低壓電力線載波通信效果分析與提高

(寧波奉化供電局，寧波 奉化 315500)

低壓電力線載波通信效果分析與提高

張明達(dá)

(寧波奉化供電局，寧波 奉化 315500)

隨著自動(dòng)化電力集中抄表系統(tǒng)不斷應(yīng)用，基于GPRS無(wú)線通信兩類集中抄表系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。并借用采用低壓電力載波技術(shù)的“用戶臺(tái)區(qū)歸屬”識(shí)別儀，來(lái)區(qū)分不同臺(tái)區(qū)交界邊緣計(jì)量電表的變壓器歸屬問(wèn)題；確保正確計(jì)算變壓器臺(tái)區(qū)線損，和按正確范圍發(fā)放停電通知等工作。但在實(shí)際應(yīng)用中普遍反映此類儀器載波通信不穩(wěn)定、效率低，識(shí)別能力弱，無(wú)法真正達(dá)到實(shí)用化程度。通過(guò)實(shí)踐測(cè)試、分析，總結(jié)出一種通過(guò)改進(jìn)識(shí)別儀裝接工藝，提高低壓電力載波通信效率的方法。

電力集中抄表系統(tǒng)；用戶臺(tái)區(qū)歸屬；低壓電力載波技術(shù)

1 引言

近年來(lái)，很多供電企業(yè)為了提高低壓用電客戶用電量抄收效率，對(duì)低壓電力客戶實(shí)施了自動(dòng)化集中抄表系統(tǒng)。以低壓電力線載波和基于GPRS無(wú)線通信兩類集中抄表系統(tǒng)居多。前者，實(shí)施時(shí)無(wú)須專門敷設(shè)通信線路，投資相對(duì)較少，管理方便；但電力載波傳輸受無(wú)線電信號(hào)、電磁信號(hào)、脈沖信號(hào)等環(huán)境因素干擾多，在低壓電網(wǎng)中通信及時(shí)性相對(duì)較差。而后者，除了首次成本較高外，性能優(yōu)勢(shì)明顯。目前，筆者所在地區(qū)，除了電表分散的農(nóng)村區(qū)域采用低壓電力線載波方式外，城區(qū)都采用了基于GPRS的無(wú)線遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)，實(shí)際運(yùn)行效果良好。但由于供電企業(yè)在電力業(yè)務(wù)擴(kuò)充過(guò)程中，在不同臺(tái)區(qū)交接邊緣新裝用戶時(shí)必須分清線路所屬變壓器，因?yàn)檫@將影響臺(tái)區(qū)變壓器線損計(jì)算和停電通知發(fā)放范圍等工作的準(zhǔn)確性。而基于GPRS的無(wú)線遠(yuǎn)程集中抄表技術(shù)本身無(wú)法解決臺(tái)區(qū)交接邊緣處臺(tái)區(qū)歸屬(以下簡(jiǎn)稱“用戶臺(tái)區(qū)歸屬”)界定問(wèn)題，因?yàn)榉N種原因，不借用技術(shù)手段僅憑人工來(lái)處理這一問(wèn)題，實(shí)際情況表明很容易搞錯(cuò)，由此直接影響用電檢查工作和客戶優(yōu)質(zhì)服務(wù)質(zhì)量。為了準(zhǔn)確界定“用戶臺(tái)區(qū)歸屬”對(duì)應(yīng)關(guān)系即：客戶電表與其供電變壓器之間的從屬關(guān)系，還得采用其他方法解決，而電力線載波技術(shù)本身就解決了此問(wèn)題，為此，市面上也出現(xiàn)了“用戶臺(tái)區(qū)歸屬”識(shí)別儀，但在實(shí)際應(yīng)用中普遍反映此類儀器載波通信不穩(wěn)定、效率低，識(shí)別能力弱，無(wú)法真正達(dá)到實(shí)用化程度。筆者通過(guò)實(shí)踐測(cè)試、分析，總結(jié)出一種通過(guò)改進(jìn)識(shí)別儀裝接工藝，提高低壓電力載波通信效率的方法?，F(xiàn)介紹如下：

基于GPRS的無(wú)線遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)中識(shí)別儀應(yīng)用介紹

GPRS無(wú)線抄表系統(tǒng)使用采集終端,通過(guò)RS485 方式把采集點(diǎn)的電能表數(shù)據(jù)采集起來(lái),再使用GPRS 把數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心,由監(jiān)控中心的軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總處理,并把必要的信息返回?cái)?shù)據(jù)采集終端,采集終端向智能電能表發(fā)送指令,執(zhí)行相關(guān)操作。系統(tǒng)主要由智能電能表、電能表數(shù)據(jù)采集終端和監(jiān)控中心服務(wù)器組成。系統(tǒng)原理示意圖如圖1 所示。

