CN111600633A - 一种基于hplc的低压集抄测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于HPLC的低压集抄测试装置，包括依次连接的主站、集中器和电能表，集中器连接有程控源，其特征在于，所述的集中器和电能表之间依次连接有信号耦合器和可调衰减器，所述的信号耦合器连接有任意函数发生器，用于发出指定波形的噪声信号以模拟噪声对宽带载波的影响，所述的可调衰减器用于模拟通信线路中的线路衰减，所述的电能表包括若干三相电能表和若干单相电能表，所述的集中器、三相电能表和单相电能表依次连接，所述的单相电能表连接有可调负载。与现有技术相比，本发明具有占用空间小、准确性高和操作简单等优点。
Description
技术领域
本发明涉及用电信息采集系统测试技术，尤其是涉及一种基于HPLC的低压 集抄测试装置。
背景技术
目前的国内电网公司趋于采用智能用电服务体系，该体系能够实现全覆盖、全 采集、全预付费的要求，实现了电能信息的实时采集，为计费、营业、客服提供基 础数据和信息，形成整个营销业务的闭环管理，实现阶梯电价或分时电价提供了技 术手段，在具体工作中有效地结合了国家基本国策，贯通了深入电网末梢的通信网 络平台，为营销自动化、配网自动化和需求侧管理奠定了坚实的基础。
用电信息采集系统一般由主站、远程传输通信通道和本地数据采集通道三部分构成，用电信息采集的实现主要依赖于通信信道的选择，在通信方式上一般采用两 级通信方式：一是远程传输通道，是指集中器到主站的通信方式；二是本地数据采 集通道，即集中器到采集器或者电能表之间的通信方式。在用电信息采集系统中， 远程传输通道一般借用公网、光纤、无线专网等方式，基本能满足实际需求。而本 地数据采集通道，随着用电信息采集系统应用深化的推广，宽带载波(HPLC)技 术孕育而生，宽带载波无需布线、实施简单，而得到大力推广。但其通信效果容易 受到电网噪声、外界屏蔽的干扰，因此需重点测试外界对宽带载波模块的影响，目 前普遍的手段是组建仿真系统或测试实验室，在实验室内搭建各类电器测试模型， 开展外界干扰对宽带载波的影响的研究工作。
现有技术也给出了一些解决方案，中国专利CN209120178U提出了一种宽带 HPLC通信单元抗衰减性能测试系统，包括第一屏蔽箱、射频线连接单元和第二屏 蔽箱，第一屏蔽箱包括第一UPS电源、I型集中器、HPLC主节点通信模块和第一 隔离耦合单元，第二屏蔽箱包括第二UPS电源、电能表、HPLCⅡ型采集器、第二 隔离耦合单元，射频线连接单元包括依次连接的第一固定衰减器、可调衰减器和第 二固定衰减器，该专利引入了AC220V电源，能更真实反映出现场应用的场景下 由HPLC主节点通信模块和HPLCⅡ型采集器构成的宽带HPLC通信单元的抗衰减 性能，且简化了测试结构，操作简单。
但运用该专利仅仅只能测试HPLC通信单元的抗衰减能力，无法测试抗噪声 能力，HPLC技术中电力线路作为通信媒介带来的噪声干扰远比电信线路大得多， 尤其是突发噪声具有较高的电平，对HPLC通信有着较强的影响作用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于HPLC 的低压集抄测试装置，占用空间小，准确性高，操作简单。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于HPLC的低压集抄测试装置，包括依次连接的主站、集中器和电能 表，集中器连接有程控源，所述的集中器和电能表之间依次连接有信号耦合器和可 调衰减器，所述的信号耦合器连接有任意函数发生器，用于发出指定波形的噪声信 号以模拟噪声对通信线路的影响，所述的可调衰减器用于模拟通信线路中的线路衰 减，所述的电能表包括若干三相电能表和单相电能表，所述的集中器、三相电能表 和单相电能表依次连接，所述的单相电能表连接有可调负载。
进一步地，该装置还包括若干个电能表架，所述的电能表和集中器设置在电能 表架的表位上，集中安装三相电能表和单相电能表，便于实验，节省空间。
进一步地，所述的电能表架包括若干个三相电能表架和单相电能表架，所述的 三相电能表架上设有若干排表位，每排表位包括若干个电能表位和1个集中器表位， 每排电能表位连接1个可调衰减器，所述的可调衰减器上设有RS485接口。
