[其他]配電零序網絡雙向載波通信系統

在審

• 申請號: 101985000000755
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100755B
• 公開（公告）日: 1987-12-23
• 發明（設計）人: 溫健
• 申請（專利權）人: 溫健
• 代理公司: 中國科學院山西專利事務所
• 代理人: 張承華

一種配電網載波通信系統，利用配電零序網絡雙向傳輸載波信號。該系統采用無接地變壓器的星形耦合裝置，三個星形連接的阻抗元件與配電線路的三相導線相聯，星形中性點經第四個阻抗元件接到通信裝置上，通信裝置另一端接入大地。該通信系統完全消除了配電系統的不良影響，且最大限度地減小了對載波信號的損耗和衰減。因此，該系統可以安全、高效地為電網的負荷監控和自動抄表，以及配電操作和電網自動化控制提供可靠的通信。

本發明是一種配電網載波通信系統，更具體地說是利用配電線路與大地構成的零序網絡，通過星形連接的耦合裝置進行雙向傳輸載波信號的通信系統。

利用配電零序網絡傳輸信號的載波通信系統，其技術關鍵是如何安全、高效地在配電線路上注入或接收信號。近年來一些工業化國家對此進行了研究和試驗。一種辦法是采用中性點接地的星形變壓器耦合載波信號，但由于配電系統幾乎均采用非直接接地方式，當配電線路發生單相接地時，這種接地變壓器容易與配電線路的對地電容產生鐵磁諧振，從而造成配電系統的絕緣損壞或發生保護繼電器誤動作。

日本專利JP52-37706提出了另一種零序耦合方式，即在接地變壓器與配電線路之間介入星形電容器，并在接地變壓器的次級并聯電阻，以消除對配電系統的不良影響，但接地變壓器及其次級并聯電阻將對載波信號產生損耗。當使用較低的信號頻率時，這種損耗更為顯著，而且接地變壓器產生不利的附加工頻電壓。當耦合電容器發生一相短路時，這種附加電壓將會急劇升高，仍有可能導致有害的鐵磁諧振。

本發明的目的在于提供一種完全不影響配電網安全運行，且具有更高傳輸效率的結構簡單的配電網載波通信系統。

本發明所提供的配電零序網絡雙向載波通信系統，由提供和接收載波信號的通信裝置、配電線路以及連接它們的耦合裝置所組成，利用配電線路與大地構成的零序網絡傳輸載波信號，其特征在于所說的耦合裝置，采用三個星形連接的阻抗元件與配電線路的三相導線相連接，星形中性點通過第四個阻抗元件接到通信裝置上，通信裝置的另一端接入大地。本發明完全不采用接地變壓器及其次級并聯電阻，直接通過星形中性點注入或接收載波信號，這就最大限度地減小了耦合裝置對載波信號的損耗和衰減，同時消除了接地變壓器產生的不利的附加工頻電壓，從而有效地防止了鐵磁諧振的發生。

本發明所說的三個星形連接的阻抗元件，可以是數值上相等或接近的同一電抗性質的元件，從而使工頻電壓對通信裝置的影響最小。

本發明所說的第四個阻抗元件，可以采用與前三個元件的電抗性質相反的元件，其電抗絕對值對信號頻率來說可以與前三個元件的并聯值相等或相近，從而使耦合裝置對信號頻率的阻抗最小，以便注入載波電流信號。

本發明所說的星形連接的三個阻抗元件可以是電容器，第四個阻抗元件可以是電感器，以便根據不同要求調整第四個元件的參數，并可減小整個耦合裝置的體積和重量。

本發明所說的第四個阻抗元件還可用導線代替，以進一步減少耦合裝置的元件數量，并便于注入載波電壓信號。

可以看出，本發明所說的配電零序網絡雙向載波通信系統，由于采用了無接地變壓器的星形耦合裝置電路，不僅完全消除了對配電系統的不良影響，而且提高了系統的傳輸效率，同時簡化了電路結構。這種零序耦合方式使注入功率不受電網負荷的影響，比已有技術的注入功率大為降低。采用星形連接的耦合裝置使信號注入點的選擇不受限制，為雙向音頻傳輸提供了技術條件。

雙向音頻通信采用的零序耦合電路如圖-1所示，所說的雙向通信系統由設在變電站或用戶的控制單元A-1、A-2……、A-n和配電網構成。其控制單元n的多少由這些單元對電網的正常運行造成的影響所限定，每個控制單元都是類似的。以控制單元A-1為例，其中1、2、3是星形連接的阻抗元件，4為阻抗元件或導線，5為提供和接收信號的通信裝置。任一控制單元的注入信號可以被其他所有控制單元接收。配電網的正常運行允許這些設備在其線路的任意處接入或退出。設在變電站的通信裝置可通過電纜或運動通道聯到電網調度中心，用戶處的通信裝置可通過邏輯部件接到指定的計量表或執行機構。