双向工频通信技术在自动抄表系统中应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第29卷第5期水利电力机械V01．29No．52007年5月WATERCONSERVANCY&EIJECTRICP0WERMACHINERYMav．2007双向工频通信技术在自动抄表系统中的应用Applicationoftwowaysindustfi~frequencycommunicationtechnologyintheautomaticmeterreadingsystem郝文玲(焦作大学机电工程系，河南焦作454003)摘要：介绍了双向工频通信系统的原理及应用该系统通信的优点，分析了双向工频通信技术在自动抄表系统中应用的可行性，指出了实际

2、应用中需面对的一些问题。关键词：双向工频通信；通信方式；自动抄表系统中图分类号：TM734文献标识码：B文章编号：1006—6446{2~rT)0s一0061—03(5)对电网本身的干扰处于容许范围之内。0引言(6)对电网本身的频率和幅值变化不敏感，抗干自动抄表系统主要由采集系统、通信系统和中心扰能力强。处理系统组成，其中通信系统通信方式的选择直接影(7)信号在电网电压过零点附近调制，所需的调响整个系统的性能。目前，国内已投入使用或正在研制功率小，易于实现。究的通信方式有光纤通信、电话线通信、电力线载波(8)传输距离远，不存在通信盲区，对频宽没有通信、无线通信(GPRS、蓝牙及红外方式等)、

3、基于Ion要求。Works技术的通信及基于TCP／IP协议的通信方式等，1．2双向工频通信技术的通信原理而在国外(北美地区)应用特别广泛的双向工频通信双向工频通信技术的核心思想是利用电网电压技术与上述通信方式相比有较大的优越性。电力系和电流波形的微小畸变来携带信息进行双向传输，统通信方式虽多，但大多是为输电线路设计的，用到其通信双方是子站变压器和远程电网用户。配电网中会出现较多问题。因此，寻找合适的配电网1．3调制电路通信方式是目前电力通信研究的热点。双向工频通信系统子站输出信号的调制原理如图1所示(以单相为例说明)。1双向工频通信技术在图1中，为子站电压；LI为子站漏感；，I为1．1双向工

4、频通信技术的优点电网电流；N】为调制变压器的原端匝数；N2为调制(1)完全利用现有的电力网络作为传输载体，无变压器的次端匝数；R为调制电阻；L为调制电感；e为调制电压源；S为晶闸管开关；，为调制电流；需额外增加系统设备，成本低。(2)信号传输过程中没有泄露和旁路，衰减小，od为调制电压；t为延迟时间；△t为调制时间。无需滤波器和阻波器。由于子站端电压往往是10kV的高压，因此需要(3)传输信号可以实髑罟通信，孺中问设备。通过调制变压器隔离降压。在电压波形正过零点前(4)实现了直接双向通信，上、下行通道互不干180一(通常=150。)处闭合晶闸管s，产生的瞬间扰，可以进行多通道通信。电流，在调

5、制变压器原端引起电流，，，在子站变收稿日期：2007—01—25作者简介：郝文玲(1970一)，女，河南焦作人，焦作大学机电工程系讲师，河南理工大学在读硕士研究生，从事电气控制方面的教学和研究工作。维普资讯http://www.cqvip.com·62·水利电力机械2007年5月的码图，如图3所示。2自动抄表系统通信方式的选择我国的自动抄表系统多采用低压载波通信方式，但至今还未能取得令人满意的效果。由于电力线并不是专为传输信号设计的，电力配电网络中各种设备所产生的干扰使得通信环境极其恶劣，影响载波信号传输的主要因素如下：(1)高噪声。噪声的大量存在是低压载波通信的主要障碍之一，影响电力线通信

6、质量的噪声一般分为背景噪声、周期噪声及突发性噪声。图1子站输出信号调制电路(2)随机性和时变性。低压电力线直接面向用压器漏感￡I上引起一个电压降d。当电流Jr户的特点导致其干扰具有随机性和时变性，这是低过零时，晶闸管S反向偏置截止，完成一次调制。调压电力线通信面临的又一挑战。制电压源e的作用是使调制信号的相对位置发生(3)信号衰减大。信号在传输过程中的衰减是变化，一般为零。低压电力线载波通信遇到的另一难点。由于低压配1．4信号的检测电网负荷情况复杂，各节点阻抗不匹配，导致通信信工频通信抄表技术从子站到用户终端的下行电号产生反射、谐振等现象，使得信号的衰减变得极其压信号用2个相邻电压周期波形来

7、表示1位信息，复杂。总的说来，信号的衰减随着传输距离的增加通过位于变电所的子站调制变压器使过零点附近电而增加，同时与频率、工频电源的相位有关。压幅值发生非常微弱的畸变，如图2所示，若第1个综上所述，由于低压电力线上存在诸多使载波周期含有调制信号表示“1”，反之表示“0”。这种定信号信噪比急剧下降的因素，使得以载波为通信手义方法有利于用户终端处信号的检测，在用户电表段的自动抄表系统无法取得理想的效果。双向工频终