进一步地，所述的单相电能表架上设有若干排表位，每排表位包括若干个电能 表位，每排电能表位连接1个可调衰减器，所述的可调衰减器包括2个相同的电感器 以及2个相同的电容器，1个电容器连接2个电感器的一端，另一个电容器连接2个电感 器的另一端，计算公式为：
其中，U0和Ui分别为两个电容器的两端电压，L和C分别为电容器的电容和电感 器的电感。
进一步地，所述的表位上设有工作指示灯和485接口，便于指示三相电能表的 工作状态以及抄读数据。
进一步地，所述的每个集中器与程控源之间连接有继电器，防止同一台区内多 个集中器串抄，实现集中器抄读的切换。
进一步地，该装置还包括屏蔽罩，所述的电能表置于屏蔽罩内，屏蔽罩内增加 吸波材料，避免空间辐射对载波通信的影响。
与现有技术相比，本发明具有以如下有益效果：
(1)本发明依次连接的主站、集中器和电能表，集中器连接有程控源，集中 器和电能表之间依次连接有信号耦合器和可调衰减器，可调衰减器可模拟通信线路 中的线路衰减，信号耦合器连接有任意函数发生器，能够发出指定波形的噪声信号， 模拟实际运用中的线路中的噪声对宽带载波的影响，电能表包括若干三相电能表和 单相电能表，集中器、三相电能表和单相电能表依次连接，简化装置，布设简单， 节省空间，单相电能表连接有可调负载，通过调节可调负载的负载阻抗来模拟实际 应用中的阻抗负载对宽带载波的影响；
(2)本发明设有若干个三相电能表架和单相电能表架，便于集中安装三相电 能表和单相电能表，便于实验；
(3)本发明在三相电能表架和单相电能表架上的每排电能表位连接1个可调 衰减器，排与排之间的衰减可自由组合，调节范围大，实验结果更精确；
(4)本发明在每个集中器与程控源的电压端子之间连接有继电器，每个集中 器表位只与程控源的电压端子连接，防止同一台区内多个集中器串抄，实现集中器 抄读的切换，操作简便；
(5)本发明还设有屏蔽罩，电能表置于屏蔽罩内，屏蔽罩内增加吸波材料， 避免空间辐射对载波通信的影响。
附图说明
图1为本发明的结构框架图；
图2为可调衰减器的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范 围不限于下述的实施例。
一种基于HPLC的低压集抄测试装置，如图1，包括依次连接的主站、集中器 和电能表，集中器连接有程控源，集中器和电能表之间依次连接有信号耦合器和可 调衰减器，信号耦合器连接有任意函数发生器，电能表包括若干三相电能表和单相 电能表，集中器、三相电能表和单相电能表依次连接，单相电能表连接有可调负载。
低压集抄测试装置还设有1个三相电能表架和4个单相电能表架；三相电能表 架为正反面挂表架，每个面设有3排表位，每排6个表位，两个面共36个表位，每个表 位上设有工作指示灯和485接口，便于指示三相电能表的工作状态以及抄读数据， 每排表位包括若干个电能表位和1个集中器表位，每排电能表位连接1个可调衰减 器，电能表位兼容三相互感表和三相直通表，每一排各自的衰减均可自由组合与调 节；单相电能表架为正反面挂表架，每面设有3排表位，每排包括6个表位，每一排 表位连接有1个可调衰减器，表位电流短接依靠线路短接。
因为宽带载波的通信速率较高，集中器与三相电能表在同一个三相电能表架上，两者之间的距离较短，对于宽带载波电表可不通过电力线直接通过空间耦合直接耦 合到集中器的载波模块上，为了防止空间耦合，所有线缆均采用屏蔽线，每个三相 电能表以及单相电能表外设有屏蔽罩，屏蔽罩内增加吸波材料，避免空间辐射对载 波通信的影响。
每个集中器表位只与程控源的电压端子连接，且每个集中器与程控源的电压端子之间连接有继电器，防止同一台区内多个集中器串抄，实现集中器抄读的切换。
可调衰减器是对电力线载波通信设备进行测试的重要设备，基于可调衰减器可以检测 载波通信装置的发射强度、发射效率、接收灵敏度等性能参数，检验抗噪声、抗干扰的能 力，也可在组网测试中用于实现可控的网络中继关系，通过元器件值可以调试衰减值，设 计为2-70dB可调，通信方式为RS485，即三相电能表架第一排表位的衰减值可调范围为2-70dB，第二排为4-140dB，步进2dB，以此类推，衰减器的电路原理如图2所示，包括 2个相同的电感器以及2个相同的电容器，1个电容器连接2个电感器的一端，另一个电 容器连接2个电感器的另一端，计算公式为：
其中，U0和Ui分别为两个电容器的两端电压，L和C分别为电容器的电容和电感 器的电感。
