一種帶電力線載波通訊的有源功率平衡裝置的製作方法

2024-03-24 23:33:05

本實用新型屬於電力系統技術領域，涉及一種有源功率平衡裝置，尤其涉及一種帶電力線載波通訊的有源功率平衡裝置。

背景技術：

隨著社會經濟的不斷發展，我國對電能的需求比重越來越大。在電能使用中三相功率不平衡的問題一直是造成電能損失、設備老化的主要原因之一。在設計配電系統時也通過優化配電網絡等方式，對三相電流不平衡的問題進行改善，但因為多方面原因，三相電流不平衡始終很突出地存在。為了解決三相電流不平衡的問題，一般將功率平衡裝置並聯在線路中，根據負載三相功率情況，對基波功率重新分配，達到三相平衡。功率平衡裝置安裝在各個集抄點，使集抄點處三相功率平衡，消除集抄點到總表箱由於不平衡造成的線路損耗，從而降低線損。由於集抄點比較分散，有源功率平衡裝置的遠程通信功能，在設備的管理和維護上就尤為重要。

傳統的有源功率平衡裝置採用RS485接口通信，該裝置出現故障時很難確定設備的位置，並且不能實時監測設備運行的數據，也無法進行遠程運營和維護。在設備比較分散的情況下(特別是戶外的情況下)很難實現遠程通信功能。所以目前工程上安裝的有源功率平衡裝置，由於其設備成本高，運營難度大，使用中容易損壞，所以基本上都沒有實現遠程通訊功能。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於針對目前有源功率平衡裝置缺少遠程通訊功能，提供一種帶電力線載波通訊的有源功率平衡裝置，能夠實時監測設備運行數據，實現遠程通訊，有利於設備後期的遠程管理與維護。

為達到上述目的，本實用新型通過以下技術方案來實現。

本實用新型提供了一種帶電力線載波通訊的有源功率平衡裝置，包括並聯在主電路中的有源功率平衡器以及並聯在有源功率平衡器數據端和輸出端之間的電力線載波通訊模塊；電力線載波通訊模塊包括耦合器、接收電路、發送電路、數據機和通訊電路；通訊電路一端與有源功率平衡器數據端連接，另一端與數據機第一端連接；數據機的第二端與接收電路的輸出端連接，第三端與發送電路的輸入端連接；耦合器的第一端與發送電路的輸出端連接，第二端和接收電路的輸入端連接，第三端與有源功率平衡器輸出端連接。

上述帶電力線載波通訊的有源功率平衡裝置的工作原理如下：

將本實用新型所述帶電力線載波通訊的有源功率平衡裝置連接在集抄點，有源功率平衡器正常工作，電力線載波通訊模塊的通訊電路接收(採集)有源功率平衡器的工作數據，工作數據通過數據機和發送電路轉換為耦合信號，耦合信號通過耦合器疊加到電力線上，通過電力線傳輸給監測管理系統；監測管理系統通過接受的耦合信號對有源功率平衡器的工作情況進行管理，並將控制指令信號經電力線傳送至電力線載波模塊的耦合器，耦合器將接收(採集)到的耦合信號經接收電路、數據機轉換為數位訊號，數位訊號通過通訊電路傳輸給有源功率平衡器，最終實現信息交流。

上述帶電力線載波通訊的有源功率平衡裝置，接收電路為模數轉換電路(A/D)。

上述帶電力線載波通訊的有源功率平衡裝置，發送電路為數模轉換電路(D/A)。

上述帶電力線載波通訊的有源功率平衡裝置，有源功率平衡器輸出端為三相之一。

與現有技術相比，本實用新型的效果在於：

1、通過並聯在有源功率平衡器數據端和輸出端之間的電力線載波通訊模塊，能夠使有源功率平衡裝置輕鬆實現有源功率平衡器與遠端檢測管理系統之間的遠程通信。

2、由於電力線載波通訊模塊都是由常規的耦合器、接收電路、發送電路、數據機和通訊電路構成，且通過電力線進行數據傳輸，不需要專門的通訊設施，所以降低了設備遠程通信的成本。

3、電力線運行十分穩定，不會受基站、磁場等影響或幹擾，所以能夠大大提高設備的通信穩定性。

4、由於數據傳輸是直接通過電力線實現的，遠端監測管理系統能夠更加準確的反映對有源功率平衡器的實時監測情況，獲得更加可靠的監測運行數據，並依據獲得的監測運行數據經電力線載波通訊模塊發送調節指令給有源功率平衡器，實現遠程調試和維護。

附圖說明

圖1為本實用新型帶電力線載波通訊的有源功率平衡裝置的系統框圖。

圖2為本實用新型帶電力線載波通訊的有源功率平衡裝置中電力線載波模塊原理框圖。

圖3為本實用新型帶電力線載波通訊的有源功率平衡裝置的安裝位置框圖。

圖4為本實用新型帶電力線載波通訊的有源功率平衡裝置並聯在各集抄點的示意圖。

具體實施方式

下面結合說明書附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。

本實用新型如圖1所示，本實施例提供的帶電力線載波通訊的有源功率平衡裝置，包括有源功率平衡器和電力線載波模塊，其中有源功率平衡器並聯在主電路中，電力載波通訊模塊並聯在有源功率平衡器數據端和輸出端之間；其中有源功率平衡器輸出端為三相交流電中的一相。

如圖2及圖3所示，電力線載波通訊模塊包括耦合器(CPLR，Coupler)、接收電路(A/D)、發送電路(D/A)、數據機(CPLD，Complex Programmble Logic Device)和通訊電路(DSP，Digital Signal Processing)。通訊電路一端與有源功率平衡器數據端連接，另一端與數據機第一端連接；數據機的第二端與接收電路的輸出端連接，第三端與發送電路的輸入端連接；耦合器的第一端與發送電路的輸出端連接，第二端和接收電路的輸入端連接，第三端與有源功率平衡器輸出端連接。

上述帶有電力線載波通訊的有源功率平衡裝置的工作模式如下：

上行鏈路：通訊電路接收(採集)有源功率平衡器數據端傳輸的工作數據，數據通過數據機和發送電路轉換為模擬耦合信號，並通過耦合器疊加到電力線，經電力線傳送到監測管理系統(例如能耗監測系統HT-EnergyCMS、變配電監測系統HT-ElectricPTDS等)；監測管理系統根據接收到的數據對有源功率平衡器的工作情況進行分析，並給出返回控制指令。

下行鏈路：監測管理系統發出的指令經電力線傳送至耦合器，通過耦合器分離出耦合信號，分離出的耦合信號通過接收電路和數據機轉換為數位訊號，在經通訊電路傳送給有源功率平衡器，有源功率平衡器根據指令調整自身工作狀態。

通過上行鏈路和下行鏈路就可以實現有源功率平衡器與監測管理系統之間的信息交流。

本實用新型提供的帶電力線載波通訊的有源功率平衡裝置並聯在各個集抄點，如圖4所示，設備工作時，數據在整個變壓器低壓迴路側的電力線上傳輸，在變壓器低壓側電力線上任意位置可以接收(採集)設備數據進行處理和管理設備。

本領域的普通技術人員將會意識到，這裡的實施例是為了幫助讀者理解本發明的原理，應被理解為本發明的保護範圍並不局限於這樣的特別陳述和實施例。本領域的普通技術人員可以根據本發明公開的這些技術啟示做出各種不脫離本發明實質的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發明的保護範圍內。