CN102629882A - 电缆屏蔽层电力载波通信系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电缆屏蔽层电力载波通信系统，该系统包含：若干电力电缆接头，每个电力电缆接头电路连接相应配电站内的电缆；电力电缆，其电路连接在各个电力电缆接头之间，电力电缆与若干电力电缆接头形成电缆屏蔽层；若干个电缆屏蔽层接地线，电缆屏蔽层接地线与相应的电力电缆接头电路连接；若干个电感耦合器，每个电感耦合器包含一次侧绕组和二次侧绕组；其一次侧绕组的一端接地、另一端电路连接相应的电缆屏蔽层接地线；若干个电力线载波机，电力线载波机与相应电感耦合器的二次侧绕组电路连接；若干个电路连接电力线载波机的数据终端设备。本发明采用电缆屏蔽层进行中压载波信号进行远距离信息传输，通道状况好、衰减小、阻抗变化小。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电力系统中的载波通信技术，具体涉及一种电缆屏蔽层电力载波通信系统。
背景技术
中压电力线载波通信利用10KV输电线路作为载波通信媒介，不产生通道上的材料和施工成本投入，是电力系统中最具特色的一种通信方式；且配电网线路结构坚固，载波机为适应线路环境在调制解调、编解码、抗干扰等技术方面历经多项技术革新，使电力线载波通信正真成为一种即经济便捷、又安全可靠的配电自动化通信方式。在电力系统中，电力线载波通信通道主要用来传输远动数据，配合配电站内终端设备实现遥测、遥信、遥控等功能。
电力线载波通信机本质上就是数据通信调制解调器，但他需要克服更为复杂的通道环境，普通的调制信号无法进行正常传输。10kV中压配电网线路由于通道状况差，衰减大，阻抗变化大，以及突发干扰强等原因，使载波通信难以开通或者不稳定，以前一直是载波通信的空白点。
影响线路背景噪声和衰减特性的因素主要有以下几条：
由于配电网运行方式灵活，用户负荷投切存在随机性，造成线路阻抗的不稳定；
线路负载变化随机性很强；
配电网分叉、“T” 接点多，信号在注入同一条母线的线路后衰耗严重；
由电力系统、用户设备引起的干扰全部进入配电载波通信网；
雷雨高低温等恶劣环境引起整机和通信线路参量变化；
克服以往载波通信的点对点模式，采用网络化总线结构，实现了一对多的数据传输。
近年来，随着载波技术的进步，再加上先进的DSP和FPGA芯片的应用，使载波技术在这一领域的应用已经取得了突破，相关产品在现场使用，效果良好。
发明内容
本发明提供了一种电缆屏蔽层电力载波通信系统，不产生建立通信通道的成本投入，抗衰减、抗干扰，保证电力系统中的通信连接。
为实现上述目的，本发明提供了一种电缆屏蔽层电力载波通信系统，该系统设置于各个配电站之间，配电站中设有电缆；其特点是，该系统包含：
分别一一对应设置于各个配电站的若干电力电缆接头，每个电力电缆接头电路连接相应配电站内的电缆；
电力电缆，其电路连接在各个电力电缆接头之间，各个电力电缆接头通过电力电缆相互导通，该电力电缆与若干电力电缆接头形成电缆屏蔽层；
分别与各个电力电缆接头一一对应连接的若干个电缆屏蔽层接地线，电缆屏蔽层接地线与相应的电力电缆接头电路连接；
分别与各个电缆屏蔽层接地线一一对应连接的若干个电感耦合器，每个电感耦合器包含一次侧绕组和二次侧绕组；其一次侧绕组的一端接地、另一端电路连接相应的电缆屏蔽层接地线；
分别与各个电感耦合器一一对应连接的若干个电力线载波机，电力线载波机与相应电感耦合器的二次侧绕组电路连接；
分别与各个电力线载波机一一对应连接的若干个数据终端设备；
上述的电缆屏蔽层、若干电缆屏蔽层接地线、若干电感耦合器的一次侧绕组，以及通过各个电感耦合器一次侧绕组外接的大地，组成载波信号远距离传输通道。
上述的电感耦合器采用注入式电感耦合器。
上述的电力线载波机与数据终端设备之间通过串行口连接；串行口采用RS232串口或RS485串口。
上述的电力线载波机与数据终端设备之间通过以太网连接。
