基于载波技术的配电台区精益运维策略及其应用研究

李阳，冯忠奎，李国成，于洋，刘广

（国网山东省电力公司淄博供电公司，山东淄博，255000）

0 引言

相比于中、高压线路和设备，低压线路和设备存在位置隐蔽、电表位置不清、资料台帐不全等问题，此问题在老城区、棚户区、城中村等地带尤为严重。大量老旧配电台区存在交叉供电、窃电、拓扑关系不清、台区标识不明等问题，给配电台区拓扑识别、线损治理、低压精益运维增加了难度和不确定性，成为了打通“供电最后一公里”的最大障碍。

载波技术是实现台区拓扑识别的有效途径，但由于低压电力线的阻抗特性及其衰减特性制约了信号的传输距离,这与通信信道的物理长度和低压电网的阻抗匹配相关[1-2]。另外低压电力线上的噪声干扰制约了信号的传输质量，噪声干扰主要来自与低压电网相连的负载以及无线电的干扰，在如此恶劣的电力线通信环境下,很难保证数据传输的质量，所以在利用电力线进行信号的传输时,必须对信号进行一定的处理[3-6]。以上两方面的因素导致低压线路难以直接满足载波通信的要求，导致目前尚无将载波技术应用于低压拓扑识别的实际成果。

本文研制一种基于载波技术的配电台区精益运维成套设备，用于准确判断用户台区的属性，实现整个台区内变-户关系准确识别，快速定位窃电线路或设备，助力提升配电台区精益运维水平，具有广阔的应用前景与显著的社会经济效益，最后通过现场试验验证了设备的可靠性。

1 设备结构与原理

1.1 设备结构

研制的配电台区精益运维成套设备包含主机、从机、手持机、阻波器四个模块。总体结构如图1 所示。

图1 设备结构图

1.2 设备工作原理

该装置能自动显示某台变压器所带全部低压户表明细，建立动态的台区线损基础台账。四个模块功能如下：

（1）从机：每个电表处安装两台从机，分位安装于电表电源侧（变压器侧）和电表负荷侧（用户侧）。一台从机向电表电源侧发送矩形波，另一台从机向电表电负荷侧发送三角波，同一台变压器下的矩形波幅值一样，频率不一样，频率作为区分不同变压器的“身份证”；每个户表处的三角波不同，但是频率相同，波形作为区分不同户表的“身份证”。

（2）主机：读取电力线上的矩形载波，解码之后可以通过液晶屏幕显示，并以固定的点表通过485 线传输给智能配变终端，配变终端据此判断该变压器下方挂接电表明细，由此生成低压拓扑，并将拓扑关系上传至供电服务指挥系统，共享拓扑关系。

（3）阻波器：实际是一个大电感，用于阻断高频信号通过电表，确保电表负荷侧从机发射的信号不会传输到电源侧，电源侧从机发射的信号不会传输到负荷侧。

（4）手持机：手持机安装于用户电力线上，读取电力线上从机发射的矩形载波和三角形载波信号。手持机实现两个功能：一是实现变-户识别，手持机依据收到的矩形波频率来确定变压器的编号，依据收到的三角形波形确定户表的资产编号，由此解决低压拓扑关系；二是实现窃电识别，手持机如果收到三角波信号，表示该信号来自电表负荷侧，说明该线路电能经过电表计量，反之如果收到矩形波，则表示该线路接于电表的电源侧，属于绕越计量装置的窃电。

2 使用方法

主机安装在变压器低压柜处，从机安装在户表处，阻波器安装在电表电源侧。安装完毕后，使用步骤如下：

第一步：打开主机，接收信号。

第二步：打开从机，发射信号。电源侧从机发射矩形载波，负荷侧从机发射三角形载波。

第三步：将手持器接到电表的电源侧和负荷侧的火线处，打开手持器。如果用于拓扑识别，观察矩形波频率和三角形波形；如果用于窃电识别，则观察手持器接收到的是矩形波还是三角形波，以此确定有无窃电线路，若有，识别出窃电线路。

3 试验验证

3.1 拓扑识别验证

为验证设备有效性，选取城区老旧公配台区农行配电室，开展拓扑识别验证。利用本文基于载波技术的配电台区精益运维成套设备，识别该变压器下挂接的户表，共计识别户表250 只，由此建立农行配电室低压拓扑明细。

为验证所得低压拓扑明细是否正确无误，又减小停电对用户的影响，在零点时刻断开农行配电室10kV 侧开关，观察附近哪些户表停电。经核实，识别到的250 只户表在零点时刻全部失电，且零点前皆是有电状态，因此验证了本设备可以准确生成变压器所带全部低压户表，以此建立低压拓扑明细。

3.2 窃电线路识别验证

御景大厦箱变线损率长期居高不下，经核实，户变关系和用户倍率无问题，高损原因极有可能是存在绕越计量装置用电的窃电。为定位窃电线路，利用本文研究的设备进行窃电线路识别。用手持器对御景大厦箱变挂接152 条用户出线逐一测试，发现当手持器接到某物业出线时，手持器收到矩形波信号，由此定位疑似窃电用户。

定位疑似窃电用户后，于10 月11 日对该用户开展现场线损稽查，现场核实确实绕越计量装置用电，因此验证了设备的有效性。并于当天将该用户线路改到计量装置负荷侧，通过线损系统观察线损率变化情况，如图2 所示，线损率由之前的5.5%左右降低到2.5%左右，日窃电电量300 度左右，产生了较大的经济效益。

图2 窃电查处前后日线损率变化

4 结语

本文创新研究了一种基于载波技术的配电台区精益运维成套设备。具有以下创新点：（1）基于从机和主机载波发射与接收，实现低压变-户拓扑自动生成；（2）利用低压电力载波阻波技术，实现表前和表后信号自动区分；（3）基于低压电力载波便携式识别技术，实现窃电线路快速识别。试验验证了该设备的有效性，具备良好的应用前景和推广价值。