CN203502479U - 基于屏蔽层载波通信的电力电缆地线电流的在线监测系统 - Google Patents
基于屏蔽层载波通信的电力电缆地线电流的在线监测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203502479U CN203502479U CN201320658028.5U CN201320658028U CN203502479U CN 203502479 U CN203502479 U CN 203502479U CN 201320658028 U CN201320658028 U CN 201320658028U CN 203502479 U CN203502479 U CN 203502479U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- current
- monitoring system
- cable
- inductive coupler
- line monitoring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种基于屏蔽层载波通信的电力电缆地线电流的在线监测系统，其特征在于：包括一电流互感器、第一电感耦合器以及第二电感耦合器；该电流互感器采集被测近端电缆接地线电容电流经一电流调理电路送给一下位机提取电流有效值；所述的下位机连接有LCD显示模块和第一载波模块；所述第一载波模块经第一高平电缆、第一电感耦合器与所述被测近端电缆连接；所述第二电感耦合器提取电力电缆末端的信号依次经第二高频电缆、第二载波模块以及串口电路与一上位机连接。本实用新型布线简单便捷，设备成本低廉，信号传输准确，监测效果良好，适用于城镇地下电力网络信号传输。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力线载波通信技术，特别是一种基于屏蔽层载波通信的电力电缆地线电流的在线监测系统。
背景技术
电力线载波通信利用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。但是在电力系统中，电力线载波通信由于通道状况差，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。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种基于屏蔽层载波通信的电力电缆地线电流的在线监测系统。
本发明采用以下方案实现：一种基于屏蔽层载波通信的电力电缆地线电流的在线监测系统，其特征在于：包括一电流互感器、第一电感耦合器以及第二电感耦合器；该电流互感器采集被测近端电缆接地线电容电流经一电流调理电路送给一下位机提取电流有效值；所述的下位机连接有LCD显示模块和第一载波模块；所述第一载波模块经第一高平电缆、第一电感耦合器与所述被测近端电缆连接；所述第二电感耦合器提取电力电缆末端的信号依次经第二高频电缆、第二载波模块以及串口电路与一上位机连接。
在本实用新型一实施例中，所述电流互感器的型号是HCT215。
在本实用新型一实施例中，所述的电流调理电路包括依次连接的四阶有源巴特沃斯低通滤波器电路和绝对值电路。
在本实用新型一实施例中，所述的第一、二电力载波模块为BWP09电力载波模块。
本实用新型布线简单便捷，设备成本低廉，信号传输准确，监测效果良好，适用于城镇地下电力网络信号传输。本系统不仅适用于电力电缆在线监测，还可适用于诸如城市配电网自动化信息传输、早期无复合光纤的海底电缆的通信等场合，因此具有广阔的应用空间。
附图说明
图1是本实用新型硬件架构原理示意图。
图2是本实用新型低通滤波器电路原理图。
图3是本实用新型绝对值电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。
如图1、2和3所示，本实施例提供一种基于屏蔽层载波通信的电力电缆地线电流的在线监测系统，其特征在于：包括一电流互感器、第一电感耦合器以及第二电感耦合器；该电流互感器采集被测近端电缆接地线电容电流经一电流调理电路送给一下位机提取电流有效值；所述的下位机连接有LCD显示模块和第一载波模块；所述第一载波模块经第一高平电缆、第一电感耦合器与所述被测近端电缆连接；所述第二电感耦合器提取电力电缆末端的信号依次经第二高频电缆、第二载波模块以及串口电路与一上位机连接。
具体的，在电力电缆首端，利用电流互感器HCT215采集电缆接地线电容电流，经过信号调理电路后，利用下位机PIC16F877A程序编程提取电流有效值，并通过1602液晶现地时时显示，然后通过异步串行通信方式，将信号传给电力载波通信模块BWP09，信号经调制后，利用电感耦合器SL-Y2将信号耦合至电力电缆金属屏蔽层。
在电力电缆末端，利用电感耦合器SL-Y2将信号提取出来并传输给电力载波通信模块BWP09，经模块解调后，利用串口与上位机进行通信，最后在上位机利用LabVIEW制作监测画面，将接收到的数据通过人机交互界面显示出来，从而完成对电流信号的载波传输与远程监测。
本实施例中，电流互感器电路的作用在于将电力电缆接地线上一次侧A级别的电流转换成二次侧mA级别的电流，并通过运放电路或负载电阻转换成电压信号。本系统选用HCT215测量用电流互 感器，该互感器额定工作频率为50Hz，额定电流比为5A/5mA，精度<0.2%，非线性度<0.1%，相位差在5～10分。根据相关文献，电缆正常运行时，接地线电流一般在2A左右。因此，本系统二次负载选用200Ω电阻，此时电流互感器线性测量范围为0～5A。负载电阻越小，则互感器精度越高，且线性范围越大，因此该值可根据现场具体情况进行调整。
