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

(寧波奉化供電局，寧波 奉化 315500)

隨著自動化電力集中抄表系統不斷應用，基于GPRS無線通信兩類集中抄表系統得到廣泛應用。并借用采用低壓電力載波技術的“用戶臺區歸屬”識別儀，來區分不同臺區交界邊緣計量電表的變壓器歸屬問題；確保正確計算變壓器臺區線損，和按正確范圍發放停電通知等工作。但在實際應用中普遍反映此類儀器載波通信不穩定、效率低，識別能力弱，無法真正達到實用化程度。通過實踐測試、分析，總結出一種通過改進識別儀裝接工藝，提高低壓電力載波通信效率的方法。

電力集中抄表系統；用戶臺區歸屬；低壓電力載波技術

1 引言

近年來，很多供電企業為了提高低壓用電客戶用電量抄收效率，對低壓電力客戶實施了自動化集中抄表系統。以低壓電力線載波和基于GPRS無線通信兩類集中抄表系統居多。前者，實施時無須專門敷設通信線路，投資相對較少，管理方便；但電力載波傳輸受無線電信號、電磁信號、脈沖信號等環境因素干擾多，在低壓電網中通信及時性相對較差。而后者，除了首次成本較高外，性能優勢明顯。目前，筆者所在地區，除了電表分散的農村區域采用低壓電力線載波方式外，城區都采用了基于GPRS的無線遠程集中抄表系統，實際運行效果良好。但由于供電企業在電力業務擴充過程中，在不同臺區交接邊緣新裝用戶時必須分清線路所屬變壓器，因為這將影響臺區變壓器線損計算和停電通知發放范圍等工作的準確性。而基于GPRS的無線遠程集中抄表技術本身無法解決臺區交接邊緣處臺區歸屬(以下簡稱“用戶臺區歸屬”)界定問題，因為種種原因，不借用技術手段僅憑人工來處理這一問題，實際情況表明很容易搞錯，由此直接影響用電檢查工作和客戶優質服務質量。為了準確界定“用戶臺區歸屬”對應關系即：客戶電表與其供電變壓器之間的從屬關系，還得采用其他方法解決，而電力線載波技術本身就解決了此問題，為此，市面上也出現了“用戶臺區歸屬”識別儀，但在實際應用中普遍反映此類儀器載波通信不穩定、效率低，識別能力弱，無法真正達到實用化程度。筆者通過實踐測試、分析，總結出一種通過改進識別儀裝接工藝，提高低壓電力載波通信效率的方法。現介紹如下：

基于GPRS的無線遠程集中抄表系統中識別儀應用介紹

GPRS無線抄表系統使用采集終端,通過RS485 方式把采集點的電能表數據采集起來,再使用GPRS 把數據傳送到監控中心,由監控中心的軟件對數據進行匯總處理,并把必要的信息返回數據采集終端,采集終端向智能電能表發送指令,執行相關操作。系統主要由智能電能表、電能表數據采集終端和監控中心服務器組成。系統原理示意圖如圖1 所示。

圖1 無線抄表系統原理示意圖

在此方案中，某個電能表的數據由采集終端收集，通過GPRS無線網絡傳遞到監控中心服務器，從接收的信息(包括通信狀態)中，無法鑒別該電能表連接著哪臺供電變壓器。

380V電力線載波自動抄表系統示意圖(如圖2所示)。

圖2

如圖2，電力載波集抄系統中，采集終端設備將多個電能表電能量的信息集中抄讀，通過電力載波傳送到變壓器端的集中器，然后由集中器通過多種傳輸方式將數據輸送到監控中心服務器，我們可以通過集中器與采集終端的通信有效性來判定臺區用戶關系。

2 小區變壓器配電接線示意圖(見圖3)

配電裝置的總進線、分支線中都有電流互感器存在。在電力載波系統實施過程中，我們發現集中器或識別儀的主機(以下統稱“集中器”)掛接在A2B2C2或A1B1C1處時，集中器和采集終端或識別儀的分機(以下統稱“采集終端”)的通訊效果差異較大。經過對現場配電線路的仔細觀察和分析，我們終于發現，原來問題出在臺變總表的穿心式互感器上，現場的配電簡圖如圖4所示。

由于載波信號是高頻信號，一般大于100kHz，安裝在上半區的集中器和安裝在下半區的采集終端的通訊過程中，載波信號要二次穿過互感器，對高頻信號而言，穿心式互感器相當于一個不小的電抗器，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，經過互感器后的信號電壓為：

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，由于穿心式互感器的阻斷作用，信號經過它時被衰減了數十倍，選成了上下半區通訊差異。

3 解決辦法

用導線將A1與A2，B1與B2，C1與C2短接，注意不要搞錯相序。載波信號勿須穿過互感器就直接到達下半區。實踐驗證，效果非常理想。在GPRS無線遠程集中抄表系統環境中，小區變壓器配電計量裝置配有電流互感器時，使用識別儀時，要通過合理接線，讓載波信號避開電流互感器，提高“用戶臺區歸屬”識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(1968-)，男，浙江奉化人，高級工程師，從事電力通信、信息化工作。