以50dB衰减为例，当f＝9.5MHz时；
LC≈1558×10-14
50dB的衰减相当于1000m的线路衰减，通过调节L和C模拟衰减倍数。
噪声特性作为电力线信道的1个重要特性，对低压电力线载波通信有着较强的 影响作用，电力线路作为通信媒介带来的噪声干扰远比电信线路大得多，在高压电 力线路上，游离放电电晕、绝缘子污闪放电、开关操作等产生的噪声比较大，尤其 是突发噪声具有较高的电平，对低压电力线载波通信有着较强的影响作用，实验室 环境下通信环境比较单一，为了模拟现场实际复杂的环境对电力线信道阻抗影响， 对通信性能的影响，通过将噪声耦合器连接到电力线中，噪声耦合器一端通过BNC 接口连接30M任意函数发生器，另一端通过强电端子连接电力线，通过对电力载 波线耦合噪声模拟实际运用中线路中的噪声对宽带载波的影响，30M任意函数发 生器不仅能够发出指定波形的噪声信号，还能对现场的电网噪声波形进行录制，叠 加到线路中，模拟现场实际情况。
低压电力线载波通信直接面向用户，不可避免地接入了一些用电器负载，实验 室环境下负载相对单一，不利于探索复杂的用电环境对宽带载波的影响，通过可调 负载模拟家用电器和工业设备使用时对电力载波的影响，通过调节可调负载的负载 阻抗来模拟实际应用中的阻抗负载对宽带载波的影响。
通过低压集抄测试装置模拟用电信息采集过程以及该过程中的线路衰减、噪声干扰和台区串扰，通过任意函数发生器和噪声耦合器在集中器和三相电能表之间施 加典型干扰噪声模型，检测载波通信的发射强度、发射效率、接收灵敏度等性能参 数，检验抗噪声和抗干扰的能力。
本实施例提出了一种基于HPLC的低压集抄测试装置，可模拟用电信息采集 过程，任意函数发生器配合信号耦合器、衰减器模拟现场通信线路中的供电线路中 的噪声及线路衰减，结构紧凑，占用空间小，精度高，操作简便。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员 无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领 域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的 实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于HPLC的低压集抄测试装置，包括依次连接的主站、集中器和电能表，集中器连接有程控源，其特征在于，所述的集中器和电能表之间依次连接有信号耦合器和可调衰减器，所述的信号耦合器连接有任意函数发生器，用于发出指定波形的噪声信号以模拟噪声对通信线路的影响，所述的可调衰减器用于模拟通信线路中的线路衰减，所述的电能表包括若干三相电能表和若干单相电能表，所述的集中器、三相电能表和单相电能表依次连接，所述的单相电能表连接有可调负载。
2.根据权利要求1所述的一种基于HPLC的低压集抄测试装置，其特征在于，还包括电能表架，所述的电能表和集中器设置在电能表架的表位上。
3.根据权利要求2所述的一种基于HPLC的低压集抄测试装置，其特征在于，所述的电能表架包括若干个三相电能表架和单相电能表架。
4.根据权利要求3所述的一种基于HPLC的低压集抄测试装置，其特征在于，所述的三相电能表架上设有若干排表位，每排表位包括若干个电能表位和1个集中器表位，每排电能表位连接1个可调衰减器。
5.根据权利要求3所述的一种基于HPLC的低压集抄测试装置，其特征在于，所述的单相电能表架上设有若干排表位，每排表位包括若干个电能表位，每排电能表位连接1个可调衰减器。
6.根据权利要求2所述的一种基于HPLC的低压集抄测试装置，其特征在于，所述的表位上设有工作指示灯。
7.根据权利要求2所述的一种基于HPLC的低压集抄测试装置，其特征在于，所述的表位上设有485接口。
8.根据权利要求1所述的一种基于HPLC的低压集抄测试装置，其特征在于，所述的每个集中器与程控源之间连接有继电器。
9.根据权利要求1所述的一种基于HPLC的低压集抄测试装置，其特征在于，还包括屏蔽罩，所述的电能表置于屏蔽罩内。
10.根据权利要求1所述的一种基于HPLC的低压集抄测试装置，其特征在于，所述的可调衰减器上设有RS485接口。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |