直流信号注入电路制造技术

直流信号注入电路，包括：依次连接的信号发生模块、工作控制模块、电压转电流模块和信号注入模块，及为前述模块供电的电源模块；所述信号发生模块用于发生占空比不等于50％的方波信号；所述工作控制模块与电网系统中的电表相连，根据从电表处接收的指令控制所述信号发生模块产生的方波信号能否进入所述电压转电流模块；所述电压转电流模块用于将所述信号发生模块产生的方波信号转换为电流信号；所述信号注入模块与电网线路的火线及零线相连，用于将所述电压转电流模块转换的电流信号注入到电网线路中。本实用新型专利技术通过产生携带有基波及偶次谐波分量的直流信息并注入到低压电网中，易检测、功耗低且频率可根据需要调整，能有效实现台区拓扑识别。效实现台区拓扑识别。效实现台区拓扑识别。

【技术实现步骤摘要】
直流信号注入电路


[0001]本技术属于电子电路
，具体涉及一种应用于低压电网拓扑识别的直流信号注入电路。

技术介绍

[0002]在物联网、大数据、人工智能技术的快速发展下，电能的发、输、配、变、用、储等各个环节设施也通过物联网、人工智能等现代化技术连接在一起，以实现对电力系统的有效管理，控制电源侧、电网侧与用户侧等资源，使其效益最大化。为了方便管理以及一户一表制度的落实，低压台区的拓扑关系，也就是电力用户与台区变压器的物理拓扑连接关系，需实时更新与纠正。
[0003]目前，智能低压电网主要采用分支电流分析法、特征信号法以及特征电流法来进行拓扑关系识别。其中，分支电流分析法在测试过程中会出现信号窜分支的情况，无法保证分支电流及所下电表电流在同一分支下，准确度较低。点对点注入特征信号法因需要人工操作的步骤较多，大大地限制了工作效率，且识别率较低，识别成本较高。特征电流法注入的电流较大，通常为100～200mA，带来了比较大的功耗，而且准确度待提高。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种基于小电流信号的直流信号注入电路，所注入的电流信号易检测、识别准确性高，可应用于低压配电台区物理拓扑识别。
[0005]为了实现上述目的，本技术采取如下的技术解决方案：
[0006]直流信号注入电路，包括：依次连接的信号发生模块、工作控制模块、电压转电流模块和信号注入模块，以及为前述模块供电的电源模块；所述信号发生模块用于发生占空比不等于50％的方波信号；所述工作控制模块与电网系统中的电表相连，根据从电表处接收的指令控制所述信号发生模块产生的方波信号能否进入所述电压转电流模块；所述电压转电流模块用于将所述信号发生模块产生的方波信号转换为电流信号；所述信号注入模块与电网线路的火线及零线相连，用于将所述电压转电流模块转换的电流信号注入到电网线路中。
[0007]可选的，所述信号发生模块包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的同相输入端经第一电阻与供电电源端相连，且同时经第二电阻与其输出端相连，所述第一运算放大器的反相输入端经第一电容与供电电源端相连，且同时与滑动变阻器相连，所述滑动变阻器的另一端与电容充电回路以及电容放电回路相连，所述电容放电回路包括依次连接的第一二极管和第五电阻，所述第一二极管的正极与所述滑动变阻器相连，所述第五电阻与所述第一运算放大器的输出端相连，所述电容充电回路包括依次连接的第二二极管和第六电阻，所述第二二极管的负极与所述滑动变阻器相连，所述第六电阻与所述第一运算放大器的输出端相连，所述第一运算放大器的输出端与所述工作控制模块相连。
[0008]可选的，所述工作控制模块为模拟开关，所述信号发生模块经所述模拟开关与所
述电压转电流模块相连。
[0009]可选的，所述模拟开关的接地引脚和电源引脚之间接有第二电容。
[0010]可选的，所述电压转电流模块包括第二运算放大器和第三运算放大器，所述第二运算放大器的反相输入端与所述工作控制模块的输出端相连，且同时经第七电阻与所述第三运算放大器的输出端相连，以及经所述第八电阻与其输出端相连，所述第二运算放大器的同相输入端与供电电源端相连，所述第二运算放大器的输出端与所述信号注入模块相连；所述第三运算放大器的同相输入端与供电电源端相连，反相输入端经第九电阻与所述第二运算放大器的输出端相连，所述第三运算放大器的输出端经第三电容与其反相输入端相连，所述第三电容与第十电阻并联。
[0011]可选的，所述信号注入模块包括耦合线圈、电感及安规电容，所述耦合线圈一次侧的一个输入端和供电电源端相连，另一个输入端和所述电压转电流模块的输出端相连，二次侧的一个输出端和电网线路的零线相连，另一个输出端经所述电感及所述安规电容与电网线路的火线相连。
