一种基于有源滤波技术的电阻投切式台区识别仪的制作方法

1.本发明涉及有源滤波技术领域，尤其涉及一种基于有源滤波技术的电阻投切式台区识别仪。


背景技术：

2.用户的台区归属识别一直是电网管理部门的关注重点。居民小区在建设过程中，可能因为个别新建小区存在布局混乱、不规范施工，以及老旧小区电力系统提升改造引起的线路变化等情况，造成用户的台区隶属关系错误或混乱。不准确的台区档案不仅会造成台区及分相线损分析数据误差大，业扩新增负荷安排不合理，影响负载均衡等问题，还会降低远程费控和远程充值的成功率。只有明确各个用户的归属问题，才能为实现台区精细化管理提供真实准确的基础数据。
3.上述方法虽然能较好的实现台区识别，但会造成瞬间短路在电压、电流上产生巨大脉冲，才能实现识别，会引起电网电压、电流的巨大波动，控制不好会危害用户设备，且推广成本高。电阻投切技术作为台区识别的另一种方法，基本原理是在电能表或要识别相位的分线端上加装电阻投切装置，控制电阻投切方式(比如通断规律)，可以在电网中馈送设定规律的谐波电流，通过在变压器二次侧检测该频点谐波电流变化规律，即可实现户变关系识别。基于电阻投切的户变关系识别方法具有效果稳定、可靠、成本低，易于推广，成为解决台区识别问题的新方法。但在谐波的干扰下电阻投切式台区识别仪台区识别仪不能准确识别发送的信号，或者在长距离传输信号时造成投切信号衰减从而判别失败，成为影响电阻投切式台区识别仪识别准确率的重要因素。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种基于有源滤波技术的电阻投切式台区识别仪，通过信号发送模块、信号接收模块来实现台区识别功能，在信号接收模块中嵌入有源滤波模块过滤谐波，比对信号的频谱特性来进行台区识别判断，使用简便，提高了电阻投切式台区识别仪台区识别的准确率。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种基于有源滤波技术的电阻投切式台区识别仪，包括三相电流钳、有源滤波器、运算放大器、主控模块；
7.三相电流钳用于采集被测变压器激励信号，通过有源滤波器进行滤波处理，有源滤波电路由滤波模块和放大模块组成，滤波模块由三级串联多反馈带通滤波器构成，用于滤除谐波信号的噪声干扰，放大模块放大滤波产生的电压信号，消除因通信距离导致的信号衰减，滤波后的信号通过运算放大器放大，发送到主控模块进行台区识别，识别后进行结果显示。
8.进一步地，所述有源滤波器用于检测负载谐波电流并提供对应的补偿电流。
9.进一步地，所述对信号的三相电流钳采集、有源滤波器滤波、运算放大器放大、主
控模块台区识别、结果显示过程在弱电下进行，被测架空导线/电能表停电状态也可操作。
10.本发明的有益技术效果：本专利在电阻投切式台区识别仪原有基础上，将有源滤波器与之结合，解决了原本电阻投切式台区识别仪的短板问题，实现检测负载谐波电流并主动提供对应的补偿电流，提高了信号增益，有效滤除工频及其谐波干扰，准确地提取主机投切的信号，提升了电阻投切式台区识别仪准确率。
附图说明
11.图1为本发明信号接收模块结构图。
12.图2为基于本发明的台区识别仪检测接线原理图。
13.图3为本发明有源滤波电路图。
14.图4为本发明实施例待滤波信号波形图。
15.图5为本发明实施例有源滤波提取信号波形图。
16.图6为本发明实施例无源滤波提取信号波形图。
具体实施方式
17.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。
18.实施例：
19.信号接收模块如图1所示，主要完成对信号的实时采集、滤波、放大、台区识别、结果显示等处理。激励信号流经被测变压器绕组后，通过有源滤波器滤除三相电流钳中的带外信号，然后通过宽带运算放大器完成放大处理实时送入主控模块。信号的采集过程均在弱电下进行，被测架空导线/电能表停电状态也可操作。本专利在电阻投切式台区识别仪原有基础上，创新性的将有源滤波器与之结合，解决了原本电阻投切式台区识别仪的短板问题，实现检测负载谐波电流并主动提供对应的补偿电流，提高了信号增益，有效滤除工频及其谐波干扰，准确地提取主机投切的信号，提升了电阻投切式台区识别仪准确率。
20.应用有源滤波技术的电阻投切式台区识别仪如图2所示，通过主机和从机来判别用户的台区归属。所述主机安装在用户表箱端或要识别相位的分线端或单向用电端，与要测量的相位的相线和零线连接，所述从机通过电流互感器与台区变压器的三相电流出线的二次侧相接。主机通过产生特征码位信息并注入电力线，从机通过有源滤波器对检测的相位信号滤波后检测电力线上的目标特征码位，如果检测到目标特码位把检测结果上传给主机，主机对智能电表所在相位做出判断。
21.台区识别仪从机在检测线路中的目标特征码位时，极易受到谐波、主从机距离等因素影响，基于这些因素，针对性设计了有源滤波电路。如图3所示，有源滤波电路由滤波和放大两个模块构成，滤波模块由三级串联多反馈带通滤波器构成，有效减少谐波信号的噪声干扰，确保目标特征信号的纯净度；放大模块放大滤波产生的电压信号，消除因通信距离导致信号衰减，实现输出信号的增益。有源滤波器可以检测负载谐波电流并主动提供对应的补偿电流，对于电阻投切式台区识别仪来说，可以有效滤除工频及其谐波干扰，提取主机投切的信号。
22.由主机投切信号、工频信号和其他噪声信号组成的待滤波信号如图4所示，有源滤波电路提取到的主机投切信号如图5所示，无源滤波电路提取到的主机投切信号如图6所示。从以上实验可以看出，相比于无源滤波器，有源滤波器可以更精准的提取到投切的特征信号，其应用可克服rc、lc等传统滤波器的谐波抑制和无功补偿方法的缺点，减小信号衰减，提高信号增益，提高电阻投切式台区识别仪台区识别成功率。
23.上述实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可做出各种变换和变化以得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应归入本发明的专利保护范围。


