基于載波技術的配電臺區精益運維策略及其應用研究

李陽，馮忠奎，李國成，于洋，劉廣

（國網山東省電力公司淄博供電公司，山東淄博，255000）

0 引言

相比于中、高壓線路和設備，低壓線路和設備存在位置隱蔽、電表位置不清、資料臺帳不全等問題，此問題在老城區、棚戶區、城中村等地帶尤為嚴重。大量老舊配電臺區存在交叉供電、竊電、拓撲關系不清、臺區標識不明等問題，給配電臺區拓撲識別、線損治理、低壓精益運維增加了難度和不確定性，成為了打通“供電最后一公里”的最大障礙。

載波技術是實現臺區拓撲識別的有效途徑，但由于低壓電力線的阻抗特性及其衰減特性制約了信號的傳輸距離,這與通信信道的物理長度和低壓電網的阻抗匹配相關[1-2]。另外低壓電力線上的噪聲干擾制約了信號的傳輸質量，噪聲干擾主要來自與低壓電網相連的負載以及無線電的干擾，在如此惡劣的電力線通信環境下,很難保證數據傳輸的質量，所以在利用電力線進行信號的傳輸時,必須對信號進行一定的處理[3-6]。以上兩方面的因素導致低壓線路難以直接滿足載波通信的要求，導致目前尚無將載波技術應用于低壓拓撲識別的實際成果。

本文研制一種基于載波技術的配電臺區精益運維成套設備，用于準確判斷用戶臺區的屬性，實現整個臺區內變-戶關系準確識別，快速定位竊電線路或設備，助力提升配電臺區精益運維水平，具有廣闊的應用前景與顯著的社會經濟效益，最后通過現場試驗驗證了設備的可靠性。

1 設備結構與原理

1.1 設備結構

研制的配電臺區精益運維成套設備包含主機、從機、手持機、阻波器四個模塊。總體結構如圖1 所示。

圖1 設備結構圖

1.2 設備工作原理

該裝置能自動顯示某臺變壓器所帶全部低壓戶表明細，建立動態的臺區線損基礎臺賬。四個模塊功能如下：

（1）從機：每個電表處安裝兩臺從機，分位安裝于電表電源側（變壓器側）和電表負荷側（用戶側）。一臺從機向電表電源側發送矩形波，另一臺從機向電表電負荷側發送三角波，同一臺變壓器下的矩形波幅值一樣，頻率不一樣，頻率作為區分不同變壓器的“身份證”；每個戶表處的三角波不同，但是頻率相同，波形作為區分不同戶表的“身份證”。

（2）主機：讀取電力線上的矩形載波，解碼之后可以通過液晶屏幕顯示，并以固定的點表通過485 線傳輸給智能配變終端，配變終端據此判斷該變壓器下方掛接電表明細，由此生成低壓拓撲，并將拓撲關系上傳至供電服務指揮系統，共享拓撲關系。

（3）阻波器：實際是一個大電感，用于阻斷高頻信號通過電表，確保電表負荷側從機發射的信號不會傳輸到電源側，電源側從機發射的信號不會傳輸到負荷側。

（4）手持機：手持機安裝于用戶電力線上，讀取電力線上從機發射的矩形載波和三角形載波信號。手持機實現兩個功能：一是實現變-戶識別，手持機依據收到的矩形波頻率來確定變壓器的編號，依據收到的三角形波形確定戶表的資產編號，由此解決低壓拓撲關系；二是實現竊電識別，手持機如果收到三角波信號，表示該信號來自電表負荷側，說明該線路電能經過電表計量，反之如果收到矩形波，則表示該線路接于電表的電源側，屬于繞越計量裝置的竊電。

2 使用方法

主機安裝在變壓器低壓柜處，從機安裝在戶表處，阻波器安裝在電表電源側。安裝完畢后，使用步驟如下：

第一步：打開主機，接收信號。

第二步：打開從機，發射信號。電源側從機發射矩形載波，負荷側從機發射三角形載波。

第三步：將手持器接到電表的電源側和負荷側的火線處，打開手持器。如果用于拓撲識別，觀察矩形波頻率和三角形波形；如果用于竊電識別，則觀察手持器接收到的是矩形波還是三角形波，以此確定有無竊電線路，若有，識別出竊電線路。

3 試驗驗證

3.1 拓撲識別驗證

為驗證設備有效性，選取城區老舊公配臺區農行配電室，開展拓撲識別驗證。利用本文基于載波技術的配電臺區精益運維成套設備，識別該變壓器下掛接的戶表，共計識別戶表250 只，由此建立農行配電室低壓拓撲明細。

為驗證所得低壓拓撲明細是否正確無誤，又減小停電對用戶的影響，在零點時刻斷開農行配電室10kV 側開關，觀察附近哪些戶表停電。經核實，識別到的250 只戶表在零點時刻全部失電，且零點前皆是有電狀態，因此驗證了本設備可以準確生成變壓器所帶全部低壓戶表，以此建立低壓拓撲明細。

3.2 竊電線路識別驗證

御景大廈箱變線損率長期居高不下，經核實，戶變關系和用戶倍率無問題，高損原因極有可能是存在繞越計量裝置用電的竊電。為定位竊電線路，利用本文研究的設備進行竊電線路識別。用手持器對御景大廈箱變掛接152 條用戶出線逐一測試，發現當手持器接到某物業出線時，手持器收到矩形波信號，由此定位疑似竊電用戶。

定位疑似竊電用戶后，于10 月11 日對該用戶開展現場線損稽查，現場核實確實繞越計量裝置用電，因此驗證了設備的有效性。并于當天將該用戶線路改到計量裝置負荷側，通過線損系統觀察線損率變化情況，如圖2 所示，線損率由之前的5.5%左右降低到2.5%左右，日竊電電量300 度左右，產生了較大的經濟效益。

圖2 竊電查處前后日線損率變化

4 結語

本文創新研究了一種基于載波技術的配電臺區精益運維成套設備。具有以下創新點：（1）基于從機和主機載波發射與接收，實現低壓變-戶拓撲自動生成；（2）利用低壓電力載波阻波技術，實現表前和表后信號自動區分；（3）基于低壓電力載波便攜式識別技術，實現竊電線路快速識別。試驗驗證了該設備的有效性，具備良好的應用前景和推廣價值。