CN110677184B - 一种电力信息通信网络信号增强装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种电力信息通信网络信号增强装置，所述功耗差计算电路采用差动放大器计算出电力系统或电力调度中心接收功率信号和基站发射的功率信号的功耗差，一路进入功耗差触发电路，通过高压触发电路来判别功耗差异常程度，异常且低于异常允许下限时，逐级触发三极管Q8、Q3、Q4导通，补偿功耗差到电力系统或电力调度中心最近领点、次近领点、次次近领点中继站放大器，异常且高于允许下限时，功耗差经升压电路升压输出，另一路进入领频差触发电路计算出基站发射的功率信号和领频功率信号的功率差，所述载波补偿电路通过震荡电路产生受升压后的功耗差控制的载波信号，并结合三极管Q8为核心的倍频电路对载波信号倍频，减小领频干扰，提高传输质量。
Description
技术领域
本发明涉及网络信号增强技术领域，特别是涉及一种电力信息通信网络信号增强装置。
背景技术
电力信息通信是电力系统组成的关键部分，要想保证电力的安全稳定运行，确保电力系统能够及时地提供电力电能，这就需要电力信息通信网络的及时、准确传送， 随着电力技术发展快速，我国的电力信息通信网络已经覆盖所有的省市乡村，电力系统各组成部分（电力发电、电力电能输送以及交变电环节）之间以及与电力调度中心通过由基站、若干中继站组成的电力信息通信网络进行信息交互，虽在偏远山区中设立了中继站来增强信号的传输质量，由于山区复杂多变的地形影响以及电力设备（电力所、变电站等）电磁干扰，仍会造成电力信息通信网络信号偏弱且不稳定，严重时信号失真，会造成电力数据采集不及时，电力系统故障反映不及时，为电力系统的控制调度、排查检修带来极大的不便。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种电力信息通信网络信号增强装置，有效的解决了电力信息通信网络信号偏弱且不稳定造成电力系统不能安全稳定运行的问题。
其解决的技术方案是，包括电力系统、电力调度中心、电力信息通信网络，所述电力系统与电力调度中心通过由基站、若干中继站组成的电力信息通信网络进行信息交互，实现电力调度，其特征在于，所述基站、若干中继站由功耗差计算电路、功耗差触发电路、领频差触发电路、载波补偿电路对中继站中放大器增强、基站发射器调制补偿，以增强电力信息通信网络信号的稳定性；
所述功耗差触发电路接收功耗差计算电路输出的功耗差，通过晶闸管VTL1、VTL2为核心组成的高压触发电路来判别功耗差异常程度，异常且低于异常允许下限时，逐级触发三极管Q8、Q3、Q4导通，补偿功耗差到电力系统或电力调度中心最近领点、次近领点、次次近领点中继站放大器，增强放大器放大信号的幅度，高于异常允许下限时，触发三极管Q5导通，经电感L2、二极管D3、电容C2升压后的功耗差传输到载波补偿电路；
所述载波补偿电路通过三极管Q7、电容C7-电容C9为核心的震荡电路产生载波信号，载波信号的频率由功耗差和功率差耦合后调节，载波信号之后经三极管Q8、串联的变容二极管DC2和电容C10、电感L4、电阻R23组成的倍频电路倍频后输出到乘法器U1对输入的基站载波进行补偿，作为最终的载波信号到基站调制电路进行调制，以降低电力信息通信网络信号功率损耗。
本发明与现有技术相比具有如下优点：1，采用差动放大器计算出电力系统或电力调度中心接收功率信号和基站发射的功率信号的功耗差，通过晶闸管VTL1、VTL2为核心组成的高压触发电路来判别功耗差异常程度，异常且低于异常允许下限时，逐级触发三极管Q8、Q3、Q4导通，补偿功耗差到电力系统或电力调度中心最近领点、次近领点、次次近领点中继站放大器，增强放大器放大信号的幅度，来提高接收电力信息通信网络信号的强度；
