CN207720136U - 基于两相三线或三相三线通讯的耦合电路、采集器及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于两相三线或三相三线通讯的耦合电路、采集器及系统，主要适用于两相三线及三相三线电网环境下的数据采集。一种基于两相三线或三相三线多路通讯的耦合电路，所述耦合电路包括初级线圈和次级线圈；所述初级线圈两端连接载波接收电路和/或载波发送电路；次级线圈两端分别连接两根相线，并在该次级线圈中间引出一根抽头连接零线或余下一根相线。本实用新型保证电力线上每两相都能有电力线信号，保证了载波信号到用户显示单元的通讯正常，现场安装简单，产品适用范围广。

Description

基于两相三线或三相三线通讯的耦合电路、采集器及系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于两相三线或三相三线通讯的耦合电路、采集器及系统，主要适用于两相三线及三相三线电网环境下的数据采集。

背景技术

两相三线或三相三线环境下，其采集器后端的智能电表接线根据使用要求，可能使用到两相三线或三相三线中的任何两线。目前技术使用方案主要是通过普通载波耦合线路，通过一路耦合或者两路耦合来实现采集器和用户显示单元的数据通讯；此方案通过其耦合方式，会造成在两相三线采集器设计中，必然会存在后面一组或两组线路中没有载波信号，限制了客户安装环境。

以图1所示现有方案两相三线采集系统为例，输入电源为L1，L2，N，采集器耦合电路设计为L1-L2和L1-N，耦合路径无L2-N线路。智能电表和用户显示单元需要使用L1-L2和L1-N中的一路。若现场出现智能电表必须接在无耦合线路的电力线间，如负载不平衡等问题，则会因为耦合路径缺失不能通讯。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述存在的问题，提供一种基于两相三线或三相三线通讯的耦合电路、采集器及系统，保证电力线上每两相之间都能有电力线载波信号。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，

一种基于两相三线或三相三线多路通讯的耦合电路，所述耦合电路包括初级线圈和次级线圈；所述初级线圈两端连接载波接收电路和/或载波发送电路；次级线圈两端分别连接两根相线，并在该次级线圈中间引出一根抽头连接零线或余下一根相线。

作为优选，所述抽头与次级线圈两端之间线圈匝数比N21：N22为1：1。

一种基于两相三线或三相三线多路通讯的采集器，包括前述的耦合电路，所述耦合电路次级线圈中、与相线相连的接线端经降压电路后与所述相线相连，能够在三路线路中均耦合载波信号。

作为优选，所述三路线路为L1-L2、L1-N、L2-N或者L1-L2、L1-L3、L2-L3。

一种基于两相三线或三相三线多路通讯的电表，包括前述的耦合电路。

一种基于两相三线或三相三线多路通讯的采集系统，包括：

主站，

采集器，包括前述的耦合电路，能够在三路线路中均耦合载波信号；该采集器一方面通过无线与主站通讯，另一方面经RS232/485/TTL/红外方式与电表相连；

电表，与电力线电连接。

作为优选，所述三路线路为L1-L2、L1-N、L2-N(两相三线)或者L1-L2、L1-L3、L2-L3(三相三线)。

作为优选，所述电表包括前述的耦合电路。智能电表根据接线方式分为两种，在已确定电表出线方式情况下，耦合线路只接入需要使用的耦合电路的两根线即可，耦合线圈的匝数比为X：1，将电力线上的信号按照X：1的信号比传输到用户显示单元一侧。在不能确定电表出线方式情况下，电表耦合线路同采集器耦合线路设计，实现三路同时可以通讯。

作为优选，所述采集系统还包括与电表相连的用户显示单元，该用户显示单元经电表连接至电力线，通过电力线载波与采集器通讯。

本实用新型与现有技术相比有如下优点和效果：本实用新型在原来不能满足两相三线的通讯环境下，通过加载耦合电路的方式，在不影响电力线信号的环境下，保证电力线上每两相都能有电力线信号，保证了载波信号到用户显示单元的通讯正常，现场安装简单，产品适用范围广。

附图说明

图1是本实用新型背景技术中采集器的结构简图。

图2是本实用新型采集器的结构简图。

图3是本实用新型采集系统的结构简图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍，

本实用新型一种基于两相三线或三相三线多路通讯的耦合电路，包括初级线圈N11和次级线圈；所述初级线圈N11两端连接载波接收电路和/或载波发送电路；次级线圈两端分别连接两根相线，并在该次级线圈中间引出一根抽头连接零线或余下一根相线。

作为优选，所述抽头与次级线圈两端之间线圈匝数比N21：N22为1：1；N21：N22：N11＝1：1：X。

一种基于两相三线或三相三线多路通讯的采集器，包括前述的耦合电路，所述耦合电路次级线圈中、与相线相连的接线端经降压电路后与所述相线相连，能够在三路线路中均耦合载波信号。

作为优选，所述三路线路为L1-L2、L1-N、L2-N(两相三线)或者L1-L2、L1-L3、L2-L3(三相三线)。

一种基于两相三线或三相三线多路通讯的电表，包括前述的耦合电路。

一种基于两相三线或三相三线多路通讯的采集系统，包括：

主站1，

采集器2，包括前述的耦合电路，能够在三路线路中均耦合载波信号；该采集器一方面通过无线与主站1通讯，另一方面经RS232/485/TTL/红外方式与电表3相连；

电表3，与电力线电连接。

作为优选，所述三路线路为L1-L2、L1-N、L2-N(两相三线)或者L1-L2、L1-L3、L2-L3(三相三线)。

作为优选，所述电表包括前述的耦合电路。智能电表根据接线方式分为两种，在已确定电表出线方式情况下，耦合线路只接入需要使用的耦合电路的两根线即可，耦合线圈的匝数比为X：1，将电力线上的信号按照X：1的信号比传输到用户显示单元一侧。在不能确定电表出线方式情况下，电表耦合线路同采集器耦合线路设计，实现三路同时可以通讯。

作为优选，所述采集系统还包括与电表3相连的用户显示单元4，该用户显示单元4经电表3连接至电力线，通过电力线载波与采集器2通讯。

实施例1：如图2所示，本实施例以两相三线采集器为例，采集器使用一个1路进2路出的耦合电路，以一个线路为基准耦合信号，将电力线上的载波信号分别通过正向和反向的线路分别耦合到载波电路。

所述耦合电路包括初级线圈N11和次级线圈；所述初级线圈两端连接载波接收电路和/或载波发送电路，次级线圈两端分别连接两根相线L1和L2，并在该次级线圈中间引出一根抽头连接零线N；所述耦合电路次级线圈中、与相线L1、L2相连的接线端经降压电路后与所述相线L1、L2相连，能够在三路线路中均耦合载波信号。

作为优选，所述抽头与次级线圈两端L1、L2之间线圈匝数比N21：N22为1：1；N21：N22：N11＝1：1：X；因此，耦合线路部分L1-L2：L1-N：L2-N＝2：1：1。

作为优选，所述三路线路为L1-L2、L1-N、L2-N(两相三线)。

如图3所示，基于两相三线环境的采集系统，包括：

主站1，安装电力公司系统；通过远程无线模块发送数据请求给采集器2，采集器2通过RS232/485/TTL/红外等通讯方式下发数据给智能电表3，智能电表3在收到信息后，通过RS232/485/TTL/红外等通讯方式发送数据给采集器2，采集器2将智能电表3数据通过远程无线通讯模块上传到主站1，主站1进行数据统计；

采集器2，安装在变压器的输出端，保证采集器在变压器和智能电表的传输路径上；采用前述的采集器，能够在三路线路中均耦合载波信号；该采集器一方面通过无线与主站1通讯，另一方面经RS232/485/TTL/红外方式与电表3相连；

电表3，安装在电力线的L1-L2、L1-N和L2-N线路上，通过RS232/485/TTL/红外等通讯方式和采集器2进行数据交互，并且为采集器2和用户显示单元4在电力线上提供通道；智能电表3根据接线方式分为两种，在已确定电表3出线方式情况下，耦合线路只接入需要使用的耦合电路的两根线即可，耦合线圈的匝数比为X：1，将电力线上的信号按照X：1的信号比传输到用户显示单元4一侧。在不能确定电表3出线方式情况下，电表耦合线路同采集器耦合线路设计，实现三路同时可以通讯；

用户显示单元4，安装在各用户电表3的后端，即为用户家里，一般是只用2根电力线即可，因此使用匝数比为X：1的耦合线圈，将电力线上的信号按照X：1的信号比传输到载波电路接收一侧。

下面举例具体说明本实用新型的工作原理：以L1-N上为例，L1-N电力线上的用户显示单元4发送载波信号至电力线L1-N上，采集器2通过耦合电路的线圈N21耦合到线圈N11，采集器2上的载波模块通过接收电路滤波处理后将载波信号提供给载波芯片，载波芯片将数据发送给采集器主芯片，采集器主芯片通过RS232/485/TTL/红外等通讯方式向智能电表读取信息，并将信息通过RS232/485/TTL/红外等通讯方式回复给载波芯片，载波芯片通过载波放大电路将载波芯片提供到耦合线路N11侧，耦合线路N21，N22，N21+N22三个线路都会收到载波信号，即L1-N、L2-N、L1-L2的三个线路上均能够收到该载波信号，并将载波信号提供给线路上L1-N、L2-N、L1-L2的三个线路上的用户显示单元，用户显示解析载波信号，只有正确发送的用户显示单元4根据设备ID解析出正确报文，其他用户显示单元4静默处理。

同理，载波信号通过L2-N、L1-L2发送至采集器2时，采集器2通过和智能电表3通讯后将数据同时发送在L1-L2、L1-N、L2-N三路信号上，以实现电力线载波到用户显示单元4的通讯。

在采集器2与用户显示单元4的通讯过程中，若智能电表3继电器关闭，用户显示单元4通过其耦合电路直接将电力线上的载波信号耦合至用户显示单元4一侧；若智能电表3继电器断开，用户显示单元4是没有市电的，采集器2到用户显示单元4的线路关断，载波信号需要通过智能电表3的耦合线路进行耦合传输，即通过两次耦合进行信号传输。

实施例2：本实施例与实施例1基本相同，区别在于：本实施例为三相三线采集器，次级线圈中间引出一根抽头连接至余下一根相线L3；耦合线路部分L1-L2：L1-L3：L2-L3＝2：1：1；所述三路线路为L1-L2、L1-L3、L2-L3(三相三线)。

基于三相三线环境的采集系统，包括：

主站1，安装电力公司系统；通过远程无线模块发送数据请求给采集器2，采集器2通过RS232/485/TTL/红外等通讯方式下发数据给智能电表3，智能电表3在收到信息后，通过RS232/485/TTL/红外等通讯方式发送数据给采集器2，采集器2将智能电表3数据通过远程无线通讯模块上传到主站1，主站1进行数据统计；

采集器2，安装在变压器的输出端，保证采集器在变压器和智能电表的传输路径上；采用本实施例所述的采集器，能够在三路线路中均耦合载波信号；该采集器一方面通过无线与主站1通讯，另一方面经RS232/485/TTL/红外方式与电表3相连；

电表3，安装在电力线的L1-L2、L1-L3和L2-L3线路上，通过RS232/485/TTL/红外等通讯方式和采集器2进行数据交互，并且为采集器2和用户显示单元4在电力线上提供通道；智能电表3根据接线方式分为两种，在已确定电表3出线方式情况下，耦合线路只接入需要使用的耦合电路的两根线即可，耦合线圈的匝数比为X：1，将电力线上的信号按照X：1的信号比传输到用户显示单元4一侧。在不能确定电表3出线方式情况下，电表耦合线路同采集器耦合线路设计，实现三路同时可以通讯；

用户显示单元4，安装在各用户电表3的后端，即为用户家里，一般是只用2根电力线即可，因此使用匝数比为X：1的耦合线圈，将电力线上的信号按照X：1的信号比传输到载波电路接收一侧。

下面举例具体说明本实用新型的工作原理：以L1-L3上为例，L1-L3电力线上的用户显示单元4发送载波信号至电力线L1-L3上，采集器2通过耦合电路的线圈N21耦合到线圈N11，采集器2上的载波模块通过接收电路滤波处理后将载波信号提供给载波芯片，载波芯片将数据发送给采集器主芯片，采集器主芯片通过RS232/485/TTL/红外等通讯方式向智能电表读取信息，并将信息通过RS232/485/TTL/红外等通讯方式回复给载波芯片，载波芯片通过载波放大电路将载波芯片提供到耦合线路N11侧，耦合线路N21，N22，N21+N22三个线路都会收到载波信号，即L1-L3、L2-L3、L1-L2的三个线路上均能够收到该载波信号，并将载波信号提供给线路上L1-L3、L2-L3、L1-L2的三个线路上的用户显示单元，用户显示解析载波信号，只有正确发送的用户显示单元4根据设备ID解析出正确报文，其他用户显示单元4静默处理。

Claims (9)

1.一种基于两相三线或三相三线多路通讯的耦合电路，其特征在于：所述耦合电路包括初级线圈和次级线圈；所述初级线圈两端连接载波接收电路和/或载波发送电路；次级线圈两端分别连接两根相线，并在该次级线圈中间引出一根抽头连接零线或余下一根相线。

2.根据权利要求1所述的基于两相三线或三相三线多路通讯的耦合电路，其特征在于：所述抽头与次级线圈两端之间线圈匝数比N21：N22为1：1。

3.一种基于两相三线或三相三线多路通讯的采集器，其特征在于：所述采集器包括权利要求1或2所述的耦合电路，所述耦合电路次级线圈中、与相线相连的接线端经降压电路后与所述相线相连，能够在三路线路中均耦合载波信号。

4.根据权利要求3所述的基于两相三线或三相三线多路通讯的采集器，其特征在于：所述三路线路为L1-L2、L1-N、L2-N或者L1-L2、L1-L3、L2-L3。

5.一种基于两相三线或三相三线多路通讯的电表，其特征在于：所述电表包括权利要求1或2所述的耦合电路。

6.一种基于两相三线或三相三线多路通讯的采集系统，其特征在于包括：

主站(1)，

采集器(2)，包括权利要求1或2所述的耦合电路，能够在三路线路中均耦合载波信号；该采集器一方面通过无线与主站(1)通讯，另一方面经RS232/485/TTL/红外方式与电表(3)相连；

电表(3)，与电力线电连接。

7.根据权利要求6所述的基于两相三线或三相三线多路通讯的采集系统，其特征在于：所述三路线路为L1-L2、L1-N、L2-N或者L1-L2、L1-L3、L2-L3。

8.根据权利要求6所述的基于两相三线或三相三线多路通讯的采集系统，其特征在于：所述电表(3)包括权利要求1或2所述的耦合电路。

9.根据权利要求6所述的基于两相三线或三相三线多路通讯的采集系统，其特征在于：所述采集系统还包括与电表(3)相连的用户显示单元(4)，该用户显示单元(4)经电表(3)连接至电力线，通过电力线载波与采集器(2)通讯。