上述的电力线载波机与电感耦合器的二次侧绕组之间采用双芯带屏蔽层的通信电缆连接，传输经过编码、调制处理的载波信号。
上述的配电站、电缆屏蔽层设于10KV中压配电网线路中。
一个发出信号的配电站处的数据终端设备将信号传输至电力线载波机，电力线载波机进行载波等处理后传输至电感耦合器的二次侧绕组，二次侧绕组将信号耦合至一次侧绕组，一次侧绕组则通过电缆屏蔽层接地线将信号传输至电力电缆接头，电力电缆接头将信号输出至电力电缆，通过电力电缆将信号发送至另一个接收信号的配电站，该配电站的电力电缆接头接收信号通过电缆屏蔽层接地线传输至其电感耦合器的一次侧绕组，电感耦合器内一次侧绕组将信号耦合至其二次侧绕组，二次侧绕组再将信号传输至电力线载波机，电力线载波机将信号传输至该配电站的数据终端设备。
本发明电缆屏蔽层电力载波通信系统和现有技术电网系统中的通信技术相比，其优点在于，本发明采用电缆屏蔽层与大地组成载波信号远距离传输通道进行中压载波信号进行远距离信息传输，不产生通道上的材料和施工成本投入，是电力系统中最具特色的一种通信方式；且配电网线路结构坚固，载波机为适应线路环境在调制解调、编解码、抗干扰等技术方面历经多项技术革新，其通道状况好、衰减小、阻抗变化小，电力线载波通信为一种即经济便捷、又安全可靠的配电自动化通信方式；在电力系统中，电力线载波通信通道主要用来传输远动数据，配合配电站内终端设备实现遥测、遥信、遥控等功能。同时电缆屏蔽层载波通信系统受线路用电负荷影响小，且信号传输与线路上开关运行状态无关，电感耦合器安装方便，不接触一次设备带电部分。
附图说明
图1为本发明电缆屏蔽层电力载波通信系统的结构示意图；
图2为本发明电缆屏蔽层电力载波通信系统的信号传输示意图。
具体实施方式
以下结合附图，进一步说明本发明的实施例。
本发明公开了一种电缆屏蔽层电力载波通信系统，该系统采用中压载波通信，中压载波通信特指在10KV配电线路上应用的，主要服务于配网自动化系统的电力线载波通信系统。
如图1所示，一种电缆屏蔽层电力载波通信系统的实施例，该系统设置于10KV中压配电网线路中的两个配电站1之间，该配电站1中设有配电线路的电缆。
本系统包含有电力电缆接头2，在每个配电站1处设置有一个电力电缆接头2，配电站1内的电缆电路连接该电力电缆接头2。
本系统还包含有10KV配电线路的电力电缆3，电力电缆3电路连接在两个配电站1各自的电力电缆接头2之间，使两个电力电缆接头2通过电力电缆3相互导通。配电站1内的电缆通过该电力电缆接头2电路连接该电力电缆3，使本实施例中的两个配电站1通过电力电缆3实现电路连接。
本实施例中的电力电缆3还可以采用居民家中的AC220V用电线路。
上述设置在两个配电站1中的电力电缆接头2，以及用于实现配电站1电路连接的电力电缆3组合形成电缆屏蔽层。
本系统还包含有电缆屏蔽层接地线4、电感耦合器5、电力线载波机6和数据终端设备7。
每个电力电缆接头2都电路连接有一根电缆屏蔽层接地线4，并通过该电缆屏蔽层接地线4电路连接一个电感耦合器5。
本发明中电感耦合器5采用注入式电感耦合器。电感耦合器5包含有一次侧绕组以及与其耦合的二次侧绕组。电感耦合器5中一次侧绕组的两端分别为电感耦合器5的上桩头和下桩头。其上桩头与电缆屏蔽层接地线4电路连接，通过电缆屏蔽层接地线4与电力电缆接头2实现俩接；而其下桩头接地，与大地相连。
每个电感耦合器5的二次侧绕组都与一个电力线载波机6电路连接，电感耦合器5中二次侧绕组的两端采用双芯带屏蔽层的通信电缆连接电力线载波机6，在电感耦合器5的二次侧绕组与电力线载波机6之间传输经过编码、调制处理的载波信号。
每个电力线载波机6都与一个数据终端设备7连接。电力线载波机6与数据终端设备7通过串行口接口连接，可以采用RS232或RS485串口连接。
电力线载波机6与数据终端设备7之间还可以通过以太网实现网络连接，实现电力线载波机6与数据终端设备7之间的数据交换。