2，异常且高于允许下限时，功耗差触发三极管Q5导通，同时晶闸管VTL1导通，功耗差经二极管D1流入电感L2、二极管D3、电容C2组成的升压电路升压后，通过导通的三极管Q5的CE结，使三极管Q7、电容C7-电容C9为核心的震荡电路产生受功耗差控制的载波信号，以此通过调节基站载波的幅度也即提高基站发射器的功率来补偿传输损耗，并结合三极管Q8为核心的倍频电路对载波信号倍频，倍频的倍数由基站发射的功率信号和领频功率信号的功率差控制，来进一步减小电力信息通信网络信号的领频干扰，提高传输质量，解决了电力信息通信网络信号偏弱且不稳定造成电力系统不能安全稳定运行的问题。
附图说明
图1为本发明的电路连接原理图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。
一种电力信息通信网络信号增强装置，所述电力系统与电力调度中心通过由基站、若干中继站组成的电力信息通信网络进行信息交互，实现电力调度，所述基站、若干中继站由功耗差计算电路、功耗差触发电路、领频差触发电路、载波补偿电路对中继站中放大器增强、基站发射器调制补偿，以增强电力信息通信网络信号的稳定性；所述功耗差触发电路接收功耗差计算电路输出的功耗差，通过晶闸管VTL1、VTL2为核心组成的高压触发电路来判别功耗差异常程度，异常且低于异常允许下限时，逐级触发三极管Q8、Q3、Q4导通，补偿功耗差到电力系统或电力调度中心最近领点、次近领点、次次近领点中继站放大器，增强放大器放大信号的幅度，高于异常允许下限时，触发三极管Q5导通，经电感L2、二极管D3、电容C2升压后的功耗差传输到载波补偿电路；所述载波补偿电路通过三极管Q7、电容C7-电容C9为核心的震荡电路产生载波信号，载波信号的频率由功耗差和功率差耦合后调节，载波信号之后经三极管Q8、串联的变容二极管DC2和电容C10、电感L4、电阻R23组成的倍频电路倍频后输出到乘法器U1对输入的基站载波进行补偿，作为最终的载波信号到基站调制电路进行调制，以降低电力信息通信网络信号功率损耗。
在上述技术方案中，所述功耗差计算电路采用运算放大器AR2、电阻R1、电阻R2、电阻R4组成的差动放大器计算出电力系统或电力调度中心接收功率信号和基站发射的功率信号的功耗差（正常为600db），之后经电阻R5输出，电阻R5前后上下波动的0.3V电压，分别触发三极管Q2和三极管Q1导通，反馈到差动放大器的输入端，起稳定输出电压的作用，包括电阻R1、电阻R2，电阻R1的一端和电阻R2的一端分别连接基站发射器功率信号和用户端接收功率信号，电阻R1的另一端分别连接运算放大器AR1的同相输入端、电阻R3的一端，电阻R2的另一端分别连接运算放大器AR1的反相输入端、电阻R4的一端，运算放大器AR1的输出端连接电阻R4的另一端、三极管Q1的基极、电阻R5的一端，三极管Q1的集电极分别连接三极管Q2的基极、电阻R6的一端，三极管Q2的发射极连接电阻R6的另一端和电阻R5的另一端，三极管Q1的发射极分别连接三极管Q2的集电极、电阻R3的另一端。
在上述技术方案中，所述功耗差触发电路接收功耗差计算电路输出的功耗差，通过晶闸管VTL1、VTL2、电阻R7-电阻R10、电容C1、稳压管Z1组成的高压触发电路来判别功耗差异常程度，具体的当功耗差异常且低于异常允许下限时，功耗差经电容C1的充电电压低于稳压管Z1的稳压值，晶闸管VTL1截止，而晶闸管VTL2由功耗差经电阻R7触发导通，功耗差异常且低于异常允许下限的功耗差经电阻R11逐级触发三极管Q8、Q3、Q4导通，分别补偿功耗差到电力系统或电力调度中心最近领点、次近领点、次次近领点中继站放大器（可以通过通讯网络传送到相应的中继站放大器），增强放大器放大信号的幅度，高于功耗差允许下限时，触发三极管Q5导通，同时晶闸管VTL1导通，功耗差经二极管D1流入电感L2、二极管D3、电容C2组成的升压电路升压后，通过导通的三极管Q5的CE结传输到载波补偿电路，包括二极管D1，二极管D1的正极和晶闸管VTL2的阴极、电阻R7的一端、电阻R8的一端、电阻R9的一端、电容C1的一端连接到电阻R5的另一端，电阻R8的另一端分别连接电容C1的另一端、晶闸管VTL1的阳极、二极管D2的正极、稳压管Z1的正极，稳压管Z1的负极通过电阻R10连接地，