CN204408017U - 一种台区用户识别装置 - Google Patents

Abstract

一种台区用户识别装置，包括台区信息发送器和信息接收器，所述台区信息发送器包括发送处理器、三相工频信号采样电路和三相脉冲生成电路，所述三相工频信号采样电路的输入端接台区变压器低压侧的三相电压，输出端接发送处理器的输入端口，所述三相脉冲生成电路的输入端接发送处理器的输出端口，其三相脉冲输出端接台区变压器低压侧的输电线路，所述信息接收器接在用户电能表的进线端。本实用新型利用脉冲电流进行信息传输，实现变压器台区、相别、线路的识别。该装置可准确识别电力用户与供电变压器线路的对应关系，防止产生错误判断和串变压器、串线路现象。

Description

一种台区用户识别装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于识别电力用户与供电线路隶属关系的装置，属于输配电技术领域。

背景技术

台区用户识别装置（或称查询仪、营业普查仪等）是电力部门用以核实电力用户与供电线路隶属关系的装置，利用台区用户识别装置可以查清用户是由哪台变压器、哪相供电，以实现营销精细化管理，达到降耗减损的目的。

传统的台区用户识别装置均使用电力载波进行数据的传输，即在各相电力线上附加高频载波信号，使其沿电力线传输，同时在电力线上增加载波接收装置，以实现线路属性（哪台变压器、哪条线路、哪相供电）的判别。这种方法适用于用电规模小、线路简单（例如周边只有一台变压器）的老旧小区，但对于规模庞大、相邻配电变压器较多的小区则根本不能做出准确判断。其原因是高频载波信号会在连接线上进行全方向传送，甚至会越过供电变压器传送到其它电力线路上，即使在没有物理连接的线路上，也有可能收到相邻线路发出的载波信号。因此，如何实现信息在电力线上的定向和定线路传输，就成为有关技术人员面临的难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种台区用户识别装置，帮助电力部门准确识别电力用户与供电线路的隶属关系。

本实用新型所述问题是以下述技术方案解决的：

一种台区用户识别装置，包括台区信息发送器和信息接收器，所述台区信息发送器包括发送处理器、三相工频信号采样电路和三相脉冲生成电路，所述三相工频信号采样电路的输入端接台区变压器低压侧的三相电压，输出端接发送处理器的输入端口，所述三相脉冲生成电路的输入端接发送处理器的输出端口，其三相脉冲输出端接台区变压器低压侧的输电线路，所述信息接收器接在用户电能表的进线端。

上述台区用户识别装置，所述三相工频信号采样电路包括三个电压波形及过零采集单元，每个电压波形及过零采集单元包括发送端电压互感器、非门和两个运算放大器，所述发送端电压互感器的输入端接台区变压器低压侧的相电压；第一运算放大器接成电压跟随器，其输入端接发送端电压互感器的输出端，输出端接发送处理器的输入端口；第二运算放大器接成比较器，其两个输入端分别接发送端电压互感器的两个输出端，输出端经非门接发送处理器的输入端口。

上述台区用户识别装置，所述三相脉冲生成电路包括三个脉冲生成单元，每个脉冲生成单元包括三极管、光电耦合器、可控硅和电感，所述三极管的基极经耦合电阻接发送处理器的输出端口，集电极接电源正极，发射极经光电耦合器内的发光二极管接地，所述可控硅与电感串联连接后接于对应的相线与零线之间，可控硅的控制极经光电耦合器内的光电管接电源正极。

上述台区用户识别装置，所述信息接收器包括接收处理器和三个接收单元，每个接收单元包括接收端电压互感器和第三运算放大器，所述接收端电压互感器的输入端接用户电能表的进线端电压，所述第三运算放大器接成电压跟随器，其输入端接接收端电压互感器的输出端，输出端接接收处理器的输入端口。