[0012]可选的，所述电源模块从电表取电，其包括第四运算放大器和滤波电路，所述第四运算放大器的反相输入端和其输出端相连，同相输入端经第十二电阻与电表的供电端相连，并同时经第十一电阻接地，所述第四运算放大器的输出端与所述滤波电路相连。
[0013]可选的，所述滤波电路由四个电容组成。
[0014]由以上技术方案可知，本技术通过产生携带有基波及偶次谐波分量的直流信息，并将该直流信息注入到低压电网中，该信号易检测，识别准确度高，且电流信号仅为20～60mA，功耗低，频率可根据需要调整，不会对低压电网产生不良影响。而且本技术电路结构简单，在具体应用中所使用的运放芯片可根据信号产生频率来进行选择，价格便宜且容易获取，生产成本低。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本技术实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本技术实施例的电路框图；
[0017]图2为本技术实施例的电路图；
[0018]图3为应用本技术的拓扑结构示意图。
[0019]以下结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细地说明。
具体实施方式
[0020]为了让本技术的上述和其它目的、特征及优点能更明显，下文特举本技术实施例，并配合所附图示，做详细说明如下。
[0021]如图1所示，本实施例的直流信号注入电路包括信号发生模块1、工作控制模块2、电压转电流模块3、信号注入模块4以及为前述模块供电的电源模块5。其中，电源模块5与电表相连，从电表端取电后为各模块供电。信号发生模块1、工作控制模块2、电压转电流模块3
和信号注入模块4依次连接。信号发生模块1用于发生占空比不等于50％的方波信号(电压信号)。工作控制模块2与电表相连，从电表处接收控制指令，以控制信号发生模块1所产生的信号能否进入电压转电流模块3。信号发生模块1输出的是带有特定频率的电压信号，该电压信号需要转换为携带有基波及偶次谐波分量的直流信号后才能输入到低电压电网中，以被后续检测系统所检测，电压转电流模块3用于将电压信号转换为电流信号。信号注入模块4用于将电压转电流模块转换的电流信号注入到电网线路中。
[0022]占空比等于50％的方波在经过傅里叶变换后，由等于其频率的基波及3,5,7
…
等奇次谐波构成，由于奇次谐波的正负相抵，在计算信号的算数平均值时，计算结果为零，而占空比不等于50％的方波在经过傅里叶变换后，由等于其频率的基波、3,5,7
…
等奇次谐波和2,4,6
…
等偶次谐波构成，由于偶次谐波的存在，计算信号的算数平均值时，计算结果不为零，用于作为特征信号，可以被检测系统检测到，并可通过偶次谐波分量区别于其它的电流信号。本技术的直流信号注入电路就是将该携带有偶次谐波分量的直流信号注入电网线路中，从而实现准确拓扑识别。
[0023]信号发生模块1用于产生占本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.直流信号注入电路，其特征在于，包括：依次连接的信号发生模块、工作控制模块、电压转电流模块和信号注入模块，以及为前述模块供电的电源模块；所述信号发生模块用于发生占空比不等于50％的方波信号；所述工作控制模块与电网系统中的电表相连，用于根据从电表处接收的指令控制所述信号发生模块产生的方波信号能否进入所述电压转电流模块；所述电压转电流模块用于将所述信号发生模块产生的方波信号转换为电流信号；所述信号注入模块与电网线路的火线及零线相连，用于将所述电压转电流模块转换的电流信号注入到电网线路中。2.如权利要求1所述的直流信号注入电路，其特征在于：所述信号发生模块包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的同相输入端经第一电阻与供电电源端相连，且同时经第二电阻与其输出端相连，所述第一运算放大器的反相输入端经第一电容与供电电源端相连，且同时与滑动变阻器相连，所述滑动变阻器的另一端与电容充电回路以及电容放电回路相连，所述电容放电回路包括依次连接的第一二极管和第五电阻，所述第一二极管的正极与所述滑动变阻器相连，所述第五电阻与所述第一运算放大器的输出端相连，所述电容充电回路包括依次连接的第二二极管和第六电阻，所述第二二极管的负极与所述滑动变阻器相连，所述第六电阻与所述第一运算放大器的输出端相连，所述第一运算放大器的输出端与所述工作控制模块相连。3.如权利要求1所述的直流信号注入电路，其特征在于：所述工作控制模块为模拟开关，所述信号发生模块经所述模拟开关与所述电压转电流模块相连。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：肖建军，
申请(专利权)人：珠海多创科技有限公司，
类型：新型
国别省市：