[發明專利]一種用于現場的低壓電力線載波信道噪聲測試系統及其方法

有效

• 申請號: 201210555242.8
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN103063936A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 李建岐;褚廣斌;李勍;陸陽;趙濤
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G01R29/26
• 分類號: G01R29/26
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明屬于電力系統通信領域，具體涉及一種用于現場的低壓電力線載波信道噪聲測試系統及其方法。

背景技術

電力線網絡是世界上最大的網絡之一，電力線通信是以電力線網絡作為通信信道的一種通信方式。利用低壓電力線網絡進行通信具有廣闊的應用前景，可以覆蓋從變壓器到各個居民用戶電表以及所有家用電器的范圍。但是電力線并不是一種理想的通信介質，具有工作環境惡劣、噪聲干擾大以及時變性強等特點。電力線的噪聲主要是由電網中工作的各種用電設備產生的，不同時間，不同地點電網中工作的用電設備是不同的，因此電力線信道的噪聲隨著時間和地點而變化。

目前，普遍的電力線載波信道噪聲測試方法主要利用示波器進行時域噪聲測試，利用頻譜分析儀進行頻域噪聲測試。由于頻譜分析儀和數字示波器都是高精密專業信號測試儀器，因此體積大，便攜性差，只適用于實驗室的環境，不適合在多種復雜的電力現場使用；另外，單獨的示波器和頻譜分析儀只能用于信號實時觀測，不能進行長時間連續測量和存儲，再加上分析功能不足等缺點。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種用于現場的低壓電力線載波信道噪聲測試系統及其方法，通過相對成本較低的高速信號采集卡來替代示波器和頻譜儀來實現電力線噪聲的測量。

本發明提供的一種用于現場的低壓電力線載波信道噪聲測試系統，其改進之處在于，所述測試系統包括變壓器、耦合器、數據采集卡和信號處理裝置；

所述變壓器通過降壓將電力線的工頻信號作為所述數據采集卡的基準工頻信號，所述數據采集卡通過所述耦合器采集電網電力線上的信號，并傳給所述信號處理裝置，所述信號處理裝置對數據進行噪聲測試。

其中，所述變壓器和耦合器并聯接入電網的電力線上，所述變壓器的輸出端和所述耦合器的輸出端分別與所述數據采集卡的兩個輸入端連接；所述數據采集卡與所述信號處理裝置連接。

其中，所述信號處理裝置對數據進行噪聲測試包括單相噪聲測試和三相噪聲測試；

若進行單相噪聲測試，則耦合器為一個耦合器，并配有一個變壓器；

若進行三相噪聲測試，則耦合器為三個耦合器，并配有三個變壓器；所述三個耦合器并聯接入三相電網，所述三個耦合器的輸出端分別與所述數據采集卡連接；所述三個變壓器并聯接入三相電網，根據需求選擇一個變壓器與所述數據采集卡連接。

其中，所述數據采集卡為高速數據采集卡。

其中，所述數據采集卡通過USB與所述信號處理裝置連接，所述信號處理裝置通過USB線給數據采集卡供電。

其中，所述變壓器、所述耦合器和所述數據采集卡集成在一塊板卡上。

本發明基于另一目的提供的一種用于現場的低壓電力線載波信道噪聲測試方法，其改進之處在于，所述方法包括如下步驟：

（1）變壓器將電力線的電壓降低，并輸出交流信號作為數據采集卡的基準信號；

（2）數據采集卡通過耦合器采集電網電力線上的信號，并傳給所述信號處理裝置；

（3）所述信號處理裝置對數據進行噪聲測試，并顯示。

其中，所述信號處理裝置對數據進行噪聲測試包括單相噪聲測試和三相噪聲測試；

若進行單相噪聲測試，則耦合器為一個耦合器，并配有一個變壓器；

若進行三相噪聲測試，則耦合器為三個耦合器，并配有三個變壓器；所述三個耦合器并聯接入三相電網，所述三個耦合器的輸出端分別與所述數據采集卡連接；所述三個變壓器并聯接入三相電網，根據需求選擇一個變壓器與所述數據采集卡連接。

其中，所述數據采集卡為高速數據采集卡。

其中，所述信號處理裝置包括計算機；所述計算機根據數據進行噪聲測試，所述測試內容包括時域分析，并通過FFT變換，用于進行頻域分析。

與現有技術比，本發明的有益效果為：

本發明能夠適應于各種電力線網絡環境下實現低壓電力線載波信道噪聲測試、數據存儲和分析的專用測試系統具有較高的實用價值。

本發明具有成本低，易攜帶，抗干擾能力強，具有自身保護功能，并可以測量時域和頻域噪聲的特點，解決了傳統的低壓電力線信道噪聲現場測試的一些難題，因此非常適合現場測試。本發明可以廣泛用于城市、偏遠農村，以及城鄉結合部等多種復雜環境下的電力線噪聲測試。

現有方法中的噪聲的時域測試和頻域測試采用兩種不同的儀器（時域采用示波器，頻域采用頻譜分析儀），本發明采用的是通過數據采集卡采集時域信號，然后再利用軟件信息時域分析，并通過FFT變換實現噪聲的頻域分析，實現了其多功能性。