二极管D2的负极分别连接电阻R7的另一端、晶闸管VTL2的控制极，电阻R9的另一端连接晶闸管VTL1的控制极，晶闸管VTL2的阳极分别连接二极管D1的负极、电阻R11的一端、电感L2的一端，电感L2的另一端连接二极管D3的正极，二极管D3的负极分别连接接地电容C2的一端、电阻R13的一端，电阻R13的另一端分别连接电阻R11的另一端、电阻R12的一端、三极管Q8的基极、，三极管Q5的发射极，三极管Q8的集电极、三极管Q3的集电极、三极管Q4的集电极均连接电阻R12的另一端，三极管Q8的发射极分别连接电阻R14的一端、三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极分别连接电阻R15的一端、三极管Q3的基极，三极管Q4的发射极分别连接电阻R16的一端、三极管Q5的基极，电阻R14的另一端、电阻R15的另一端、电阻R16的另一端分别通过二极管D4、二极管D5、二极管D6耦合到最近领点、次近领点、次次近领点中继站放大器，以补偿中放站放大器放大信号的幅度。
在上述技术方案中，所述领频差触发电路采用运算放大器AR2、电阻R18、电容C3组成的差动放大器计算出基站发射的功率信号和领频功率信号（由基站配置的型号为CMS54综测仪给出）的功率差，功率差小时，三极管Q6导通，功率差一路经电感L1平滑滤波与功耗差耦合传输到载波补偿电路，另一路经二极管D7和电阻R20上拉后传输到载波补偿电路，包括运算放大器AR2，运算放大器AR2的同相输入端连接功率传感器检测的基站发射功率信号的领频功率信号，运算放大器AR2的反相输入端分别连接电容C10的一端、电阻R18的一端、电容C3的一端，电容C10的另一端接入基站发射功率信号，运算放大器AR2的输出端分别连接电阻R18的另一端、电容C3的另一端、电阻R19的一端、三极管Q6的集电极，电阻R19的另一端连接三极管Q6的基极，三极管Q6的发射极分别连接电感L1的一端、二极管D7的正极，二极管D7的负极连接电阻R20的一端，电阻R20的另一端连接电源+5V。
在上述技术方案中，所述载波补偿电路通过三极管Q7、电容C5-电容C9、电感L2、电感L3、串联的电容C5和变容二极管DC1组成的震荡电路产生载波信号，载波信号的频率由功耗差和功率差耦合后改变变容二极管DC1的电容值进行调节，其中电阻R21和电阻R22为三极管Q1的基极偏置电阻，电感L3为三极管Q1的提供滤波后的电源，载波信号之后经电容C9加到三极管Q8、串联的变容二极管DC2和电容C10、电感L4、电阻R23组成的倍频电路对载波信号倍频，输出到乘法器U1对输入的基站载波进行补偿，作为最终的载波信号到基站调制电路进行调制，以降低电力信息通信网络信号功率损耗，包括三极管Q7，三极管Q7的基极分别连接电容C8的一端、电阻R22的一端、接地电阻R21的一端、电容C6的一端，电容C6的另一端分别连接接地电感L2的一端、电容C5的一端，电容C5的另一端分别连接电感L1的另一端、三极管Q5的集电极、变容二极管DC1的负极，变容二极管DC1的正极连接地，三极管Q7的发射极分别连接电容C8的另一端、接地电容C7的一端、接地电阻R24的一端、电容C9的一端，三极管Q7的集电极连接电感L3的一端，电感L3的另一端和电阻R22的另一端连接电源+5V，电容C9的另一端连接三极管Q8的基极，三极管Q8的发射极连接地，三极管Q8的集电极分别连接电感L4的一端、变容二极管DC2的正极、乘法器U1的引脚1，变容二极管DC2的负极连接电容C10的一端，电容C10的另一端分别连接电感L4的另一端、电阻R23的一端，电阻R23的另一端连接电源+5V，乘法器U1的引脚2连接基站载波信号，乘法器U1的引脚3连接到基站调制电路。