如图2所示，电缆屏蔽层的电力电缆接头2与电力电缆3、电缆屏蔽层接地线4、电感耦合器5的一次侧绕组，以及通过各个电感耦合器5的一次侧绕组外接的大地，组成载波信号远距离传输通道。
本实施例的两个配电站1之间，其中一个配电站1处的电感耦合器5中一次侧绕组电路连接电缆屏蔽层接地线4，通过电缆屏蔽层接地线4电路连接至电力电缆接头2，电力电缆接头2电路连接电力电缆3，并通过该电力电缆3连接另一个配电站1处的电力电缆接头2，该电力电缆接头2通过其所对应的电缆屏蔽层接地线4电路连接该配电站1处的电感耦合器5中一次侧绕组，该一次侧绕组通过接地连接至原配电站1的电感耦合器5的一次侧绕组，使的本系统形成一个信号回路。
本发明电缆屏蔽层电力载波通信系统的工作流程如下：
两个配电站1之间进行信号通信时，其中信号输出端的配电站1处的数据终端设备7将需发送至另一配电站1的信号传输至电力线载波机6，电力线载波机6将信号进行载波等处理后，传输至电感耦合器5的二次侧绕组，二次侧绕组将信号耦合至一次侧绕组，一次侧绕组则通过电缆屏蔽层接地线4将信号传输至电力电缆接头2，电力电缆接头2将信号输出至电力电缆3，通过电力电缆3将信号发送至另一台信号接收端的配电站1，该配电站1的电力电缆接头2接收信号通过电缆屏蔽层接地线4传输至电感耦合器5的一次侧绕组，电感耦合器5内一次侧绕组将信号耦合至其二次侧绕组，二次侧绕组再通过双芯带屏蔽层的通信电缆将信号传输至电力线载波机6，电力线载波机6将接收信号处理还原后，传输至该接收端的配电站1的数据终端设备7。通过上述流程，即完成了一次10KV电力线路中两个配电站1之间的中压载波信号传输。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (6)
1.一种电缆屏蔽层电力载波通信系统，该系统设置于各个配电站（1）之间，配电站中设有电缆；其特征在于，该系统包含：
分别一一对应设置于各个配电站（1）的若干电力电缆接头（2），每个电力电缆接头（2）电路连接相应配电站（1）内的电缆；
电力电缆（3），其电路连接在各个电力电缆接头（2）之间，各个电力电缆接头（2）通过电力电缆（3）相互导通，该电力电缆（3）与若干电力电缆接头（2）形成电缆屏蔽层；
分别与各个电力电缆接头（2）一一对应连接的若干个电缆屏蔽层接地线（4），电缆屏蔽层接地线（4）与相应的电力电缆接头（2）电路连接；
分别与各个电缆屏蔽层接地线（4）一一对应连接的若干个电感耦合器（5），每个电感耦合器（5）包含一次侧绕组和二次侧绕组；其一次侧绕组的一端接地、另一端电路连接相应的电缆屏蔽层接地线（4）；
分别与各个电感耦合器（5）一一对应连接的若干个电力线载波机（6），电力线载波机（6）与相应电感耦合器（5）的二次侧绕组电路连接；
分别与各个电力线载波机（6）一一对应连接的若干个数据终端设备（7）；
所述的电缆屏蔽层、若干电缆屏蔽层接地线（4）、若干电感耦合器（5）的一次侧绕组，以及通过各个电感耦合器（5）一次侧绕组外接的大地，组成载波信号远距离传输通道。
2.如权利要求1所述的电缆屏蔽层电力载波通信系统，其特征在于，所述的电感耦合器（5）采用注入式电感耦合器。
3.如权利要求1所述的电缆屏蔽层电力载波通信系统，其特征在于，所述的电力线载波机（6）与数据终端设备（7）之间通过串行口连接；串行口采用RS232串口或RS485串口。
4.如权利要求1所述的电缆屏蔽层电力载波通信系统，其特征在于，所述的电力线载波机（6）与数据终端设备（7）之间通过以太网连接。
5.如权利要求1所述的电缆屏蔽层电力载波通信系统，其特征在于，所述的电力线载波机（6）与电感耦合器（5）的二次侧绕组之间采用双芯带屏蔽层的通信电缆连接，传输经过编码、调制处理的载波信号。
6.如权利要求1所述的电缆屏蔽层电力载波通信系统，其特征在于，所述的配电站（1）、电缆屏蔽层设于10KV中压配电网线路中。
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