一种基于过零电路的低压台区内设备的识别系统的制作方法

1.本实用新型涉及通信技术领域，具体涉及一种基于过零电路的低压台区内设备的识别系统。


背景技术：

2.随着电力线载波通信技术的应用越来越广泛，台区智能化管理越来越多，在一个通信系统中，往往设置有多个低压台区，而在每个低压台区下则管理连接有多个用电设备，因此为了掌握各低压台区对下属用电设备的管理，我们需要对低压台区与用电设备之间的归属关系进行确定，现有技术中采用的方法主要有：1）现场确认手工录入每个低压台区下所有用电设备的编号到后台系统；2）通过每个低压台区安装的监控模块来连接该低压台区下所有用电设备，并以485通信线连接方式获得用电设备与低压台区之间的归属关系。
3.现有技术中的上述方式在确认低压台区和用电设备之间的归属关系时都比较复杂，而为了解决现有技术存在的上述问题，申请人提出了一种基于过零电路的低压台区识别方法，该方法通过对供电线路的电压进行提前过零处理来实现低压台区和用电设备之间的归属关系的确定，然而为了实现上述方法，如何设计一种当某一低压台区对供电线路的电压进行提前过零处理时，该低压台区下属的用电设备能够发出相应的信号，由此实现对低压台区和用电设备之间的归属关系确定的基于过零电路的低压台区内设备的识别系统也成为了急需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是：如何提供一种当某一低压台区对供电线路的电压进行提前过零处理时，该低压台区下属的用电设备能够发出相应信号的基于过零电路的低压台区内设备的识别系统，以为后续低压台区和用电设备之间归属关系的确定提供数据基础。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种基于过零电路的低压台区内设备的识别系统，包括：
7.设置在低压台区内的集中器，所述集中器包括类短路模块和总微控制单元，所述总微控制单元与所述类短路模块数据传输连接，所述总微控制单元用于发出提前过零信号，所述类短路模块用于根据所述总微控制单元的提前过零信号控制供电线路的电压提前过零；
8.过零模块，设置在各用电设备上，并与供电线路电连接，包括基准过零电路、受控过零电路和与门电路，所述基准过零电路的输出端用于输出在常态时为低电平信号、且在供电线路的电压基准过零时输出基准过零高电平脉冲信号的基准过零信号，所述受控过零电路的输出端用于输出在常态时为低电平信号、且在供电线路的电压提前过零时输出提前过零高电平脉冲信号的提前过零信号；与门电路，所述与门电路的两个输入端分别与所述基准过零电路的输出端和所述受控过零电路的输出端连接，所述与门电路的输出端与所述
总微控制单元数据连接，以用于将所述基准过零电路的输出端信号和所述受控过零电路的输出端信号进行与运算处理，并将与运算处理结果输出至所述总微控制单元。
9.本方案中，基准过零点为市电220vac交流电压未进行提前过零处理时过零点。
10.本实用新型的工作原理是：本方案的识别系统在低压台区与用电设备之间的归属关系进行识别时，由总微控制单元向类短路模块发出提前过零的控制信号，类短路模块根据该过零控制信号控制供电线路的电压提前过零，即使得供电线路的电压此时突变为零，此时位于该低压台区下属的用电设备的受控过零电路将输出提前过零高电平脉冲信号，而不是位于该低压台区下属的用电设备的受控过零电路产生的信号仍然是低电平信号，通过将该低压台区下属的用电设备的受控过零电路产生的提前过零信号与基准过零电路产生的基准过零信号输入到与门电路中进行与运算处理，由于此时基准过零信号还未产生基准过零高电平脉冲信号，故此时基准过零信号为低电平信号，此时经过与运算处理后的输出信号也为低电平信号；而不是位于该低压台区下属的用电设备的受控过零电路产生的输出端与基准过零电路的输出端将同时产生高电平脉冲信号，此时两个高电平脉冲信号经过与运算处理后也将输出高电平信号，因此，通过将与门电路的输出端与总微控制单元进行连接，由于位于该低压台区下属的用电设备的过零模块和不是位于该低压台区下属的用电设备的过零模块输出的是不同的电平信号，故此时根据总微控制单元接收的数据信息就可以直接判断低压台区与用电设备之间的归属关系。
11.优选的，所述类短路模块包括可控硅和保护电阻，所述可控硅的阳极与供电线路的火线连接，所述可控硅的阴极与供电线路的零线连接，所述可控硅的控制极与所述总微控制单元连接，所述保护电阻串联在供电线路的零线和所述可控硅的阴极之间。
12.这样，当总微控制单元未发出提前过零信号时，可控硅的控制极没有控制信号，可控硅处处于断路状态，类短路模块不工作，供电线路的电压正常变化，当总微控制单元发出提前过零信号时，总微控制单元向可控硅的控制极发出控制信号，使得可控硅导通，类短路模块将供电线路的零线和火线进行短路处理，使得此时供电线路的电压突变为零，实现对供电线路的提前过零处理。
