高压放大器在电力线载波通信及高压监测中的应用

描述


 

实验名称:

高压放大器在电力线载波通信及高压监测中的应用

实验方向:

高压监测、电力线载波通信、卷积神经网络

实验设备:

ATA-2161高压放大器、信号发生器、“电容器内LED”器件、示波器、硅雪崩光电探测器、电脑

实验目的:

采用信号发生器+功率放大器输出交流高压,实现“电容器内LED”器件的无线点亮,通过采集LED的发光特性反推高压源的电压参数(幅度频率),并实现“电容器内LED”器件的无线点亮,通过采集LED的发光波形实现电力线载波通信。

 

电力线载波通信

实验过程:

1、采用信号发生器+高压放大器输出频率幅度固定的交流高压信号,该信号在导线周围产生相应分布的电场;

2、将具有外金属极板1/内金属极板1-LED-内金属极板2/外金属极板2结构的“电容器内LED”器件置于导线下方,利用电磁感应的方式“无线”驱动LED发光;

 

电力线载波通信

 

3、采用硅雪崩光电探测器接受LED的亮度信号并转换成电压信号并实时显示在示波器上,电脑同步处理采集的波形,实现高压源的电压参数的检测及电力线载波通信

 

实验结果:

提出的“电容器内LED”在不需要外部电源的情况下,可以将高压线上的高压转换成光脉冲,从而实现自供电的高压检测。该方法可以灵敏地提取高压幅值,拟合优度高达0.99967。此外,来自器件产生的光脉冲波形可以精准反映高压线上的谐波污染,从而导致输出光脉冲的分裂。

 

电力线载波通信

建立了一个1D-CNN,能够识别高压线路上的谐波污染,正确率为94.53%。此外,由于器件对电势变化率的高灵敏度,能够准确地解调高压线路上携带的信息,并将其应用于电力线载波通信中。

 

电力线载波通信

实验中用到的ATA-2161高压放大器的参数指标:
 

电力线载波通信

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