本发明具体使用时，所述电力系统与电力调度中心通过由基站、若干中继站组成的电力信息通信网络进行信息交互，实现电力调度，所述基站、若干中继站由功耗差计算电路采用运算放大器AR2、电阻R1、电阻R2、电阻R4组成的差动放大器计算出电力系统或电力调度中心接收功率信号和基站发射的功率信号的功耗差，之后一路进入功耗差触发电路，通过晶闸管VTL1、VTL2、电阻R7-电阻R10、电容C1、稳压管Z1组成的高压触发电路来判别功耗差异常程度，具体的当功耗差异常且低于异常允许下限时，功耗差经电容C1的充电电压低于稳压管Z1的稳压值，晶闸管VTL1截止，而晶闸管VTL2由功耗差经电阻R7触发导通，功耗差异常且低于异常允许下限的功耗差经电阻R11逐级触发三极管Q8、Q3、Q4导通，分别补偿功耗差到电力系统或电力调度中心最近领点、次近领点、次次近领点中继站放大器，增强放大器放大信号的幅度，来提高接收电力信息通信网络信号的强度，高于功耗差允许下限时，触发三极管Q5导通，同时晶闸管VTL1导通，功耗差经二极管D1流入电感L2、二极管D3、电容C2组成的升压电路升压后，通过导通的三极管Q5的CE结传输到载波补偿电路，另一路进入领频差触发电路，采用运算放大器AR2、电阻R18、电容C3组成的差动放大器计算出基站发射的功率信号和领频功率信号的功率差，功率差小时，三极管Q6导通，功率差一路经电感L1平滑滤波与功耗差耦合传输到载波补偿电路，另一路经二极管D7和电阻R20上拉后传输到载波补偿电路，载波补偿电路通过三极管Q7、电容C5-电容C9、电感L2、电感L3、串联的电容C5和变容二极管DC1组成的震荡电路产生载波信号，载波信号的频率由功耗差和功率差耦合后改变变容二极管DC1的电容值进行调节，载波信号之后经电容C9加到三极管Q8、串联的变容二极管DC2和电容C10、电感L4、电阻R23组成的倍频电路对载波信号倍频，倍频的倍数由基站发射的功率信号和领频功率信号的功率差控制，来进一步减小电力信息通信网络信号的领频干扰，提高传输质量，最后输出到乘法器U1对输入的基站载波进行补偿，作为最终的载波信号到基站调制电路进行调制，以降低电力信息通信网络信号功率损耗造成的信号偏弱且不稳定的问题，提高了电力系统的安全稳定运行。
Claims (6)
1.一种电力信息通信网络信号增强装置，包括电力系统、电力调度中心、电力信息通信网络，所述电力系统与电力调度中心通过由基站、若干中继站组成的电力信息通信网络进行信息交互，实现电力调度，其特征在于，所述基站、若干中继站由功耗差计算电路、功耗差触发电路、领频差触发电路、载波补偿电路对中继站中放大器增强、基站发射器调制补偿，以增强电力信息通信网络信号的稳定性；
所述功耗差触发电路接收功耗差计算电路输出的功耗差，通过晶闸管VTL1、VTL2为核心组成的高压触发电路来判别功耗差异常程度，异常且低于异常允许下限时，逐级触发三极管Q8、Q3、Q4导通，补偿功耗差到电力系统或电力调度中心最近领点、次近领点、次次近领点中继站放大器，增强放大器放大信号的幅度，高于异常允许下限时，触发三极管Q5导通，经电感L2、二极管D3、电容C2升压后的功耗差传输到载波补偿电路；
所述载波补偿电路通过三极管Q7、电容C5-电容C9、电感L2、电感L3、串联的电容C5和变容二极管DC1组成的震荡电路产生载波信号，载波信号的频率由功耗差和功率差耦合后改变变容二极管DC1的电容值进行调节，调节后载波信号经三极管Q8、串联的变容二极管DC2和电容C10、电感L4、电阻R23组成的倍频电路倍频后输出到乘法器U1对输入的基站载波进行补偿，作为最终的载波信号到基站调制电路进行调制，以降低电力信息通信网络信号功率损耗。
2.如权利要求1所述一种电力信息通信网络信号增强装置，其特征在于，所述功耗差计算电路采用运算放大器AR1为核心的差动放大器计算出电力系统或电力调度中心接收功率信号和基站发射的功率信号的功耗差，并经三极管Q1和三极管Q2反馈稳压后输出；
所述领频差触发电路采用运算放大器AR2为核心的差动放大器计算出基站发射的功率信号和领频功率信号的功率差，当功率差小时，三极管Q6导通，功率差分别经电感L1平滑滤波、二极管D7和电阻R20上拉后传输到载波补偿电路。
