CN104539314A - 测试低压电力线载波通信对家用电器影响的系统 - Google Patents

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CN104539314A CN201410601167.3A CN201410601167A CN104539314A CN 104539314 A CN104539314 A CN 104539314A CN 201410601167 A CN201410601167 A CN 201410601167A CN 104539314 A CN104539314 A CN 104539314A
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田海亭
钟侃
巨汉基
袁瑞铭
王松
王艳芹
庞富宽
魏彤珈
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State Grid Corp of China SGCC
North China Electric Power Research Institute Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Jibei Electric Power Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
North China Electric Power Research Institute Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Jibei Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种测试低压电力线载波通信对家用电器影响的系统,包括:抄控器;多个载波表,与所述的抄控器相连接,用于输出与所述抄控器对应的载波信号,并将所述的载波信号发送至被测的家用电器;示波器,与所述的家用电器相连接,用于显示所述家用电器输出的载波信号。该系统通过载波表引入实际的载波通信,对被测的家用电器进行测试,实现了低压电力线载波通信对与家用电器电磁兼容性的实验测试,后续可通过分析装置结合示波器得出低压电力线载波通信对家用电器的影响情况。

Description

测试低压电力线载波通信对家用电器影响的系统
技术领域
本发明关于电力系统技术领域,特别是关于载波通信与电力系统的兼容技术,具体的讲是一种测试低压电力线载波通信对家用电器影响的系统。
背景技术
电力线载波通信是电力系统特有的一种通信方式,其利用电力系统天然的网络资源实现数据通讯,具有投资少、见效快、与电网建设同步等优点。低压电力线载波通信技术是以低压配电线(380V/220V电力线)作为信息传输媒介进行数据或语音等传输的一种特殊通信方式。目前,低压电力线载波通信技术已成为电力用户用电信息采集系统的主要通信方式之一。
低压电力线载波通信技术这种通信方式是否会对电力系统的供电可靠性和电能质量产生影响,是目前各供电公司十分关心的问题。具体的,在用电信息采集系统逐渐投入运行后,家用电器的工作状态是否会受到影响直接关系到低压电力线载波通信方式的推广以及用电信息采集系统的建设。
因此,如何根据低压电力线载波通信技术以及家用电器的工作原理和技术特征,对低压电力线载波通信对家用电器的影响进行测试,是本领域亟待解决的技术难题。
发明内容
为了克服现有技术中存在的上述技术问题,通过分析载波通信技术以及家用电器的工作原理和技术特征,本发明提供了一种测试低压电力线载波通信对家用电器影响的系统,通过载波表引入实际的载波通信,对被测的家用电器进行测试,实现了低压电力线载波通信对与家用电器电磁兼容性的实验测试,后续可通过分析装置结合示波器得出低压电力线载波通信对家用电器的影响情况。
本发明的目的是,提供一种测试低压电力线载波通信对家用电器影响的系统,包括:抄控器;多个载波表,与所述的抄控器相连接,用于输出与所述抄控器对应的载波信号,并将所述的载波信号发送至被测的家用电器;示波器,与所述的家用电器相连接,用于显示所述家用电器输出的载波信号。
优选的,所述的系统还包括:所述的系统还包括与所述抄控器相连接的线路阻抗稳定网络LISN。
优选的,所述的系统还包括与所述的LISN相连接的变压器。
优选的,所述的变压器为隔离控制变压器。
优选的,所述的示波器为数字示波器。
优选的,所述的家用电器为开关电源类家用电器和/或电机类家用电器和/或电阻类家用电器。
本发明的有益效果在于,通过分析载波通信技术以及家用电器的工作原理和技术特征,提出了一种测试低压电力线载波通信对家用电器影响的系统,该系统实现了低压电力线载波通信对与家用电器电磁兼容性的实验测试,后续可通过分析装置结合示波器得出低压电力线载波通信对家用电器的影响情况,为低压电力线载波通信方式的推广以及用电信息采集系统的建设提供了数据支持。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附图式,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种测试低压电力线载波通信对家用电器影响的系统的实施方式一的结构框图;
