设备组成。去耦单元分别与T网络单元、通信控制单元、被测设备、衰减器单元连接，衰减器单元与测量设备正向相连。

图2中给出了本发明所述的提高线路阻抗稳定网络低频取样精度的控制系统的各组成部分具体连接关系和参数如下：

50Ω//50μH+5Ω V型LISN有四个端口，分别是电源端L/N，被测设备端D，测量端M和接地端G。

T网络单元中L/N连接250μH电感和4μF电容， 250μH电感连接50μH电感和8μF电容，4μF电容连接10Ω电阻到G，8μF电容连接5Ω电阻到G，50μH电感的另一端连接D；是GB/T6113.102-2008规定的50Ω//50μH+5Ω V型LISN，适用于9~150kHz频率范围。

去耦单元由0.25μF电容和3.3μF电容组成，0.25μF电容和3.3μF电容一端共同连接到T网络单元，另一端分别连接到JW1FSN继电器的NC和NO端；执行单元中包含执行动作的继电器开关，其COM端连接M，M的一端连接1kΩ电阻到G，M的另一端连接衰减器单元的输入端。0.25μF、3.3μF是CISPR16-1-2:2006对于修正方法中规定的去耦电容数值，两组电容相互独立工作，分别用于消除低频和高频段电源电压和测量设备之间的耦合。

 衰减器单元由三个电阻组成，输入端与输出端之间串接一个62Ω电阻，输入端与输出端分别并接一个240Ω电阻到G，PI型衰减器的输出端连接50Ω测量设备。是对称结构的PI型衰减器，对信号具有衰减作用。

50Ω测量设备是输入阻抗为50Ω的测量接收机或类似测试设备，本实施例中为频谱仪。

通信控制单元由DAM-3025E 485通信控制器组成，其输入连接到485通信接口A和B，并根据通信协议进行通信和控制操作，其供电电源采用DC24V，VG是DC24V电源地，其输出是内部继电器的公共端COM1和常开触点NO1。公共端COM1连接DC24V，常开触点NO1连接JW1FSN继电器线包，JW1FSN继电器线包的另一端连接VG。

具体控制方法步骤如下：

（1）启动电源，测试电路上电，提高线路阻抗稳定网络低频取样精度的控制系统初始化；

（2）通过485通信得出的当前测试系统频率输入到通信控制单元；

（3）通信控制单元根据测试频率值输出控制内部的电磁继电器，电磁继电器的常开和常闭触点分别连接3.3μF和0.25μF。当测试频率为95~150kHz时，DAM-3025E 485通信控制器的内部继电器不吸合，JW1FSN继电器因线包没有电，其COM端连接NC端，选择取样去耦电容0.25μF；当测试频率变为9~95kHz时，DAM-3025E 485通信控制器的内部继电器收到命令后吸合，DC24V电源通过DAM-3025E 485通信控制器的内部继电器给JW1FSN继电器线包供电，JW1FSN继电器的COM端连接NO端，取样去耦电容变为3.3μF；

（4）去耦单元的输出经过三个电阻构成的衰减器单元再连接测量设备。

由于3.3μF取样去耦电容的容抗在50Hz工频时只有965Ω，与50Ω的工频分压还有10.83Vrms，如果不加衰减该电压会损坏50Ω的精密测量设备，为了进一步降低由于3.3μF取样去耦电容带来的工频电压，因此加入PI型衰减器衰减此电压，PI型衰减器衰减量为20dB，工频电压降低了10倍，变为1.08Vrms，保证了测量设备的安全。

 本发明提出了一种提高线路阻抗稳定网络低频取样精度的控制系统及其控制方法，通过485通信控制器控制的继电器在低频段选择3.3μF取样去耦电容，而在高频段选择0.25μF取样去耦电容，结合设计的输出衰减电路，使LISN产品具备自动修正功能，降低了载波通信性能试验中线路阻抗稳定网络低频段的取样误差，达到提低频段取样精度的目的。

对于本发明实施例中所阐述的一种提高线路阻抗稳定网络低频取样精度的控制系统及其控制方法，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种提高线路阻抗稳定网络低频取样精度的控制方法，其特征在于，具体步骤如下： 

（1）启动电源，测试电路上电，提高线路阻抗稳定网络低频取样精度的控制系统初始化；

（2）通过485通信得出的当前测试系统频率输入到通信控制单元；

（3）通信控制单元根据测试频率值输出控制内部的电磁继电器，电磁继电器的常开和常闭触点分别连接3.3μF和0.25μF，当测试频率为9~95kHz时，通信控制单元的内部继电器接受到控制命令吸合，连接常开触点选择去耦单元中3.3μF的电容，当测试频率变为95~150kHz时，通信控制单元的内部继电器不吸合，继电器恢复连接常闭触点选择去耦单元中0.25μF的电容；

（4）去耦单元的输出经过三个电阻构成的衰减器单元后再传输到测量设备。

所述的提高线路阻抗稳定网络低频取样精度的控制方法的控制系统，该系统由T网络单元、去耦单元、通信控制单元、衰减器单元、测量设备以及被测设备组成，去耦单元分别与T网络单元、通信控制单元、被测设备、衰减器单元连接，衰减器单元与测量设备正向相连， 

所述T网络单元是GB/T6113.102-2008规定的50Ω//50μH+5Ω V型线路阻抗稳定网络LISN，适用于9~150kHz频率范围；

所述去耦单元由0.25μF、3.3μF两组去耦电容组成，0.25μF、3.3μF是CISPR16-1-2:2006对于修正方法中规定的去耦电容值，两组电容相互独立工作，消除低频段和高频段电源电压和测量设备之间的耦合；

所述通信控制单元是在50Ω//50μH+5Ω V型LISN的测试电路中添加的一组具有485通信接口和通信协议的控制模块，该模块的输出通过继电器触点控制形式，利用该触点通断特性和外加电源控制其内部的电磁继电器；

所述衰减器单元由三个阻值分别为240Ω、60Ω、240Ω的电阻组成，构成PI型信号衰减网络。

所述测量设备是GB/T6113.102-2008规定的具有50Ω输入阻抗的测量接收机，所述测量接收机为频谱仪。