13.优选的，还包括分微控制单元，所述分微控制单元设置在各用电设备上，所述分微控制单元的信号输入端与所述总微控制单元的提前过零信号输出端连接，所述分微控制单元的输出控制端分别与同一用电设备上的所述基准过零电路的信号输入端和所述受控过零电路的信号输入端连接，以使得所述基准过零电路的输出端始终输出基准过零信号，且所述受控过零电路的输出端输出提前过零信号。
14.这样，通过设置分微控制单元，利用分微控制单元分别向基准过零电路和受控过零电路发出控制信号，使得基准过零电路始终输出基准过零信号，而受控过零电路则输出提前过零信号。
15.优选的，所述总微控制单元发出的提前过零信号点与基准过零点之间的时间差值大于所述受控过零电路在供电线路的电压提前过零时输出的提前过零高电平脉冲信号的时间。
16.这样，若是总微控制单元发出的提前过零信号点与基准过零点之间的时间差值小于受控过零电路在供电线路的电压提前过零时输出的提前过零高电平脉冲信号的时间，就会出现两个信号同时为高电平的状态，这样经过与门电路的与逻辑运算后的输出也会存在
高电平的状态，这样就容易造成低压台区与下属用电设备之间归属关系不清楚的问题，产生误判；而总微控制单元发出的提前过零信号点与基准过零点之间的时间差值大于受控过零电路在供电线路的电压提前过零时输出的提前过零高电平脉冲信号的时间，这样就使得进行提前过零处理后的低压台区下属的用电设备受控过零电路产生的高电平脉冲信号期间，基准过零信号始终是处于低电平状态，这样两个信号经过与门电路的与逻辑处理后就始终是低电平状态，由此保证了低压台区与下属用电设备之间归属关系的准确性。
17.优选的，用电设备上还设有acdc转换模块，所述acdc转换模块的电能输出端与所述分微控制单元的供电端电连接。
18.这样，通过acdc转换模块将供电线路上的高压交流电转换为低压直流电，进而为分微控制单元进行供电。
19.与现有技术相比，本系统在完成低压台区与用电设备之间的归属关系识别时，不添加任何外来设备，不破坏现场原有线路连接，免去人工登记录入，既减少人工费用，又避免人工出错的可能，同时还达到了接线工整美观的作用，是一种用于用电台区智能管理、智能台区拓扑识别、智能故障定位及智能线损分析的好方法。
附图说明
20.图1为本实用新型基于过零电路的低压台区内设备的识别系统的连接示意图；
21.图2为本实用新型基于过零电路的低压台区内设备的识别系统中过零模块内部的连接示意图；
22.图3为本实用新型基于过零电路的低压台区内设备的识别系统中过零信号的识别示意图。
具体实施方式
23.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
24.本具体实施例是针对特定背景的示例，该特定背景是指国家电网电力通信网络。具体使用时，本系统也可应用于符合电力线载波通信其他标准的通信系统。
25.如附图1和附图2所示，一种基于过零电路的低压台区内设备的识别系统，包括：
26.设置在低压台区内的集中器，集中器包括类短路模块和总微控制单元，总微控制单元与类短路模块数据传输连接，总微控制单元用于发出提前过零信号，类短路模块用于根据总微控制单元的提前过零信号控制供电线路的电压提前过零；
27.过零模块，设置在各用电设备上，并与供电线路电连接，包括基准过零电路、受控过零电路和与门电路，基准过零电路的输出端用于输出在常态时为低电平信号、且在供电线路的电压基准过零时输出基准过零高电平脉冲信号的基准过零信号，受控过零电路的输出端用于输出在常态时为低电平信号、且在供电线路的电压提前过零时输出提前过零高电平脉冲信号的提前过零信号；与门电路，与门电路的两个输入端分别与基准过零电路的输出端和受控过零电路的输出端连接，与门电路的输出端与总微控制单元数据连接，以用于将基准过零电路的输出端信号和受控过零电路的输出端信号进行与运算处理，并将与运算处理结果输出至总微控制单元。
28.本方案中，基准过零点为市电220vac交流电压未进行提前过零处理时过零点。
29.本实用新型的工作原理是：本方案的识别系统在低压台区与用电设备之间的归属关系进行识别时，由总微控制单元向类短路模块发出提前过零的控制信号，类短路模块根据该过零控制信号控制供电线路的电压提前过零，即使得供电线路的电压此时突变为零，如附图3所示，此时位于该低压台区下属的用电设备的受控过零电路将将输出提前过零高电平脉冲信号（如附图3中的
②
号线所示），而不是位于该低压台区下属的用电设备的受控过零电路产生的信号仍然是低电平信号（如附图3中的
④