要说明的是，电流互感器电路输出的电压信号为正弦波信号，不仅含有基波分量，还含有各种高频谐波分量，不能直接接入单片机，而需要通过调理电路，利用低通滤波器电路去除高次谐波，并通过绝对值电路，将交流信号变换为直流信号，以适用于单片机IO口电平要求。
本实施例设计一个四阶有源巴特沃斯低通滤波器电路，电路通带截止频率ωc=100лrad/s，阻带载止频率ωs=200лrad/s，通带允许最大损耗Amax= 3dB，阻带允许最小损耗Amin=10dB，通过两个二阶巴特沃滤波电路级联而成，能够滤除超过工频的高次谐波分量，并且将工频分量放大2倍，电路原理图如图2所示。
经过滤波和放大后的电压信号为交流信号，不能满足单片机A/D转换器有效输入电压为直流信号的需要，因此仍须通过绝对值电路进行处理，将交流电压转换成直流电压，电路如图3所示。
本实施例下位机采用Microchip公司的8位COMS FLASH单片机PIC16F877A，该单片机是PIC16F87XA系列中功能最为齐全的型号，具有丰富的引脚功能。该芯片具有8通道的10位A/D转换器，带有3个定时器和9位地址探测的通用同步/异步串行通信（USART）模块，满足本系统数据采样和通信要求。PIC16F877A还是一款低功耗处理芯片，工作电压为2V～5.5V，在5V电压、4MHz晶振情况下，典型工作电流小于2mA。
常用的单片机人机交互界面一般采用发光二极管、LED数码管和液晶显示器，本实施例需要显示当前电流有效值，二极管和数码管无法满足要求，因此采用在实际应用中常见的1602液晶显示模块。该模块是一种用于显示数字、字母和符号的点阵式LCD，显示容量为16*2个字符，模块最佳工作电压为5V，16引脚带有背光功能，模块内部控制器共有11条控制指令。
值得一提的是，本实施例中所述电力载波模块是采用BWP09电力载波模块，该模块是一款低成本、高性能的电力载波模块，该模块集成了载波发送和接收电路，仅须外接电感耦合器，便可组成电力载波通信应用系统。模块工作电源为5V和16V，载波频率为60kHz，接口方式为TTL电平串行接口，载波速度为300bps，串口速率为9600bps，调制方式为FSK和DSSS。与PIC16F877A相连时，数据引脚TX、RX须交叉连接，使用串口与上位机连接时，需要使用TTL电平与RS232电平的转换电路。
电感耦合器利用电磁感应原理，将高频载波信号耦合至电缆屏蔽层，实现载波信号的远程传输。电感耦合器分为注入式和卡接式，注入式电感耦合器具有信号衰减小，传输距离远等优点，但须停电安装，卡接式电感耦合器具有安装简单方便，无须停电的优点，但是相比注入式电感耦合器，具有信号衰减较大，传输距离较近等劣势。本系统采用SL-Y2型注入式电厂耦合器，安装时，将耦合器一次侧串接入电力电缆接地线，二次侧通过高频电缆与电力载波通信模块连接。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (4)
1.一种基于屏蔽层载波通信的电力电缆地线电流的在线监测系统，其特征在于：包括一电流互感器、第一电感耦合器以及第二电感耦合器；该电流互感器采集被测近端电缆接地线电容电流经一电流调理电路送给一下位机提取电流有效值；所述的下位机连接有LCD显示模块和第一载波模块；所述第一载波模块经第一高平电缆、第一电感耦合器与所述被测近端电缆连接；所述第二电感耦合器提取电力电缆末端的信号依次经第二高频电缆、第二载波模块以及串口电路与一上位机连接。
2.根据权利要求1所述的基于屏蔽层载波通信的电力电缆地线电流的在线监测系统，其特征在于：所述电流互感器的型号是HCT215。
3.根据权利要求1所述的基于屏蔽层载波通信的电力电缆地线电流的在线监测系统，其特征在于：所述的电流调理电路包括依次连接的四阶有源巴特沃斯低通滤波器电路和绝对值电路。
4.根据权利要求1所述的基于屏蔽层载波通信的电力电缆地线电流的在线监测系统，其特征在于：所述的第一、二电力载波模块为BWP09电力载波模块。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320658028.5U CN203502479U (zh) | 2013-10-24 | 2013-10-24 | 基于屏蔽层载波通信的电力电缆地线电流的在线监测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320658028.5U CN203502479U (zh) | 2013-10-24 | 2013-10-24 | 基于屏蔽层载波通信的电力电缆地线电流的在线监测系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203502479U true CN203502479U (zh) | 2014-03-26 |
Family
ID=50333449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201320658028.5U Expired - Fee Related CN203502479U (zh) | 2013-10-24 | 2013-10-24 | 基于屏蔽层载波通信的电力电缆地线电流的在线监测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203502479U (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103926449A (zh) * | 2014-04-24 | 2014-07-16 | 江苏省电力公司常州供电公司 | 电力电缆接地电流的自适应监测方法 |
