[实用新型]一种基于TPLC的电力线工频通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力线传输领域，具体涉及一种电力线工频通信系统。

背景技术

TPLC是基于TWACS技术的电力线通信技术；TWACS为双向工频自动通信系统(Two-WayAutomatedCommunicationsSystem)，是利用工频电压基波过零调制的方法实现信号的调制和解调。然而，传统的TWACS通信主节点是安装在变电站配电变压器的中压端，采用电压调制的形式发送信号给从节点；从节点安装在低压用户侧，采用电流调制的形式发送信号给主节点，主节点通过CT(电流互感器)将信号提取出来。信号的传输都需要跨越台区变压器，而目前中国电网的抄表系统都是以台区为单位的低压集抄系统，也没有附加专用的CT，因此不能使用电流调制发送信号，传统的TWACS无法满足中国电网抄表系统的要求。

如何实现电力线通信的远距离传输，提高通信可靠性和抗干扰能力一直是科研人员研究的重点。专利号201020661514.9的中国专利介绍了一种基于电力线的调制信号可穿越变压器的通信系统，该系统包括：主站集中数据采集控制装置，与电力局数据中心连接；广域电力线载波通信WPLC信号下行调制处理装置，通过传输下行采集控制信号的通信电缆与上述主站集中数据采集控制装置连接；采集终端，通过依次相连的低压电力线、位于上述采集终端侧的用户变压器、和传输WPLC调制信号的高压电力线与上述WPLC信号下行调制处理装置连接，并与用户终端连接。该专利技术确实使传输距离更远，通信可靠性也得到提高，但是该技术结构复杂，实现困难，采集终端与用户终端采用传统的RS-485接口连接，抗干扰能力较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通信距离远、抗扰能力强、结构简单、满足中国电网抄表系统要求的基于TPLC的电力线工频通信系统。

本发明提供的一种基于TPLC的电力线工频通信系统，安装在每个变压器台区下，在集中器节点处安装一个主模块，在各终端表计节点处分别安装一个从模块；所述主模块具有入站信号检测电路、出站信号调制电路及处理器，入站信号检测电路与处理器连接，处理器与集中器通信同时该处理器与出站信号调制电路连接；所述从模块具有入站信号调制电路、出站信号解调电路及处理器，出站信号解调电路与处理器连接，处理器与终端表计通信同时该处理器与入站信号调制电路连接；集中器通过主模块发送出站信号给从模块并检测从模块发出的入站信号，终端表计通过从模块发送入站信号给主模块并检测主模块发出的出站信号，用于实现低频传输，点对点通信。

所述主模块连接电力线的每相还有分压滤波电路、带通滤波电路、相位检测电路，这些电路顺次连接，所述入站信号检测电路的输入端连在分压滤波电路的输出端。

所述从模块连接电力线的每相还有分压滤波电路、相位检测电路，所述出站信号解调电路的输入端与分压滤波电路的输出端连接。

所述主模块和从模块均带有电流检测电路，当检测到电流过大时处理器立即关断可控硅的驱动信号。

所述主模块的出站信号调制电路包括三个开关管、三个开关管驱动电路、和一个出站信号调整电感；开关管分别串联在三相电系统的电力线和中性线之间，开关管驱动电路连接开关管的控制端，开关管驱动电路产生驱动信号控制开关管的开通和关断，出站信号调整电感串联在三相电系统的中性线上。

所述从模块的入站信号调制电路包括两个开关管、两个开关管驱动电路和一个入站信号调制电阻；两个开关管并联在电力线AC1和AC2之间，开关管驱动电路连接开关管的控制端，开关管驱动电路产生驱动信号控制开关管的开通和关断，入站信号调制电阻串联在电力线AC1上。

所述从模块的相角检测和出站信号解调电路包括一比较器芯片、两个电阻和两个电容；电力线上的信号经过分压和滤波处理后与比较器芯片的反相输入端连接，比较器芯片的同相输入端与处理器输出引脚连接，同时通过电容1接地，比较器芯片的输出端通过上拉电阻与电源连接，通过电容与地连接，同时与处理器输入引脚连接，比较器芯片的同相输入端和输出端之间还需连接一个电阻。