上述台区用户识别装置，所述发送处理器和接收处理器均设有键盘、存储器和显示器。

本实用新型利用脉冲电流进行信息传输，实现变压器台区、相别、线路的识别。该装置可准确识别电力用户与供电变压器线路的对应关系，防止产生错误判断和串变压器、串线路现象。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的***组成框图；

图2是台区信息发送器的电原理图；

图3是信息接收器的电原理图。

图中各标号为：U1、发送处理器，U2、非门，U3、光电耦合器，U4、接收处理器，F1～F3、第一运算放大器～第三运算放大器，PT1、发送端电压互感器，PT2、接收端电压互感器，R、耦合电阻，Q、三极管，D、可控硅，L、电感，KB1、发送器键盘，KB2、接收器键盘，M1、发送器存储器，M2、接收器存储器，LCD1、发送器显示器，LCD2、接收器显示器，CJ-1～CJ-3、第一电压波形及过零采集单元～第三电压波形及过零采集单元，MC-1～MC-3、第一脉冲生成单元～第三脉冲生成单元，JS-1～JS -3、第一接收单元～第三接收单元。

具体实施方式

参看图1、图2和图3，本实用新型主要由台区信息发送器和信息接收器两部分组成。其中，台区信息发送器包括发送处理器U1、发送器键盘KB1、发送器存储器M1、发送器显示器LCD1、三个结构相同的电压波形及过零采集单元和三个结构相同的脉冲生成单元；信息接收器包括接收处理器U4、接收器键盘KB2、接收器存储器M2、接收器显示器LCD2和三个接收单元。台区信息发送器通过三个相线发送三路信号，由信息接收器的三个接收单元分别接收，三路信号的采集、发送和接收完全一样，下面以接在A相的第一电压波形及过零采集单元和第一脉冲生成单元为例进行说明。

图2中，第一电压波形及过零采集单元CJ-1中的发送端电压互感器PT1为电压传感器，用来将A相的正弦波信号Ua转换成交流小信号，该信号由第一运算放大器F1（型号为TLC2274）构成的电压跟随器整理后直接连至发送处理器U1的A/D转换接口，便于发送处理器U1进行处理（计算器电压值、谐波、波形等运算）。同时由第二运算放大器F2构成的比较器将正弦波信号Ua转换成方波信号，经非门U2送入发送处理器U1的CAP1口，作为零点时刻的信号捕捉基准（发送处理器U1的CAP引脚的功能是在信号产生电平变化的瞬间捕捉此变化，并记录产生的时间。因此可以根据信号的输入中断信号进行累加计时，确保在信号的过零点发出第一脉冲生成单元MC-1的控制信号）。保证信号Ua上升沿被发送处理器U1实时捕捉，并利用计时器开始计时。对于50Hz（20ms一个周波）的交流信号Ua来说，当计时器计时至9.5ms（10ms为过零点）时，即可发出脉冲信号，脉冲信号的时间长度为200us。脉冲信号发出的时间越靠近过零点，产生的的脉冲越小,反之越大。

发送处理器U1为DSP芯片，型号为TMS320F2812，负责采集电压信号，并在信号的下一个过零点发出控制信号。另外，发送处理器U1内部自带16位A/D转换器，可将运算放大器处理的电压正弦波信号转换为数字信号，计算其电压值，并以220V为基准，按比例提前或者延迟控制信号的发出时间，保证控制脉冲信号的幅度总是最合适的。

发送处理器U1将需要发送的编码信息转换成位信号，当此位为”1”时，则发送处理器U1在捕捉到正弦波过零点时发出控制信号，使脉冲生成电路在AC220V线路的A相上发出脉冲，而如果此位为”0”，则发送处理器U1在捕捉到正弦波过零点时不发出控制信号。

