低壓電力載波抄表系統(tǒng)

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1、低壓電力載波抄表系統(tǒng)作者：佚名文章來(lái)源：不詳點(diǎn)擊數(shù)：更新時(shí)間：2008-9-2614:18:15摘?要：結(jié)合我國(guó)電力工業(yè)的實(shí)際，分析采用低壓電力載波集中抄表系統(tǒng)的必要性和可行性。以CCLZ－100型抄表系統(tǒng)為例，介紹抄表系統(tǒng)硬件及通訊部分，包括數(shù)據(jù)采集終端、集中器、低壓電力載波擴(kuò)頻通訊、集中器同主站間的通訊。此外，還分析了抄表數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)成及主站軟件各模塊的功能。???關(guān)鍵詞：自動(dòng)抄表；集中抄表；低壓電力載波；擴(kuò)頻通信1　引言　　進(jìn)入90年代以來(lái)，世界范圍內(nèi)掀起了電力工業(yè)改革的熱潮。隨著我國(guó)電網(wǎng)改造及電力商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，國(guó)家電力公司明確指出要為開(kāi)放居民生活用電市場(chǎng)作準(zhǔn)備，并且確立了“一戶一表

2、、集中抄表、銀行聯(lián)網(wǎng)”的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)，這使得自動(dòng)抄表系統(tǒng)的建立變得更為迫切。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)及智能儀器儀表技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了多種抄表方式并存的格局。其中，低壓電力線載波方式由于其自身的特點(diǎn)而受到廣泛的重視。已入網(wǎng)試運(yùn)行的低壓電力用戶抄表系統(tǒng)產(chǎn)品中80％為低壓電力線載波方式。2　系統(tǒng)運(yùn)行原理及具體實(shí)現(xiàn)　　低壓配電網(wǎng)是以配電變壓器為中心構(gòu)成的區(qū)域供電網(wǎng)絡(luò)，以低壓配電網(wǎng)為通信信道的集中抄表系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上也是以配電變壓器為單元，對(duì)小區(qū)內(nèi)的用戶電能量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和集中處理，然后將信息發(fā)送到抄表系統(tǒng)主站?！　”疚膶⒁訡CLZ－100型系統(tǒng)為例，對(duì)低壓電力載波抄表系統(tǒng)進(jìn)行剖析。如圖1所示，整個(gè)系統(tǒng)

3、分為三層：數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)通訊層、抄表信息管理層?！　。?）數(shù)據(jù)采集　最底層設(shè)備稱為采集終端，是遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)的前端設(shè)備，裝于用戶表箱側(cè)。采集終端每隔1ms循環(huán)采集其下每個(gè)電能表的功率脈沖。接線如圖2所示?！　?shí)現(xiàn)原理：由電子式電能表的AD7755芯片發(fā)出功率脈沖，低速部分給走字輪，推動(dòng)電表走字；高速部分給光電耦合器而使其導(dǎo)通，脈沖經(jīng)整形后傳給采集終端的CPU，進(jìn)行累計(jì)計(jì)數(shù)，達(dá)到采集脈沖數(shù)的目的。對(duì)于機(jī)械式電能表來(lái)說(shuō)，需要加裝一個(gè)光電轉(zhuǎn)換模塊，在轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生電脈沖。?　?。?）集中器　中間層設(shè)備稱為集中器，裝在臺(tái)變低壓側(cè)。集中器是采用微處理器技術(shù)及擴(kuò)頻通訊技術(shù)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的一種工業(yè)測(cè)控

