探讨低压集抄系统采用载波技术存在的问题.doc

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探讨低压集抄系统采用载波技术存在的问题
探讨低压集抄系统采用载波技术存在的问题

摘要：低压电力线载波抄表方式是利用芯片技术对用电数据进行调制解调，通过电力线载波通信实现集中抄表。由于这种方式无需另外布线，不受种种管理规定的限制，所以安装简单。表上模块存有数据，即使系统出现故障时也不会影响计量，目前应用的集抄系统大多为载波通信集抄方式，采集模块大部分是基于FSK调制技术。

关键词：低压集抄系统；载波通信；电力线
中图分类号：F407文献标识码：A

影响电力线载波通信质量的主要因素
一是电力网络的阻抗特性及其衰减制约了信号的传输距离；二是噪声的干扰影响了数据的传输质量。因此，低压电力网载波通信在实际应用中还存在许多影响系统运行稳定的问题，包括集抄系统设备自身的技术问题、周围用电设备干扰影响的问题。同时，载波电能表及配套产品造价偏高，难以大规模推广。
2电能表集抄系统采用载波技术存在的问题
2.1数据远距离通信问题
目前，无论是采集器与集中器、集中器与主站还是集中器与掌机，都存在通信不稳定问题。载波通信的成功率相对较低，这就要求编码方式要易于接收，当出错时能够发现，并应具有一定的容错能力。发射功率越大通信距离越远，但过大的发射功率会影响家用电器的使用，甚至造成损坏，而且相关规程对发射功率也有限制，为能使用较小的发射功率传输较远的距离，必须选择最佳的耦合方案，即考虑怎样把调制的信号耦合到电力线上。另外集中器通信方式的选择也会对载波集抄系统的性能产生很大的影响。
2.2地埋电缆的通信问题
由于目前城市居民小区内用电线路大多为电缆敷设方式，能够在电缆上远距离传输是载波通信的关键性技术，目前这一问题尚没有完全解决。能够实现载波有效的在电缆上远距离传输，将有助于载波集中抄表系统的推广。
2.3抗干扰能力
系统的抗干扰能力还不能达到实用化要求。主要表现在电源对系统的影响、环境条件对系统的影响、气候变化对系统的影响等，使系统不能稳定可靠地运行。
2.4载波通信速率较低
目前，国内的抄表系统通信速率不够。只有提高通信速率才能提高载波通信系统的实用性，并使实时监测成为可能。
2.5电网干扰对载波通信的影响
如噪声干扰的影响，特别是有效电网经常会出现经高压侧耦合额过来的1～2GHz的噪声干扰，幅度达0.5～1V。又如，电网上不时出现可能是由电子镇流器及开关电源所引起的40KHz频率的干扰。对于远离载波频率的干扰比较好处理，而接近载波频率的干扰处理起来就比较困难，因为处理该干扰信号的同时，会损失有效的信号，所以这种干扰对载波通信影响较大。采取一表一个载波模块的方式是每块表内均安装一块载波采集模块，每个采集模块完成电量的数据采集计算，并通过低压电力线与设在变压器侧的集中/转发器进行通信。
2.6信号负载问题
信号负载并不等于50Hz交流负载，有关测试证明，三相的50Hz负载平衡，但载波信号在三相上传输情况不同，有的相载波通信很好，但另一相载波通信可能很差，且集中器输出的幅度很小，在较近距离内都难以通信。同时，线路衰减与传输距离有关，也与线路上负载轻重有关。传输距离远，线路负载重则衰减大。
3低压载波集抄系统存在问题的对策
3.1不同线路的布置方式对载波系统存在问题的对策
（1）电缆布置方式时，一般新建居民小区变电所低压出线至每幢楼房前的电缆分接箱，每个电缆分接箱有4～6个塑壳空气开关分别控制楼幢单元集中表箱，集抄系统的电源一般取自变压器供电的母线侧（从配电变压器的考核表处直接为集中器提供三相四线工作电源），如果在变压器母线侧不允许进行安装，集抄采集数据就会受到影响，只能在距离变压器最近的楼宇安装集中器。实践证明，安装集中器的楼房单元应靠近电缆的分接箱，不能把集中器安装在配电变压器下居民小区负荷中心位置。
（2）架空线布置方式时，由于架空线支路比较多，要想保证集中器安装与该集中器下的所有载波模块间的距离基本均等，应根据线路的走向及负荷的分布情况，尽量把集中器安装在配电变压器下居民小区负荷的中心位置。
3.2用电设备对载波系统运行稳定性的影响与对策
载波抄表时通过高频信号在低压电力线上进行传输实现其功能的，电力线上由于用电设备负荷的多重性，导致频率信号衰减程度也不同。
（1）水泵变频控制器对载波系统的影响与对策。居民小区生活水泵变频控制器对载波系统的影响会致使载波集抄系统数据不完全采集。传统的处理方式是通过控制变频信号源达到系统稳定运行，即利用时间继电器在每天凌晨用户用水低谷时切断变频控制器的工作电源，利用这段时间进行抄收，从而影响了居民用水。现由集中器首先通过噪声跟踪电路，自动监测集中器安装位置方位的噪声，依据噪声的强度确定集中器的门限电压，并且只有信号的幅值大于门限电压时，集中器才确认有效，从而解决了变频器干扰问题。