| CN110048744A (zh) * | 2018-01-16 | 2019-07-23 | 北京航天长征飞行器研究所 | 一种电力线宽带载波通信的电源适配器 |
| CN111830314A (zh) * | 2020-07-11 | 2020-10-27 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种基于中压载波耦合器的工频电压检测电路 |
| CN112368946A (zh) * | 2018-07-27 | 2021-02-12 | 住友电气工业株式会社 | 通信系统和通信装置 |
| CN113325227A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-31 | 广东电网有限责任公司 | 基于电力载波通信的一点接地电流采集方法及装置 |
-
2013
- 2013-10-24 CN CN201320658028.5U patent/CN203502479U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103926449A (zh) * | 2014-04-24 | 2014-07-16 | 江苏省电力公司常州供电公司 | 电力电缆接地电流的自适应监测方法 |
| CN103926449B (zh) * | 2014-04-24 | 2016-11-02 | 江苏省电力公司常州供电公司 | 电力电缆接地电流的自适应监测方法 |
| CN110048744A (zh) * | 2018-01-16 | 2019-07-23 | 北京航天长征飞行器研究所 | 一种电力线宽带载波通信的电源适配器 |
| CN112368946A (zh) * | 2018-07-27 | 2021-02-12 | 住友电气工业株式会社 | 通信系统和通信装置 |
| CN111830314A (zh) * | 2020-07-11 | 2020-10-27 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种基于中压载波耦合器的工频电压检测电路 |
| CN113325227A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-31 | 广东电网有限责任公司 | 基于电力载波通信的一点接地电流采集方法及装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN203502479U (zh) | 基于屏蔽层载波通信的电力电缆地线电流的在线监测系统 | |
| CN102739234B (zh) | 一种多通道数字信号输入输出隔离箱及电源控制系统 | |
| CN103018510B (zh) | 隔离spi总线电能计量模块及其aplc电表 | |
| CN102435838A (zh) | 一种基本电量型能效数据采集终端 | |
| CN202997937U (zh) | 一种电能表的rs485隔离电源电路 | |
| CN204244219U (zh) | 一种检测rs485接口电压的通信电路 | |
| CN104635042A (zh) | 用于智能家居的电能采集模块 | |
| CN107449568A (zh) | 一种油浸式变压器气压密封检测系统 | |
| CN102436733A (zh) | 一种热工电量型能效数据采集终端 | |
| CN205246757U (zh) | 一种电能表信号采集计量模块 | |
| CN204241574U (zh) | 一种电力电容器在线测量装置 | |
| CN203745879U (zh) | 一种rs485数据采集装置 | |
| CN204142835U (zh) | 一种单相电能表 | |
| CN201965753U (zh) | 一种采集器 | |
| CN201994934U (zh) | 一种基于载波通讯、rs485低压电力通讯连接器 | |
| CN202393824U (zh) | 一种串补电容器保护用避雷器信号采集装置 | |
| CN205566263U (zh) | 一种pwm控制电流信号隔离变送集成电路 | |
| CN202373130U (zh) | 一种热工电量型能效数据采集终端 | |
| CN101492751A (zh) | 高炉炼铁炉温检测电路 | |
| CN203786221U (zh) | 一种具有两路rs485接口的能效数据采集终端 | |
| CN203930410U (zh) | 网络智能电量采集节能控制装置 | |
| CN203027137U (zh) | 一路输入隔离转换两路电信号输出模块 | |
| CN203732930U (zh) | 一种具有两路rs485接口的能源数据采集终端 | |
| CN208806787U (zh) | 一种遥测终端机供电电路 | |
| CN202586495U (zh) | 一种基于arm+dsp的智能变电站避雷器在线监测ied |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140326 Termination date: 20161024 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |