CN213342207U - 一种载波耦合电路、耦合装置、断路器和配电网系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种载波耦合电路、耦合装置、断路器和配电网系统。一种载波耦合电路，包括：零序线路和多个相线耦合组件；所述零序线路包括零序进线和零序出线，接入零序线网；所述相线耦合组件包括第一耦合电容、第二耦合电容和耦合变压器，通过所述第一耦合电容、所述第二耦合电容接入相序线网；所述耦合变压器的原边同名端与所述第一耦合电容连接，原边异名端与所述零序进线连接；所述耦合变压器副边同名端与所述第二耦合电容连接，副边异名端与所述零序出线连接。本实用新型提供的载波耦合电路，使用电容与变压器相互配合，在保证不接通工频信号的同时，保证载波信号的正常传输。

Description

一种载波耦合电路、耦合装置、断路器和配电网系统

技术领域

本实用新型涉及电子设备，尤其涉及一种载波耦合电路、耦合装置、断路器和配电网系统。

背景技术

电力线载波通信技术由于不依赖专用通信线路，单纯依靠电力线缆，即可实现信息传输，且传输速度快，传输距离远，在低压配电网得到广泛的应用。现有许多电能表均采用载波通信技术与位于电源端(变压器)进行通信。当线路断开时，载波通道将会中断，为维持载波通信，需要通过载波耦合通道实现载波通信正常。

现有的方式多是从载波通信本身出发，通过提高载波调制功率等方式，实现当断路器断开的情况下，仍有一定概率通过耦合方式实现通信，但此种通信方式成功率较低，当线路中出现多处断路器断开的情况，其通信成功率几乎为0，因此完全不能满足在异常情况下的通信需求。

申请号为CN201610859353.6的专利文献公开了一种载波信号耦合电路，包括，高频信号采集单元，耦接于交流电缆，用于从交流电缆上采集高频载波信号,并向后级电路发送该高频载波信号；高频信号加载单元，作为该后级电路耦接于高频信号采集单元，用于接收该高频载波信号；所述高频信号加载单元，还耦接于直流电缆，用于将该高频载波信号加载至直流电缆上；其中，所述高频信号加载单元包括交流信号隔离单元，所述交流信号隔离单元耦接于直流电缆，用于将该直流电缆所在直流回路中的直流源与该高频载波信号隔离。但还是不能有效解决上述问题。

因而现有的断路器存在不足，还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种载波耦合电路、耦合装置、断路器和配电网系统，用以解决背景技术中提到的技术问题。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种载波耦合电路，包括：零序线路和多个相线耦合组件；所述零序线路包括零序进线和零序出线，接入零序线网；

所述相线耦合组件包括第一耦合电容、第二耦合电容和耦合变压器，通过所述第一耦合电容、所述第二耦合电容接入相序线网；所述耦合变压器的原边同名端与所述第一耦合电容连接，原边异名端与所述零序进线连接；所述耦合变压器副边同名端与所述第二耦合电容连接，副边异名端与所述零序出线连接。

优选的，所述的载波耦合电路，所述耦合变压器的原边副边之间变电比例为1:1。

优选的，所述的载波耦合电路，所述耦合变压器为脉冲变压器。

优选的，所述的载波耦合电路，所述相线耦合组件的数量3个，分别为A相耦合组件、B相耦合组件和C相耦合组件。

优选的，所述的载波耦合电路，所述第一耦合电容和所述第二耦合电容为相同的电容。

一种载波耦合装置，具有所述的载波耦合电路。

一种配电网系统，在配电网各个节点处将所述的载波耦合装置与该节点处的断路器并联装设。

一种断路器，包括所述的载波耦合电路，所述载波耦合电路的零序进线、零序出线分别与断路器的零序连接进线端、零序连接出线端连接，所述第一耦合电容与断路器的相序连接进线端连接，所述第二耦合电容与断路器的相序连接出线端连接。

一种配电网系统，在配电网各个节点处使用所述的断路器。

相较于现有技术，本实用新型提供的一种载波耦合电路、耦合装置、断路器和配电网系统，具有以下有益效果：

1)本实用新型提供的载波耦合电路，使用电容与变压器相互配合，在保证不接通工频信号的同时，保证载波信号的正常传输；

2)本实用新型提供的耦合装置，使用时方便快捷，对现有的配电网中节点位置装设的断路器不需进行改变，与断路器并联接入，即可实现载波信号的耦合传输，方便快捷。

附图说明

图1是本实用新型提供的载波耦合电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种载波耦合电路，包括：零序线路和多个相线耦合组件(未标示)；所述零序线路包括零序进线(N相进线)和零序出线(N相出线)，接入零序线网；

所述相线耦合组件包括第一耦合电容C1/C3/C5、第二耦合电容C2/C4/C6和耦合变压器L1/L2/L3，通过所述第一耦合电容C1/C3/C5、所述第二耦合电容C2/C4/C6接入相序线网，具体的，在本实施例中，所述第一耦合电容C1/C3/C5接入线序进线(例如A相进线、B相进线、C相进线)，所述第二耦合电容C2/C4/C6接入相序出线(例如A相出线、B相出线、C相出线)；所述耦合变压器L1/L2/L3的原边同名端与所述第一耦合电容C1/C3/C5连接，原边异名端与所述零序进线(即N相进线)连接；所述耦合变压器L1/L2/L3副边同名端与所述第二耦合电容C2/C4/C6连接，副边异名端与所述零序出线(即N相出线)连接。

在具体实施时，所述相线耦合组件的数量根据需要接入的配电线路数量确定，一般的配电线路为三相四线制，此时相线数量为三相，则所述相线耦合组件的数量为3个，分别A相耦合组件、B相耦合组件和C相耦合组件，3个相线耦合组件均使用上述的构造和连接方式进行工作。

具体的工作原理为：在使用中，所述相线耦合组件与断路器的触点开关并联，由于使用了所述第一耦合电容C1/C3/C5和所述第二耦合电容C2/C4/C6，工频信号即市电不会通过所述相线耦合组件导通，无论是在触点开关接通的状态下，还是在断开的状态下。当触点开关断开的情况下，工频信号被阻断，此时若是存在载波信号即高频信号，则可以穿透所述第一耦合电容C1/C3/C5，通过所述耦合变压器L1/L2/L3转换后，经过所述第二耦合电容C2/C4/C6输送到下一节点。在多相配电线路中，具有多个相线耦合组件的，例如三相配电线路中，3个所述相线耦合组件均使用上述原理运行，不做赘述。具体的，以载波信号从A相进线进入为例，载波信号经过A相耦合组件的第一耦合电容C1，再经过耦合变压器L1后通过N相进线，形成载波耦合回路。由于变压器能耦合高频信号，因此载波信号可通过变压器L1实现传输到A相出线与N相出线形成的回路中。

载波信号为高频信号，电容对高频信号阻抗极小，对直流和低频信号阻抗极大，因此载波信号可以正常通过电容，而常规线路的工频信号不能通过。可以有效避免A与N之间形成通路，造成耦合变压器L1/L2/L3中的电感烧毁。

作为优选方案，本实施例中，所述耦合变压器L1/L2/L3的原边副边之间变电比例为1:1。

作为优选方案，本实施例中，所述耦合变压器L1/L2/L3为脉冲变压器。具体的，所述脉冲变压器在转换时，产生的谐波更少，有利于保证载波信号不失真。

具体的，耦合变压器L1/L2/L3原边与副边为1：1，则进线的载波耦合信号可通过变压器的电-磁-电转换传输至出线，且信号幅值不变。由于均为同名端，其信号的相位也不会出现反相，确保载波耦合信号可靠完整的传输。

作为优选方案，本实施例中，所述相线耦合组件的数量3个，分别为A相耦合组件、B相耦合组件和C相耦合组件。

作为优选方案，本实施例中，所述第一耦合电容C1/C3/C5和所述第二耦合电容C2/C4/C6为相同的电容。具体的，通过对所述第一/二耦合电容以及对所述耦合变压器L1/L2/L3中电感器选择合适的电容值与电感值，可控制载波耦合信号的传输频率，防止非工作频段的信号传输。进一步的，所述第一/二耦合电容的电容值均优选为1-100nF，进一步优选为50nF；所述耦合变压器L1/L2/L3中电感器的电感值优选为1-50mH，进一步优选为25mH。

相应的，本实用新型还提供一种载波耦合装置，具有所述的载波耦合电路。所述耦合装置可以是单独存在的装置，具有多个外接端点，对内多个所述外接端点与上述中所述载波耦合电路中的相应的元件连接；对外与断路器并联接入配电线路中，分别接入断路器两端的线序线网(包括相序进线、出线)、零序线网(包括零序进线、出线)中。当然，所述耦合装置还可以是断路器中的内置装置，具体功能使用与上述相同，不做赘述。

相应的，本实用新型还提供一种配电网系统，在配电网各个节点处将上述中所述的载波耦合装置与该节点处的断路器并联装设。具体的，在本实施例中，使用上述中所述载波耦合装置直接并入原配电网系统，仅仅添加所述载波耦合装置即可，不需进行更多修改(例如更换断路器)，保证配电网系统完整性的同时，工作量小，且方便快捷。

相应的，在本实施例中，本实用新型还提供一种断路器，包括所述的载波耦合电路，所述载波耦合电路的零序进线、零序出线分别与断路器的零序连接进线端、零序连接出线端连接，所述第一耦合电容C1/C3/C5与断路器的相序连接进线端连接，所述第二耦合电容C2/C4/C6与断路器的相序连接出线端连接。具体的，所述断路器配置所述载波耦合电路，在使用中，只要将本实用新型提供的新式断路器更换原本的断路器，即可，无需更多操作。

本实用新型还提供一种配电网系统，在配电网各个节点处使用所述的断路器。具体的，只要将上述中提供的断路器将进行组网即可，实现载波信号在断路器断开工频信号时保证正常传输。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种载波耦合电路，其特征在于，包括：零序线路和多个相线耦合组件；所述零序线路包括零序进线和零序出线，接入零序线网；

所述相线耦合组件包括第一耦合电容、第二耦合电容和耦合变压器，通过所述第一耦合电容、所述第二耦合电容接入相序线网；所述耦合变压器的原边同名端与所述第一耦合电容连接，原边异名端与所述零序进线连接；所述耦合变压器副边同名端与所述第二耦合电容连接，副边异名端与所述零序出线连接。

2.根据权利要求1所述的载波耦合电路，其特征在于，所述耦合变压器的原边副边之间变电比例为1:1。

3.根据权利要求1所述的载波耦合电路，其特征在于，所述耦合变压器为脉冲变压器。

4.根据权利要求1所述的载波耦合电路，其特征在于，所述相线耦合组件的数量3个，分别为A相耦合组件、B相耦合组件和C相耦合组件。

5.根据权利要求1所述的载波耦合电路，其特征在于，所述第一耦合电容和所述第二耦合电容为相同的电容。

6.一种载波耦合装置，其特征在于，具有权利要求1-5任一所述的载波耦合电路。

7.一种配电网系统，其特征在于，在配电网各个节点处将权利要求6所述的载波耦合装置与该节点处的断路器并联装设。

8.一种断路器，其特征在于，包括权利要求1-5任一所述的载波耦合电路，所述载波耦合电路的零序进线、零序出线分别与断路器的零序连接进线端、零序连接出线端连接，所述第一耦合电容与断路器的相序连接进线端连接，所述第二耦合电容与断路器的相序连接出线端连接。

9.一种配电网系统，其特征在于，在配电网各个节点处使用权利要求8所述的断路器。

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