低压电力线载波通信效果分析与提高

(宁波奉化供电局，宁波 奉化 315500)

低压电力线载波通信效果分析与提高

张明达

(宁波奉化供电局，宁波 奉化 315500)

随着自动化电力集中抄表系统不断应用，基于GPRS无线通信两类集中抄表系统得到广泛应用。并借用采用低压电力载波技术的“用户台区归属”识别仪，来区分不同台区交界边缘计量电表的变压器归属问题；确保正确计算变压器台区线损，和按正确范围发放停电通知等工作。但在实际应用中普遍反映此类仪器载波通信不稳定、效率低，识别能力弱，无法真正达到实用化程度。通过实践测试、分析，总结出一种通过改进识别仪装接工艺，提高低压电力载波通信效率的方法。

电力集中抄表系统；用户台区归属；低压电力载波技术

1 引言

近年来，很多供电企业为了提高低压用电客户用电量抄收效率，对低压电力客户实施了自动化集中抄表系统。以低压电力线载波和基于GPRS无线通信两类集中抄表系统居多。前者，实施时无须专门敷设通信线路，投资相对较少，管理方便；但电力载波传输受无线电信号、电磁信号、脉冲信号等环境因素干扰多，在低压电网中通信及时性相对较差。而后者，除了首次成本较高外，性能优势明显。目前，笔者所在地区，除了电表分散的农村区域采用低压电力线载波方式外，城区都采用了基于GPRS的无线远程集中抄表系统，实际运行效果良好。但由于供电企业在电力业务扩充过程中，在不同台区交接边缘新装用户时必须分清线路所属变压器，因为这将影响台区变压器线损计算和停电通知发放范围等工作的准确性。而基于GPRS的无线远程集中抄表技术本身无法解决台区交接边缘处台区归属(以下简称“用户台区归属”)界定问题，因为种种原因，不借用技术手段仅凭人工来处理这一问题，实际情况表明很容易搞错，由此直接影响用电检查工作和客户优质服务质量。为了准确界定“用户台区归属”对应关系即：客户电表与其供电变压器之间的从属关系，还得采用其他方法解决，而电力线载波技术本身就解决了此问题，为此，市面上也出现了“用户台区归属”识别仪，但在实际应用中普遍反映此类仪器载波通信不稳定、效率低，识别能力弱，无法真正达到实用化程度。笔者通过实践测试、分析，总结出一种通过改进识别仪装接工艺，提高低压电力载波通信效率的方法。现介绍如下：

基于GPRS的无线远程集中抄表系统中识别仪应用介绍

GPRS无线抄表系统使用采集终端,通过RS485 方式把采集点的电能表数据采集起来,再使用GPRS 把数据传送到监控中心,由监控中心的软件对数据进行汇总处理,并把必要的信息返回数据采集终端,采集终端向智能电能表发送指令,执行相关操作。系统主要由智能电能表、电能表数据采集终端和监控中心服务器组成。系统原理示意图如图1 所示。

图1 无线抄表系统原理示意图

在此方案中，某个电能表的数据由采集终端收集，通过GPRS无线网络传递到监控中心服务器，从接收的信息(包括通信状态)中，无法鉴别该电能表连接着哪台供电变压器。

380V电力线载波自动抄表系统示意图(如图2所示)。

图2

如图2，电力载波集抄系统中，采集终端设备将多个电能表电能量的信息集中抄读，通过电力载波传送到变压器端的集中器，然后由集中器通过多种传输方式将数据输送到监控中心服务器，我们可以通过集中器与采集终端的通信有效性来判定台区用户关系。

2 小区变压器配电接线示意图(见图3)

配电装置的总进线、分支线中都有电流互感器存在。在电力载波系统实施过程中，我们发现集中器或识别仪的主机(以下统称“集中器”)挂接在A2B2C2或A1B1C1处时，集中器和采集终端或识别仪的分机(以下统称“采集终端”)的通讯效果差异较大。经过对现场配电线路的仔细观察和分析，我们终于发现，原来问题出在台变总表的穿心式互感器上，现场的配电简图如图4所示。

由于载波信号是高频信号，一般大于100kHz，安装在上半区的集中器和安装在下半区的采集终端的通讯过程中，载波信号要二次穿过互感器，对高频信号而言，穿心式互感器相当于一个不小的电抗器，电路原理如图5所示。

图3

图4

图5

Vi是载波信号源；RT是线路的分布电阻(一般2～70Ω)；RZ是接收端的输入阻抗；L是穿心式互感器的电感，经过互感器后的信号电压为：

RZ，RT很小，一般在十几欧姆左右，而穿心式互感器的感抗为：

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

由此可见，由于穿心式互感器的阻断作用，信号经过它时被衰减了数十倍，选成了上下半区通讯差异。

3 解决办法

用导线将A1与A2，B1与B2，C1与C2短接，注意不要搞错相序。载波信号勿须穿过互感器就直接到达下半区。实践验证，效果非常理想。在GPRS无线远程集中抄表系统环境中，小区变压器配电计量装置配有电流互感器时，使用识别仪时，要通过合理接线，让载波信号避开电流互感器，提高“用户台区归属”识别仪的载波通信效率，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

张明达(1968-)，男，浙江奉化人，高级工程师，从事电力通信、信息化工作。