低压电力载波抄表系统

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1、低压电力载波抄表系统作者：佚名文章来源：不详点击数：更新时间：2008-9-2614:18:15摘 要：结合我国电力工业的实际，分析采用低压电力载波集中抄表系统的必要性和可行性。以CCLZ－100型抄表系统为例，介绍抄表系统硬件及通讯部分，包括数据采集终端、集中器、低压电力载波扩频通讯、集中器同主站间的通讯。此外，还分析了抄表数据库的构成及主站软件各模块的功能。   关键词：自动抄表；集中抄表；低压电力载波；扩频通信1　引言　　进入90年代以来，世界范围内掀起了电力工业改革的热潮。随着我国电网改造及电力商业化运营，国家电力公司明确指出要为开放居民生活用

2、电市场作准备，并且确立了“一户一表、集中抄表、银行联网”的长远目标，这使得自动抄表系统的建立变得更为迫切。随着计算机技术、通信技术及智能仪器仪表技术的发展，出现了多种抄表方式并存的格局。其中，低压电力线载波方式由于其自身的特点而受到广泛的重视。已入网试运行的低压电力用户抄表系统产品中80％为低压电力线载波方式。2　系统运行原理及具体实现　　低压配电网是以配电变压器为中心构成的区域供电网络，以低压配电网为通信信道的集中抄表系统在结构上也是以配电变压器为单元，对小区内的用户电能量数据进行采集和集中处理，然后将信息发送到抄表系统主站。　　本文将以CCLZ－1

3、00型系统为例，对低压电力载波抄表系统进行剖析。如图1所示，整个系统分为三层：数据采集层、数据通讯层、抄表信息管理层。　　（1）数据采集　最底层设备称为采集终端，是远程自动抄表系统的前端设备，装于用户表箱侧。采集终端每隔1ms循环采集其下每个电能表的功率脉冲。接线如图2所示。　　实现原理：由电子式电能表的AD7755芯片发出功率脉冲，低速部分给走字轮，推动电表走字；高速部分给光电耦合器而使其导通，脉冲经整形后传给采集终端的CPU，进行累计计数，达到采集脉冲数的目的。对于机械式电能表来说，需要加装一个光电转换模块，在转盘转动时产生电脉冲。 　　（2）集中

4、器　中间层设备称为集中器，装在台变低压侧。集中器是采用微处理器技术及扩频通讯技术开发设计的一种工业测控仪器，它存储量大、集成度高，配合采集终端共同构成完整的集中抄表系统。原理如图3所示。　　实现原理：集中器同采集终端之间可双向通讯。采集终端上传至集中器：由220V低压电力线传递过来的载波信号为扩频后的正弦信号，经AC接口（交流电路接口）到载波调制解调器，解调后以方波形式传给CPU及存储器进行脉冲计数。然后，通过UART（通用异步串行口）经传输介质传至主站，也可以通过红外接口与便携机进行红外通信；由集中器下发命令至采集终端：集中器下发的命令信号为方波信号

5、，经过调制后以正弦波形式通过低压电力线传递给采集终端，对其进行控制。　　集中器是整个系统的核心单元，它能够接收主站命令，依次抄收并储存各采集终端的用电数据。然后，通过一定的传输介质将数据传至主站进行数据处理。集中器基本配置为抄录1024只电表和4只台变总表或多只带有RS－232或RS－485接口的其它电能测量设备，可根据用户需要扩充。　　（3）低压电力载波通信　现在有多种通讯媒体，如电缆、微波、专线及无线电台等，但投资较高、维护麻烦。利用现有的低压电力线作为通信信道，自动抄表系统就可以推广和实用化。众所周知，沿着一条电力线，存在着可变的强电磁干扰，这使

6、得信号所处的传输环境就相当复杂。由于传输信道不可预知的特性，使得信号传输后发生畸变，在接收端信号的准确接收和检测变得困难。根据Shannon理论：C＝W×log2（1＋S／N）（其中C为信道容量，W为传输带宽，S／N为信噪比）可知，为了获得同样的信道容量，信号带宽与其信噪比的对数成反比。即信号带宽越宽，则所要求的信噪比就越低，甚至信号淹没在噪声之中也能实现可靠通信。扩频通信中最常用的方式是直接序列频谱扩展，即将传输信号与准噪声或伪随机序列噪声码相乘来实现。它将信息码的频谱扩展至很宽的范围内，近乎至白噪声频段，因而可在噪声电平下传输。在接收端采用相干检测

7、，由于噪声信号和信息码流的相干系数为零，所以可以有效地抵抗干扰，从而保证信息码流恢复的正确性。　　（4）集中器同主站之间通信　集中器与主站间常用的通讯方式有以下几种，用户可根据实际情况进行选择。   1）公用电话网通讯方式：主站与集中器之间通过公用电话线和Modem连接，可自动或手动拨抄任何一个集中器范围内的所有表户的用电量。　　2）专用线通讯方式：主站与集中器之间采用专用线（如双绞线）进行远方抄表通讯，此方案多用于配网自动化工程，因为其通信电缆可复用；也可用于主站（客户服务中心）与集中器距离不远的情况。　　3）中压电力载波通讯方式：中压载波通讯系统是

8、利用10kV中压电力线进行载波通讯的电力通讯系统。它由中压载波机、结合滤波器、耦合电容器共三部