3.如权利要求1或2所述一种电力信息通信网络信号增强装置，其特征在于，所述功耗差计算电路包括电阻R1、电阻R2，电阻R1的一端和电阻R2的一端分别连接基站发射器功率信号和用户端接收功率信号，电阻R1的另一端分别连接运算放大器AR1的同相输入端、电阻R3的一端，电阻R2的另一端分别连接运算放大器AR1的反相输入端、电阻R4的一端，运算放大器AR1的输出端连接电阻R4的另一端、三极管Q1的基极、电阻R5的一端，三极管Q1的集电极分别连接三极管Q2的基极、电阻R6的一端，三极管Q2的发射极连接电阻R6的另一端和电阻R5的另一端，三极管Q1的发射极分别连接三极管Q2的集电极、电阻R3的另一端。
4.如权利要求1所述一种电力信息通信网络信号增强装置，其特征在于，所述功耗差触发电路包括二极管D1，二极管D1的正极和晶闸管VTL2的阴极、电阻R7的一端、电阻R8的一端、电阻R9的一端、电容C1的一端连接到电阻R5的另一端，电阻R8的另一端分别连接电容C1的另一端、晶闸管VTL1的阳极、二极管D2的正极、稳压管Z1的正极，稳压管Z1的负极通过电阻R10连接地，二极管D2的负极分别连接电阻R7的另一端、晶闸管VTL2的控制极，电阻R9的另一端连接晶闸管VTL1的控制极，晶闸管VTL2的阳极分别连接二极管D1的负极、电阻R11的一端、电感L2的一端，电感L2的另一端连接二极管D3的正极，二极管D3的负极分别连接接地电容C2的一端、电阻R13的一端，电阻R13的另一端分别连接电阻R11的另一端、电阻R12的一端、三极管Q8的基极，三极管Q5的发射极，三极管Q8的集电极、三极管Q3的集电极、三极管Q4的集电极均连接电阻R12的另一端，三极管Q8的发射极分别连接电阻R14的一端、三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极分别连接电阻R15的一端、三极管Q3的基极，三极管Q4的发射极分别连接电阻R16的一端、三极管Q5的基极，电阻R14的另一端、电阻R15的另一端、电阻R16的另一端分别通过二极管D4、二极管D5、二极管D6耦合到最近领点、次近领点、次次近领点中继站放大器，以补偿中放站放大器放大信号的幅度。
5.如权利要求1或2所述一种电力信息通信网络信号增强装置，其特征在于，所述领频差触发电路包括运算放大器AR2，运算放大器AR2的同相输入端连接功率传感器检测的基站发射功率信号的领频功率信号，运算放大器AR2的反相输入端分别连接电容C10的一端、电阻R18的一端、电容C3的一端，电容C10的另一端接入基站发射功率信号，运算放大器AR2的输出端分别连接电阻R18的另一端、电容C3的另一端、电阻R19的一端、三极管Q6的集电极，电阻R19的另一端连接三极管Q6的基极，三极管Q6的发射极分别连接电感L1的一端、二极管D7的正极，二极管D7的负极连接电阻R20的一端，电阻R20的另一端连接电源+5V。
6.如权利要求1所述一种电力信息通信网络信号增强装置，其特征在于，所述载波补偿电路包括三极管Q7，三极管Q7的基极分别连接电容C8的一端、电阻R22的一端、接地电阻R21的一端、电容C6的一端，电容C6的另一端分别连接接地电感L2的一端、电容C5的一端，电容C5的另一端分别连接电感L1的另一端、三极管Q5的集电极、变容二极管DC1的负极，变容二极管DC1的正极连接地，三极管Q7的发射极分别连接电容C8的另一端、接地电容C7的一端、接地电阻R24的一端、电容C9的一端，三极管Q7的集电极连接电感L3的一端，电感L3的另一端和电阻R22的另一端连接电源+5V，电容C9的另一端连接三极管Q8的基极，三极管Q8的发射极连接地，三极管Q8的集电极分别连接电感L4的一端、变容二极管DC2的正极、乘法器U1的引脚1，变容二极管DC2的负极连接电容C10的一端，电容C10的另一端分别连接电感L4的另一端、电阻R23的一端，电阻R23的另一端连接电源+5V，乘法器U1的引脚2连接基站载波信号，乘法器U1的引脚3连接到基站调制电路。
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