号线所示），通过将该低压台区下属的用电设备的受控过零电路产生的提前过零信号与基准过零电路产生的基准过零信号输入到与门电路中进行与运算处理，由于此时基准过零信号还未产生基准过零高电平脉冲信号，故此时基准过零信号为低电平信号，此时经过与运算处理后的输出信号也为低电平信号（如附图3中的
①②
号线经过与门电路处理后输出低电平信号），而不是位于该低压台区下属的用电设备的受控过零电路产生的输出端与基准过零电路的输出端将同时产生高电平脉冲信号（如附图3中的
③④
号线所示），此时两个高电平脉冲信号经过与运算处理后也将输出高电平信号（如附图3中的
③④
号线经过与门电路处理后输出高电平信号），因此，通过将与门电路的输出端与总微控制单元进行连接，由于位于该低压台区下属的用电设备的过零模块和不是位于该低压台区下属的用电设备的过零模块输出的是不同的电平信号，故此时根据总微控制单元接收的数据信息就可以直接判断低压台区与用电设备之间的归属关系。
30.需要说明的是，在本技术方案中，总微控制单元仅用于发出提前过零信号、以及接收与门电路的与运算结果信号，这些功能都是非常简单和现有的信号发送、接收功能，属于常规的现有技术功能，并不涉及特殊的软件算法的改进。
31.综上，本系统首先集中器会发在50hz/ac220v的交流电压接近正过零点时，使用类短路模块将过零点提前，当该低压台区的用电设备有该过零模块时，通过真实过零信号和基准过零信号进入与门，当与门输出信号的交集点有0即低电平信号时，则可以判断该用电设备挂在该集中器所在的低压台区中。
32.本系统在完成低压台区与用电设备之间的归属关系识别时，不添加任何外来设备，不破坏现场原有线路连接，免去人工登记录入，既减少人工费用，又避免人工出错的可能，同时还达到了接线工整美观的作用，是一种用于用电台区智能管理、智能台区拓扑识别、智能故障定位及智能线损分析的好方法。
33.在本实施例中，类短路模块包括可控硅和保护电阻，可控硅的阳极与供电线路的火线连接，可控硅的阴极与供电线路的零线连接，可控硅的控制极与总微控制单元连接，保护电阻串联在供电线路的零线和可控硅的阴极之间。
34.这样，当总微控制单元未发出提前过零信号时，可控硅的控制极没有控制信号，可控硅处处于断路状态，类短路模块不工作，供电线路的电压正常变化，当总微控制单元发出提前过零信号时，总微控制单元向可控硅的控制极发出控制信号，使得可控硅导通，类短路模块将供电线路的零线和火线进行短路处理，使得此时供电线路的电压突变为零，实现对供电线路的提前过零处理。
35.在本实施例中，还包括分微控制单元，分微控制单元设置在各用电设备上，分微控制单元的信号输入端与总微控制单元的提前过零信号输出端连接，分微控制单元的输出控制端分别与同一用电设备上的基准过零电路的信号输入端和受控过零电路的信号输入端
连接，以使得基准过零电路的输出端始终输出基准过零信号，且受控过零电路的输出端输出提前过零信号。
36.这样，通过设置分微控制单元，利用分微控制单元分别向基准过零电路和受控过零电路发出控制信号，使得基准过零电路始终输出基准过零信号，而受控过零电路则输出提前过零信号。
37.需要说明的是，在本技术方案中，分微控制单元仅用于发出指示基准过零电路和受控过零电路执行工作的控制信号，这类工作启动控制信号的发送功能是非常简单和现有的信号发送功能，属于常规的现有技术功能，并不涉及特殊的软件算法的改进。
38.在本实施例中，总微控制单元发出的提前过零信号点与基准过零点之间的时间差值大于受控过零电路在供电线路的电压提前过零时输出的提前过零高电平脉冲信号的时间。
39.这样，若是总微控制单元发出的提前过零信号点与基准过零点之间的时间差值小于受控过零电路在供电线路的电压提前过零时输出的提前过零高电平脉冲信号的时间，就会出现两个信号同时为高电平的状态，这样经过与门电路的与逻辑运算后的输出也会存在高电平的状态，这样就容易造成低压台区与下属用电设备之间归属关系不清楚的问题，产生误判；而总微控制单元发出的提前过零信号点与基准过零点之间的时间差值大于受控过零电路在供电线路的电压提前过零时输出的提前过零高电平脉冲信号的时间，这样就使得进行提前过零处理后的低压台区下属的用电设备受控过零电路产生的高电平脉冲信号期间，基准过零信号始终是处于低电平状态，这样两个信号经过与门电路的与逻辑处理后就始终是低电平状态，由此保证了低压台区与下属用电设备之间归属关系的准确性。
40.在本实施例中，用电设备上还设有acdc转换模块，acdc转换模块的电能输出端与分微控制单元的供电端电连接。
41.这样，通过acdc转换模块将供电线路上的高压交流电转换为低压直流电，进而为分微控制单元进行供电。
42.最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。