[發明專利]基于電力載波自組網的負荷投切實驗系統及其操作方法

有效

• 申請號: 201910529809.6
• 申請日: 2019-06-19
• 公開（公告）號: CN110223577B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 田光兆;顧寶興;林相澤;李和;王海青;周俊
• 申請（專利權）人: 南京農業大學
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18;H04B3/54;H04L12/40
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 陸海天;徐冬濤

本發明涉及一種基于電力載波自組網的負荷投切實驗系統及其操作方法，包括核心控制器、核心電力載波器、學生機、移動電力載波器、單相AC220電源和若干臺負荷投切實驗臺；所述核心控制器通過核心電力載波器連接到所述單相AC220電源；學生機通過移動電力載波器連接到所述單相AC220電源；每臺負荷投切實驗臺直接與所述單相AC220電源連接；每臺負荷投切實驗臺包括三相電動機和RLC負載器，該三相電動機和RLC負載器分別依次通過三相變頻器、三相斷路器和三相電力表后連接到單相轉三相變壓器；該單相轉三相變壓器連接到所述單相AC220電源；各所述三相變頻器、三相斷路器和三相電力表還分別通過電力載波器連接到所述單相AC220電源。本發明通過電力線路來實現實驗臺間的自組網。

技術領域

本發明涉及一種教學實驗裝置，尤其是一種電力系統的實驗裝置，具體的說是一種基于電力載波自組網的負荷投切實驗系統及其操作方法。

背景技術

目前，強電類實驗教學裝置大多以三相三線交流電源供電，且都是單臺獨立運行。多臺實驗裝置之間無法通過MODBUS協議相互通信，可擴展性較差。少部分能夠實現以MODBUS協議相互通信的實驗臺，也都是通過有線通訊線路或無線數傳電臺方式實現。有線通訊線路方式需要大量的額外布線；無線數傳電臺的信號可能會受到干擾，導致不穩定。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種基于電力載波自組網的負荷投切實驗系統及其操作方法，可通過電力線路來實現實驗臺間的自組網，提高了擴展性和適應性。

本發明的技術方案是：

一種基于電力載波自組網的負荷投切實驗系統，包括核心控制器、核心電力載波器、學生機、移動電力載波器、單相AC220電源和若干臺負荷投切實驗臺；所述核心控制器通過核心電力載波器連接到所述單相AC220電源；學生機通過移動電力載波器連接到所述單相AC220電源；每臺負荷投切實驗臺直接與所述單相AC220電源連接；每臺負荷投切實驗臺包括三相電動機和RLC負載器，該三相電動機和RLC負載器分別依次通過三相變頻器、三相斷路器和三相電力表后連接到單相轉三相變壓器；該單相轉三相變壓器連接到所述單相AC220電源；各所述三相變頻器、三相斷路器和三相電力表還分別通過電力載波器連接到所述單相AC220電源。

進一步的，所述核心控制器和學生機分別通過RS485通訊線與對應的核心電力載波器相連。

進一步的，各所述三相變頻器、三相斷路器和三相電力表均設有RS485通訊接口，并通過RS485通訊線與電力載波器相連。

一種基于電力載波自組網的負荷投切實驗系統的操作方法，包括以下步驟：

1）依次接通核心控制器和核心電力載波器的工作電源；該核心控制器根據MODBUS協議，通過核心電力載波器不間斷地向電力線路上發送查詢報文；

2）接通單相轉三相變壓器的工作電源，使三相電力表一、三相斷路器一、三相變頻器一、三相電動機、三相電力表二、三相斷路器二、三相變頻器二、RLC負載器依次通電工作；其中：三相電力表一、三相斷路器一和三相變頻器一連接三相電動機，三相電力表二、三相斷路器二和三相變頻器二連接RLC負載器；

3）依序分別接通電力載波器一至電力載波器六的電源；其中：電力載波器一連接三相電力表一，電力載波器二連接三相斷路器一，電力載波器三連接三相變頻器一，電力載波器四連接三相電力表二，電力載波器五連接三相斷路器二，電力載波器六連接三相變頻器二；

4) 三相電力表一、三相斷路器一、三相變頻器一、三相電力表二、三相斷路器二、三相變頻器二順序獲得相應的RS485地址，使該實驗臺的模塊組網完成；

5）學生機通過電力線直接對實驗臺中的電力表、斷路器和變頻器進行參數讀取和控制，實現負荷的遠程投切。

進一步的，所述步驟1）中，查詢報文的發送頻率為1Hz