第二电压波形及过零采集单元CJ-2和第三电压波形及过零采集单元CJ-3的工作原理与第一电压波形及过零采集单元CJ-1相同。

发送器键盘KB1和发送器显示器LCD1用于实现信息的显示和人机交互，发送器存储器M1用来对测试过程中的数据进行保存。

发送处理器U1发出的电流脉冲控制信号经过三极管Q放大整形后送入光电耦合器U3，将电信号转换成光信号，光信号再转换成电信号后控制双向可控硅D的开通和关断，实现弱电信号到强电信号的安全隔离。双向可控硅D开通时，相线A和零线N之间产生微秒级的瞬间电流，并沿着A相线路向远端传输。电感L用来限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击，平滑电压中包含的尖峰脉冲。

接收单元的解码过程就是分析每一个正弦波形是否存在电流脉冲信号，如果存在，对应位设置为“1”，没有就为“0”，从而组成16进制数据，完成解码。

图3中，接收端电压互感器PT2为电压传感器，用来将正弦波信号Ua转换成交流小信号，该信号经过第三运算放大器F3整理后直接连至接收处理器U4的A/D转换接口，便于接收处理器U4进行处理（计算其电压值、谐波、波形等）。接收处理器U4内置的A/D完成每周波120个数据的采样，将50周波的数据保存起来。解码时首先分析过零点的位置，然后将过零起点前1ms内的数据取出来（6个），不带有脉冲的波形是按照正弦变化的，而带有脉冲的波形则会在非零值位置出现零值，由此可以判断出此周波是否含有脉冲，对后续周波逐个进行判断，直至产生一组数据，再与特定数据进行比较，一致则说明接收到了需要的数据。例如收到：00101010。那么，它代表的数据的为0x2A,即表示这是2号变压器A相的线路。

Claims (5)

1.一种台区用户识别装置，其特征是，它包括台区信息发送器和信息接收器，所述台区信息发送器包括发送处理器（U1）、三相工频信号采样电路和三相脉冲生成电路，所述三相工频信号采样电路的输入端接台区变压器低压侧的三相电压，输出端接发送处理器（U1）的输入端口，所述三相脉冲生成电路的输入端接发送处理器（U1）的输出端口，其三相脉冲输出端接台区变压器低压侧的输电线路，所述信息接收器接在用户电能表的进线端。

2.根据权利要求1所述的一种台区用户识别装置，其特征是，所述三相工频信号采样电路包括三个电压波形及过零采集单元，每个电压波形及过零采集单元包括发送端电压互感器（PT1）、非门（U2）和两个运算放大器，所述发送端电压互感器（PT1）的输入端接台区变压器低压侧的相电压；第一运算放大器（F1）接成电压跟随器，其输入端接发送端电压互感器（PT1）的输出端，输出端接发送处理器（U1）的输入端口；第二运算放大器（F2）接成比较器，其两个输入端分别接发送端电压互感器（PT1）的两个输出端，输出端经非门（U2）接发送处理器（U1）的输入端口。

3.根据权利要求1或2所述的一种台区用户识别装置，其特征是，所述三相脉冲生成电路包括三个脉冲生成单元，每个脉冲生成单元包括三极管（Q）、光电耦合器（U3）、可控硅（D）和电感（L），所述三极管（Q）的基极经耦合电阻（RQ）接发送处理器（U1）的输出端口，集电极接电源正极，发射极经光电耦合器（U3）内的发光二极管接地，所述可控硅（D）与电感（L）串联连接后接于对应的相线与零线之间，可控硅（D）的控制极经光电耦合器（U3）内的光电管接电源正极。

4.根据权利要求3所述的一种台区用户识别装置，其特征是，所述信息接收器包括接收处理器（U4）和三个接收单元，每个接收单元包括接收端电压互感器（PT2）和第三运算放大器（F3），所述接收端电压互感器（PT2）的输入端接用户电能表的进线端电压，所述第三运算放大器（F3）接成电压跟随器，其输入端接接收端电压互感器（PT2）的输出端，输出端接接收处理器（U4）的输入端口。

5.根据权利要求4所述的一种台区用户识别装置，其特征是，所述发送处理器（U1）和接收处理器（U4）均设有键盘、存储器和显示器。