综述配电网低压带电识别装置设计

综述配电网低压带电识别装置设计

肖盈

肖盈云南电网公司昆明供电局云南昆明650000

摘要:随着科技信息的飞速发展，，笔者根据多年的工作实际论述了本文主要是以低压配电网过零调制电力通信基本理论，利用汇编语言与C51语言的混合编程，设计多支路电缆带电识别发送装置及接收装置。最终研发出发送装置及接收装置样机，通过现场试验验证样机在不同的应用环境下的应用效果。

关键词:配电网；低压多支路电缆；识别装置

一、低压多支路电缆带电识别装置设计

如图1所示，低压配电网多支路电缆带电识别器由发送器与接收器两部分组成，发送器连接在待测点的三相电源上，以工频过零调制的方式分别向A、B、C三相电力线上发送电流信号;接收器接在用户变压器输出母线的任意相，检测人员用手持钳形电流互感器钳于被检支路某相，如果被钳支路与发送器为相同支路，接收器可以将上行电流信号采集到;如果被钳支路与发送器为不同支路，由于该支路不存在上行电流信号，接收器无任何反应，从而实现多支路电缆的带电识别。

图1电缆识别仪使用示意图

1.1多支路电缆带电识别装置发送装置框图

多支路电缆带电识别装置发送装置接在待测点的三相电源上，负责支路信号的向上发送，如图2所示。

图2多支路电缆带电识别装置变台发送装置框图

由图2可以看出，单片机是整个系统的中心，电源电路不仅给各部分供电，而且基波过零调制电力通讯的来自子站的下行电压信号也取自电源，同样由用户终端发给子站的上行电流信号同样也通过电源初级绕组最后上配电网返回子站。所以说，不需在配电网上加其它任何中间设备，仅需提供220V市电即可同与该配电网络相连的子站进行双向通讯。综合考虑、平衡各种情况，根据测试的需要，最终选择了ATMEL公司的AT89C52单片机。

1.2多支路电缆带电识别装置接收装置原理框图

接收器接在用户变压器输出母线的任意相，通过钳形电流互感器采集发送器发送的脉冲电流信息。如图3所示，220V交流电经过电源变压器降压后作为过零检测的输入信号。过零检测的输出给CPU以提供上行电压信号检测的同步基准。信号调理电路的输入来自电流互感器，信号调理电路输出给A/D采样，采样结果通过CPU的判断得出支路信息。与多支路电缆带电识别装置发送装置不同的是接收装置的单片机部分，接收装置单片机采用的是AD公司的ADuC812。

图3多支路电缆带电识别接收装置框图

无论在多支路电缆带电识别装置的发送装置还是接收装置，都需要对重要参数及数据进行存储，数据存储采用I2C总线实现。

经过近1年的研究，研制出了基于工频过零调制技术的低压多支路电缆带电识别系统的发送及接收装置，并制作了样机。样机应该在性能上要适应不同的恶劣环境，在结构上需便于安装与现场测试，并且在测试前应做绝缘试验、电磁兼容性试验以确保实验的安全性，只有试验符合相关标准的产品才能允许实际上网应用。

二、样机常见问题及现场测试

样机在实验中产生了噪声干扰和传输错误等问题，对于多支路电缆带电识别装置在实际使用过程中的噪声干扰问题，提出了交叉干扰抑制方法。对于已经发生的传输错误，可以采用扩展BCH纠错编译码解决。

图4显示柱形分布图分别表示多支路电缆带电识别装置器接收装置在信号输入端及过零测器输入端再加上4阶切比雪夫滤波器前后通讯结果对比图。

图4加模拟滤波器前后效果图

每一组图从左至右分别代表接收正确，接收错误，矫正正确及矫正错误的组数，未加滤波器时，错误类型主要是两个以上的错误，这种错误超出了63/51BCH纠错码的纠错范围(大于两个的错误仅能将错检出并给出错误标志)。低通滤波器一方面加在信号检测电路输入端，以滤除电网中的较高频率的噪声，该滤波器的截至频率约为1000Hz，下行电压调制信号频率范围是200～600Hz，所以下行调制信号可以顺利通过而电网中噪声被抑制;低通滤波器另一方面加在过零检测电路输入端，过零调制相线信号是以50Hz基波过零点作为信号发送及检测的时间基准，此率波器的截止频率很低，约为80Hz左右，从图4可以看出，滤波器加入后，相线确定的正确率得以大大的提高，图5反映的是多接收装置与变台发送装置通讯时检测门限上限有无的对比图，多接收装置与发送装置站通讯时，设备间可能相互干扰，此时，干扰与下行相线调制信号的区别主要表现在幅度上及所叠位置上，通讯过程中的这种干扰所导致的数据传输错误主要为1－2位的错误，BCH纠错码可以对这样的错误完全矫正。

图5多接收装置检测时

门限加上限前后检测效果比图

表1为多支路电缆带电识别装置发送装置与接收装置双向通讯的几组记录数据。

表1多支路电缆带电识别装置现场实测数据

通过表1可以看出多支路电缆带电识别装置通过交叉干扰抑制方法和扩展BCH纠错编译码解决了噪声干扰和传输错误等问题，接受正确率和矫正正确率都在90%以上。选择不同的应用环境进行了现场测试，经过测试证明，多支路电缆带电识别装置能够满足实际需要。

3结语

综上所述；本文通过对低压电力通信技术的理论和实际系统进行了研究和开发，并成功开发出实际的配电网多支路电缆带电识别系统的发送装置及接收装置。通过此系统得到的电缆属性与其它动态属性结合得到的分析结果，能为配电网的调度、故障预防提供参考。