技术特征：
1.一种基于有源滤波技术的电阻投切式台区识别仪，其特征在于，包括三相电流钳、有源滤波器、运算放大器、主控模块；三相电流钳用于采集被测变压器激励信号，通过有源滤波器进行滤波处理，有源滤波电路由滤波模块和放大模块组成，滤波模块由三级串联多反馈带通滤波器构成，用于滤除谐波信号的噪声干扰；放大模块放大滤波产生的电压信号，消除因通信距离导致的信号衰减，滤波后的信号通过运算放大器放大，发送到主控模块进行台区识别，识别后进行结果显示。2.根据权利要求1所述的一种基于有源滤波技术的电阻投切式台区识别仪，其特征在于，所述有源滤波器用于检测负载谐波电流并提供对应的补偿电流。3.根据权利要求1所述的一种基于有源滤波技术的电阻投切式台区识别仪，其特征在于，所述对信号的三相电流钳采集、有源滤波器滤波、运算放大器放大、主控模块台区识别、结果显示过程在弱电下进行，被测架空导线/电能表停电状态也可操作。

技术总结
本发明涉及有源滤波技术领域，公开了一种基于有源滤波技术的电阻投切式台区识别仪，在电阻投切式台区识别仪原有基础上，将有源滤波器与之结合，解决了原本电阻投切式台区识别仪的短板问题，实现检测负载谐波电流并主动提供对应的补偿电流，提高了信号增益，有效滤除工频及其谐波干扰，准确地提取主机投切的信号，提升了电阻投切式台区识别仪准确率。提升了电阻投切式台区识别仪准确率。提升了电阻投切式台区识别仪准确率。


技术研发人员：窦文强 刘魁魁 季英良 徐攀登
受保护的技术使用者：青岛鼎信通讯股份有限公司
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/7/21