图2为本发明实施例提供的一种测试低压电力线载波通信对家用电器影响的系统中的实施方式二的结构框图;
图3为本发明实施例提供的一种测试低压电力线载波通信对家用电器影响的系统中的实施方式三的结构框图;
图4为本发明提供的具体实施例中测试低压电力线载波对家用电器影响的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
现有技术中,低压电力线载波通信技术这种通信方式是否会对电力系统的供电可靠性和电能质量产生影响,是目前各供电公司十分关心的问题。具体的,在用电信息采集系统逐渐投入运行后,家用电器的工作状态是否会受到影响直接关系到低压电力线载波通信方式的推广以及用电信息采集系统的建设。
针对上述问题,本发明通过分析低压电力线载波通信技术以及家用电器的工作原理和技术特征,提出了一种对低压电力线载波通信对家用电器的影响进行测试的系统。具体的,参考《家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求》中第2部分的《抗扰度和GB/T17626.6-2008电磁兼容试验和测量技术》中射频场感应的传导骚扰抗扰度试验标准,构建了家用电器电磁兼容性影响的测试系统。
图1为本发明实施例提供的一种测试低压电力线载波通信对家用电器影响的系统的实施方式一的结构框图,由图1可知,该系统具体包括:
抄控器100;
在远程集中抄表系统中,抄控器是一种在生产、设置、维护时使用的通路连接设备,可与电脑配合,用于超控抄表。
多个载波表200,与所述的抄控器100相连接,用于输出与所述抄控器对应的载波信号,并将所述的载波信号发送至被测的家用电器300;
示波器400,与所述的家用电器相连接,用于显示所述家用电器输出的载波信号。
也即,本发明提供的测试低压电力线载波通信对家用电器影响的系统中,首先由载波表输出与抄控器对应的载波信号后注入到受试设备即家用电器中。利用示波器观察实际注入到电力线的载波信号,观察家用电器受影响的情况。在本发明中,该测试系统中的家用电器包括开关电源类家用电器和/或电机类家用电器和/或电阻类家用电器。
图2为本发明实施例提供的一种测试低压电力线载波通信对家用电器影响的系统中的实施方式二的结构框图,由图2可知,在实施方式二中,该系统还包括与所述抄控器相连接的线路阻抗稳定网络500。LISN(线路阻抗稳定网络,Line Impedance StabilizationNetwork)是电力系统中电磁兼容测试中的一项重要辅助设备。它可以隔离电网干扰,提供稳定的测试阻抗。
图3为本发明实施例提供的一种测试低压电力线载波通信对家用电器影响的系统中的实施方式三的结构框图,由图3可知,在实施方式三中,该系统还包括与所述的LISN相连接的变压器600。在具体的实施方式中,变压器可以为隔离控制变压器。隔离型控制变压器和LISN可以保证供给被测的家用电器的电源是纯净的。
图4为本发明提供的测试低压电力线载波对家用电器影响的电路图,由图4可知,在该具体的实施例中,是根据实际的载波通信,用载波表实际模拟信号,是实际的载波通信影响试验系统。在图4所示的实际载波通信测试系统中,EUT即为被测的家用电器,隔离变压器的型号为NDK-3000,变比为1:1,LISN的型号为NNB5,数字示波器的型号为安捷伦DS07104B。
1、测试信号形式
载波信号同时具有共模和差模的传输形式,但主要是采用L\N线差分耦合的传输形式。国内主要载波产品生产厂家有东软、鼎信、福星晓程和瑞斯康等,东软和鼎信使用的载波调制方式是频移键控FSK,福星晓程使用的载波调制方式是移相键控PSK。目前低压电力载波通信的调制方式主要包括FSK、PSK和正交频分复用OFDM技术,经过调制后,载波信号的频率改变,但幅值不变。所以,本系统采用测试信号形式主要有以下两种形式:
(1)未调制的单频正弦信号;
(2)真实载波通信信号。
2、测试频率范围和频率点
低压电力线载波通信分为窄带和宽带两种。DL/T790.31-2001采用《配电线载波的配电自动化》的第3部分:《配电线载波信号传输要求》的第1篇:《频带和输出电平》,中低压配电网载波相关标准规定,我国的低压窄带电力载波通信信号的频带范围是3kHz~500kHz,低压宽带电力载波通信信号的频带范围是1MHz~20MHz。由于主流的低压窄带信号是主流的载波通信信号的频带范围是50kHz~500kHz,本项目选用的测试信号频率范围为50kHz~20MHz,可以覆盖载波通信的频带。