圖1 無(wú)線抄表系統(tǒng)原理示意圖

在此方案中，某個(gè)電能表的數(shù)據(jù)由采集終端收集，通過(guò)GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳遞到監(jiān)控中心服務(wù)器，從接收的信息(包括通信狀態(tài))中，無(wú)法鑒別該電能表連接著哪臺(tái)供電變壓器。

380V電力線載波自動(dòng)抄表系統(tǒng)示意圖(如圖2所示)。

圖2

如圖2，電力載波集抄系統(tǒng)中，采集終端設(shè)備將多個(gè)電能表電能量的信息集中抄讀，通過(guò)電力載波傳送到變壓器端的集中器，然后由集中器通過(guò)多種傳輸方式將數(shù)據(jù)輸送到監(jiān)控中心服務(wù)器，我們可以通過(guò)集中器與采集終端的通信有效性來(lái)判定臺(tái)區(qū)用戶關(guān)系。

2 小區(qū)變壓器配電接線示意圖(見(jiàn)圖3)

配電裝置的總進(jìn)線、分支線中都有電流互感器存在。在電力載波系統(tǒng)實(shí)施過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)集中器或識(shí)別儀的主機(jī)(以下統(tǒng)稱“集中器”)掛接在A2B2C2或A1B1C1處時(shí)，集中器和采集終端或識(shí)別儀的分機(jī)(以下統(tǒng)稱“采集終端”)的通訊效果差異較大。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)配電線路的仔細(xì)觀察和分析，我們終于發(fā)現(xiàn)，原來(lái)問(wèn)題出在臺(tái)變總表的穿心式互感器上，現(xiàn)場(chǎng)的配電簡(jiǎn)圖如圖4所示。

由于載波信號(hào)是高頻信號(hào)，一般大于100kHz，安裝在上半?yún)^(qū)的集中器和安裝在下半?yún)^(qū)的采集終端的通訊過(guò)程中，載波信號(hào)要二次穿過(guò)互感器，對(duì)高頻信號(hào)而言，穿心式互感器相當(dāng)于一個(gè)不小的電抗器，電路原理如圖5所示。

圖3

圖4

圖5

Vi是載波信號(hào)源；RT是線路的分布電阻(一般2～70Ω)；RZ是接收端的輸入阻抗；L是穿心式互感器的電感，經(jīng)過(guò)互感器后的信號(hào)電壓為：

RZ，RT很小，一般在十幾歐姆左右，而穿心式互感器的感抗為：

RL=4×3.14×100×103×10-3(以f=100kHz，L+1mH)=1256

由此可見(jiàn)，由于穿心式互感器的阻斷作用，信號(hào)經(jīng)過(guò)它時(shí)被衰減了數(shù)十倍，選成了上下半?yún)^(qū)通訊差異。

3 解決辦法

用導(dǎo)線將A1與A2，B1與B2，C1與C2短接，注意不要搞錯(cuò)相序。載波信號(hào)勿須穿過(guò)互感器就直接到達(dá)下半?yún)^(qū)。實(shí)踐驗(yàn)證，效果非常理想。在GPRS無(wú)線遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)環(huán)境中，小區(qū)變壓器配電計(jì)量裝置配有電流互感器時(shí)，使用識(shí)別儀時(shí)，要通過(guò)合理接線，讓載波信號(hào)避開(kāi)電流互感器，提高“用戶臺(tái)區(qū)歸屬”識(shí)別儀的載波通信效率，提高工作效率。

AnalysisandImprovementoftheCarriedCommunicationEffectofLowVoltagePowerLines

ZHANGMing-da

(Fenghua Power Supply Bureau,Ningbo 315500,China)

With the application of automation power centralized meter reading system,centralized meter reading system which based on GPRS and wireless communication technology is wildly used.With the help of user′s switch house reorganization instrument which used the technology of low-voltage power line carrier,it can work out the problem of identify transformer of border edge measuring instrument from different switch houses;make sure figure out the line loss at transformers in the switch houses,and do the work as sending outage notices to the right areas.But in piratical application,it is generally reported that that kind of instrument has the problems such unstable communication,inefficiency,poor reorganization,and far away from actualization.After the author testing practice,analyzing,the author sums up a method which can improve the efficiency of low-voltage power line carrier communication by improving loading joint technology of recognition instrument.

automation power centralized meter reading system;user′s switch house;low-voltage power line carrier communication technology

1004-289X(2013)05-0106-03

TM93

B

2013-02-01

張明達(dá)(1968-)，男，浙江奉化人，高級(jí)工程師，從事電力通信、信息化工作。