智能电表载波通信调试及维护处理

智能电表载波通信调试及维护处理

摘要：本文对各家载波方案载波通信特点进行对比，如何提高智能电表的安装质量、调试效率与解决运维中遇到的各种问题等课题进行研究。

关键词：智能电表；电力载波通信；信噪比；电力载波调试

0、引言

随着科学技术的不断进步，电力企业管理水平的不断提升，数字化、标准化、智能化的发展趋势是现代化电力企业的必经之路。国家电网已开始实施智能电网建设工程，改造配电网、开发自动抄表系统、发展和实施用于负荷管理的需求侧管理技术，依赖先进的通信技术，实现对电力运行状态的掌控和相关参数的测量、交互。在这个过程中，需重视电力载波通信部分的现场安装调试与运行维护工作。

1、电力载波通信特点

电力载波通信是指利用现有的电力线资源作为载体进行数据传输，只要电力线通达的地方，即可进行数据传输，不需架设专线网络，无需额外增加网络维护成本，对于居民电能表的集中抄表使用电力线资源是最佳的选择。在具体应用中，可根据居民用户表的安装分布选择单一或混合组网的方式，如485与载波组合，对集中装表的表计可在表箱内短距离布线，485线不出表箱，表箱中装采集终端与远处集中器用载波通讯，这样即可减少布线工程量，又减少日后485网络维护量，对分散的表计用载波表改造。

1.1 载波调制技术

根据控制载波信号参量的不同可分：

幅移键控ASK：最简单的数字调制方式

频移键控FSK：用二进制数字基带信号控制载波的频率

相移键控PSK：用二进制数字基带信号控制载波的相位

1.2 各种载波技术简介

根据调制方式区分如下：

FSK技术：

青岛东软公司、青岛鼎信公司、北京爱朗格瑞公司

PSK技术：

北京晓程公司、上海弥亚微公司、深圳瑞斯康公司，深圳力合微公司

1.3 载波技术频点

针对载波应用，国内外的频率范围规定：

中国电力行业DL/T 698 低压电力用户集中抄表系统技术条件（中国电力行业标准）允许的电力线载波通信频带：3kHz～500kHz

欧洲EN500065标准规定载波通信频率范围：

3kHz～148.5kHz

窄带载波技术的使用频点情况：

深圳瑞斯康公司：132kHz

北京晓程公司：120kHz

上海弥亚微公司：76.8kHz

青岛东软公司：270kHz

深圳力合微公司：60kHz

青岛鼎信公司：421kHz

2、电力载波环境类问题

载波抄表是由载波抄表信号在电力线上传输来达到传递数据，从而进行抄表。在载波信号传递过程中，不可避免的会遇到噪声干扰导致抄表信号被破坏等情况或距离过远导致信号幅值降低到无法抄表。

2.1 电网噪声干扰

2.1.1 噪声来源

在电力线载波抄表网络中，产生载波噪声的设备多种多样，影响程度也各不相同。在这些设备分类中，影响较大有以下几种：

变频设备

设备类型：变频电机、给排水设备、电梯等等

开关电源类设备

设备类型：微波炉

感应类设备

设备类型：电子镇流器、电磁炉

2.1.2 噪声对载波抄表的影响程度

用电设备所产生的谐波信号是一种能量信号，这种能量在不同的线路阻抗下传输距离差异性很大。信号在电力线上传输时，其幅度会由于衰减而变小，而电力线上由洗衣机、电冰箱、吸尘器、食品加工机、灯的开关等其他家用电器造成的瞬态噪声干扰等幅度却很大，它们的衰减特性与信号不同，很多情况下会淹没信号。电力线上用电设备的通断，动态负载的分配，故障和维修工作，这些都会产生巨大的噪声，并淹没载波通信信号。

2.2 信号衰减

载波信号是能量信号，在信号传输过程中一定会有能量消耗，造成信号幅值降低。在电网中，有很多原因会造成信号衰减，比较典型的有如下几种：

a）靠近电表处的负载对信号的衰减，针对132KHz频点，同频阻抗越低，产生的负载电流越大，造成信号衰减越大、信噪比降低。

b）现场接线不良会影响极大的衰减。

c）现场线路过长及线路分支处的接触电阻较大也会有较大的衰减。

d）相线和零线之间的电容在通信频率上呈现低阻抗现象，造成信号衰减。

e）相间耦合带来的信号衰减，不同相之间的跨越会造成20dB—40dB的信号衰减。

信号经过衰减后，有些可能无法到达目标节点，有些抵达目标节点后由于信噪比过低，目标节点无法正确接收，导致通讯失败。决定电力线通讯网络性能的最关键问题是保证信号接收节点的信噪比，无论电网负荷的变化情况如何，只要能够保证接收节点的信噪比，就能够建立一个稳定、实时的电力线通信网络。

3、电力载波调试及运行处理

3.1 集中器部分调试及处理

在排除集中器和主站之间的通讯问题造成电表抄读失败的情况之后，有以下原因会造成台区抄表不正常：

3.1.1 集中器不在线

出现的现象：

集中器不在线通常能在集抄系统上直观的显示出来，会造成下发档案不成功，集中器数据无法上传至主站等。

原因分析：

集中器不在线通常由集中器上行通道参数设置不正确；SIM卡欠费，烧坏；集中器GPRS模块烧坏；集中器安装出无信号或信号不属于本区域信号等情况引起。

处理方法及步骤：