关于测试频率点的选取,在50kHz~500kHz频率范围内,选择常用的载波频率点进行测试。由于东软和鼎信的载波中心频率分别为270kHz与421kHz,福星晓程和瑞斯康的载波频率点分别是121kHz与132kHz。所以50kHz~500kHz载波频率范围内,选取的测试频率点为50kHz、100kHz、121kHz、132kHz、200kHz、270kHz、300kHz、350kHz、400kHz、421kHz、450kHz和500kHz。在500kHz~20MHz频率范围内,因为频率高时,家用电器的分布电容传输对载波信号影响大,所以,选择典型的频率点测试即可,试验选取1MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz频率点测试。
3、信号幅值
GB/T17626.6-2008电磁兼容的试验和测量技术的射频场感应的传导骚扰抗扰度试验标准中规定的试验等级(试验信号电压有效值)分别为等级1为1V,等级2为3V,等级3为10V,等级4为特定。DL/T698-1999低压电力用户集中抄表系统技术条件标准中规定载波信号输出电平在134dBμV(准峰值)以下,即5V左右,但存在载波通信设备组网过程中,载波信号叠加和幅值突然增大的情况,所以,为了使试验结果更具说服力,试验等级采用GB/T17626.6-2008标准中的等级2和等级3,即在载波频率在50kHz~500kHz范围内,选用GB/T17626.6-2008标准中的等级3进行测试,500kHz~20MHz范围内,选用GB/T17626.6-2008标准中的等级2进行测试。
4、阻抗值
GB4343.2-2009家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求的第2部分:抗扰度标准中规定共模注入电流试验,其源阻抗为150Ω。对于共模注入试验系统来说,源阻抗采用150Ω。
对于差模注入试验系统来说,利用阻抗测试装置测得电力线各接入点的阻抗小于50Ω,为了使信号耦合达到最佳,综合考虑到各辅助设备的阻抗值,采用50Ω的源阻抗更符合实际情况。
5、测试低压电力线载波通信对家用电器的影响
在图4所示的具体实施例中,在50kHz~20MHz频率范围内,载波通信对家用电器的影响试验测试项目分为两部分。测试家用电器工作消耗的功率,包括有功功率、电流、电压、功率因数;根据GB4343.2-2009家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求的第2部分:抗扰度标准中给出的性能判据,测试家用电器工作的功能情况,如开关、加热、定时、指示器、音频、图像等,对电机类家用电器需另外测试电机中轴振动情况、电机转速情况。
在具体的实施例中,当测试家用电器工作消耗的功率时,示波器可以显示所述家用电器输出的载波信号,后续分析过程中可进一步设置功率分析仪来对示波器显示的载波信号进行分析。
在具体的实施例中,当测试家用电器工作消耗的功能情况时,示波器可以显示所述家用电器输出的载波信号,后续分析过程中可进一步设置红外线热敏仪、振动测试仪来对示波器显示的载波信号进行分析。
综上所述,本发明提出的一种测试低压电力线载波通信对家用电器影响的系统,首先由载波表输出与抄控器对应的载波信号后注入到受试设备即家用电器中。利用示波器观察实际注入到电力线的载波信号,观察家用电器受影响的情况。在本发明中,该测试系统中的家用电器包括开关电源类家用电器和/或电机类家用电器和/或电阻类家用电器。
本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用,可以使用各种方法实现所述的功能,但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种测试低压电力线载波通信对家用电器影响的系统,其特征是,所述的系统包括:
抄控器;
多个载波表,与所述的抄控器相连接,用于输出与所述抄控器对应的载波信号,并将所述的载波信号发送至被测的家用电器;
示波器,与所述的家用电器相连接,用于显示所述家用电器输出的载波信号。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征是,所述的系统还包括与所述抄控器相连接的线路阻抗稳定网络LISN。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征是,所述的系统还包括与所述的LISN相连接的变压器。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征是,所述的变压器为隔离控制变压器。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的系统,其特征是,所述的示波器为数字示波器。
6.根据权利要求1至3任意一项所述的系统,其特征是,所述的家用电器为开关电源类家用电器和/或电机类家用电器和/或电阻类家用电器。
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