4、儀器，它存儲(chǔ)量大、集成度高，配合采集終端共同構(gòu)成完整的集中抄表系統(tǒng)。原理如圖3所示?！　?shí)現(xiàn)原理：集中器同采集終端之間可雙向通訊。采集終端上傳至集中器：由220V低壓電力線傳遞過(guò)來(lái)的載波信號(hào)為擴(kuò)頻后的正弦信號(hào)，經(jīng)AC接口（交流電路接口）到載波調(diào)制解調(diào)器，解調(diào)后以方波形式傳給CPU及存儲(chǔ)器進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)。然后，通過(guò)UART（通用異步串行口）經(jīng)傳輸介質(zhì)傳至主站，也可以通過(guò)紅外接口與便攜機(jī)進(jìn)行紅外通信；由集中器下發(fā)命令至采集終端：集中器下發(fā)的命令信號(hào)為方波信號(hào)，經(jīng)過(guò)調(diào)制后以正弦波形式通過(guò)低壓電力線傳遞給采集終端，對(duì)其進(jìn)行控制?！　〖衅魇钦麄€(gè)系統(tǒng)的核心單元，它能夠接收主站命令，依次抄收并儲(chǔ)存各

5、采集終端的用電數(shù)據(jù)。然后，通過(guò)一定的傳輸介質(zhì)將數(shù)據(jù)傳至主站進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。集中器基本配置為抄錄1024只電表和4只臺(tái)變總表或多只帶有RS－232或RS－485接口的其它電能測(cè)量設(shè)備，可根據(jù)用戶需要擴(kuò)充?！　。?）低壓電力載波通信　現(xiàn)在有多種通訊媒體，如電纜、微波、專線及無(wú)線電臺(tái)等，但投資較高、維護(hù)麻煩。利用現(xiàn)有的低壓電力線作為通信信道，自動(dòng)抄表系統(tǒng)就可以推廣和實(shí)用化。眾所周知，沿著一條電力線，存在著可變的強(qiáng)電磁干擾，這使得信號(hào)所處的傳輸環(huán)境就相當(dāng)復(fù)雜。由于傳輸信道不可預(yù)知的特性，使得信號(hào)傳輸后發(fā)生畸變，在接收端信號(hào)的準(zhǔn)確接收和檢測(cè)變得困難。根據(jù)Shannon理論：C＝W×log2（1＋S

6、／N）（其中C為信道容量，W為傳輸帶寬，S／N為信噪比）可知，為了獲得同樣的信道容量，信號(hào)帶寬與其信噪比的對(duì)數(shù)成反比。即信號(hào)帶寬越寬，則所要求的信噪比就越低，甚至信號(hào)淹沒(méi)在噪聲之中也能實(shí)現(xiàn)可靠通信。擴(kuò)頻通信中最常用的方式是直接序列頻譜擴(kuò)展，即將傳輸信號(hào)與準(zhǔn)噪聲或偽隨機(jī)序列噪聲碼相乘來(lái)實(shí)現(xiàn)。它將信息碼的頻譜擴(kuò)展至很寬的范圍內(nèi)，近乎至白噪聲頻段，因而可在噪聲電平下傳輸。在接收端采用相干檢測(cè)，由于噪聲信號(hào)和信息碼流的相干系數(shù)為零，所以可以有效地抵抗干擾，從而保證信息碼流恢復(fù)的正確性?！　。?）集中器同主站之間通信　集中器與主站間常用的通訊方式有以下幾種，用戶可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。???1）

7、公用電話網(wǎng)通訊方式：主站與集中器之間通過(guò)公用電話線和Modem連接，可自動(dòng)或手動(dòng)撥抄任何一個(gè)集中器范圍內(nèi)的所有表戶的用電量。　　2）專用線通訊方式：主站與集中器之間采用專用線（如雙絞線）進(jìn)行遠(yuǎn)方抄表通訊，此方案多用于配網(wǎng)自動(dòng)化工程，因?yàn)槠渫ㄐ烹娎|可復(fù)用；也可用于主站（客戶服務(wù)中心）與集中器距離不遠(yuǎn)的情況?！　?）中壓電力載波通訊方式：中壓載波通訊系統(tǒng)是利用10kV中壓電力線進(jìn)行載波通訊的電力通訊系統(tǒng)。它由中壓載波機(jī)、結(jié)合濾波器、耦合電容器共三部