淺談民用建筑配電工程中的低壓集中抄表系統(tǒng)

陳文輝

關鍵詞：低壓集中抄表系統(tǒng)；主站；采集器；集中器；信道

摘要：隨著電力載波通信技術的成熟與發(fā)展，低壓電力用戶的抄表工作逐漸使用低壓集中抄表系統(tǒng)來代替人工抄表。低壓集中抄表系統(tǒng)是指由主站通過傳輸媒體（無線、有線、電力線載波等信道或手持抄表終端等介質(zhì)）通過低壓集中抄表終端將多個電能表的記錄值（窗口值）的信息集中抄讀的系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由采集用戶電能表電能量信息的采集器、集中器、信道和主站等設備組成。集中器數(shù)據(jù)可通過信道遠距離傳送到主站或手持抄表終端等介質(zhì)集中抄收后輸入到主站計算機。

低壓電力用戶集抄系統(tǒng)是近年來我國發(fā)展十分迅速的智能化電能表抄表、采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過對低壓電力客戶集中自動抄表，可以實現(xiàn)遠程自動抄表功能，并為廣大低壓電力客戶提供精確查詢、靈活繳費、余額提醒等溫馨服務，是一項典型的“便民惠民工程”。?低壓集抄系統(tǒng)的用戶通過遠程抄表功能自動抄錄客戶的電表數(shù)據(jù)，并使用該數(shù)據(jù)與人工抄表數(shù)據(jù)進行核對比較，大大減少了誤抄、估抄事件的發(fā)生，提高了抄表質(zhì)量。與營銷系統(tǒng)工作進行接口，將抄表數(shù)據(jù)直接導入營銷系統(tǒng)進行計費，有效的提高供電部門的用電營銷管理。

集中抄表系統(tǒng)的概述

節(jié)能降耗”是世界性的大潮流和大趨勢，同時也是中國改革和發(fā)展的迫切需求，也是21世紀中國發(fā)展的一個重點和熱點。節(jié)能降耗是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關鍵之一。隨著中國經(jīng)濟運行速度在加快，高能耗的問題日益突出，嚴重影響了國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。電力行業(yè)產(chǎn)生能源，但同時又是耗能大戶，也是國家在節(jié)能降耗上嚴防緊盯的對象。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和用電需求量的不斷擴大，電力工業(yè)迅速發(fā)展，但伴隨出現(xiàn)的高線損率也嚴重困擾了電力企業(yè)的發(fā)展。面對如此嚴峻的節(jié)能降耗和防竊電形勢，加強電力需求側(cè)管理，減少電能消耗，提高電能利用率；轉(zhuǎn)移用電負荷，提高電網(wǎng)負荷率；優(yōu)化電網(wǎng)運行方式，提高電網(wǎng)經(jīng)濟運行，是電力管理部門必然選擇。因此，采用先進的電能計量裝置和防竊電技術，利用現(xiàn)代的通信網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)技術，通過用電自動化管理系統(tǒng)，對輸、配、用等各個環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)測和控制，取得基礎數(shù)據(jù)，作為電力行業(yè)管理決策的依據(jù)，促進節(jié)能降耗工作的不段深入，支持行業(yè)政策的落實。

用電自動化管理系統(tǒng)是在國民經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展，企業(yè)用電需求迅速增長，電力供需矛盾日益突出的情況下產(chǎn)生的，使用先進的計算機技術，通信技術及網(wǎng)絡技術。用電自動化管理系統(tǒng)通過建立一套高效、客觀、穩(wěn)定的電力自動化管理平臺，可實現(xiàn)電能計量、預付費控制、自動抄表、配變監(jiān)測、負荷監(jiān)控、用電檢查、線損計算，可為供電企業(yè)的經(jīng)營和生產(chǎn)管理提供可靠決策依據(jù)。

低壓配電網(wǎng)載波抄表系統(tǒng)是集電表數(shù)據(jù)采集、載波傳輸、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)處理及斷電控制等功能于一體的自動化系統(tǒng)；低壓載波通信設備可以使供電部門及時掌握用戶用電情況，監(jiān)測有無竊電行為；根據(jù)需要進行供電控制。

二、集中抄表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

低壓集中抄表采集器連接現(xiàn)場計量表計構(gòu)成的一個本地抄表系統(tǒng)，通常一個本地抄表系統(tǒng)管理一個配變臺區(qū)，物理連接上一般分為三層結(jié)構(gòu)。該三層主要包括：主站、集中器、采集器（或載波電表）。

第一層（上層）：主站。

采集主站是指通過遠程信道對集中器中的信息采集，并進行處理和管理的設備。也接收手持抄表終端人工輸入現(xiàn)場數(shù)據(jù)。這一層位于抄表管理中心內(nèi)，由抄表管理計算機和軟件部分組成，是抄表管理人員與本系統(tǒng)直接交流的部分。負責將數(shù)據(jù)集中器傳輸上來的用戶電量信息匯總、整理后加以處理，提供給收費系統(tǒng)、用電管理系統(tǒng)使用。

第二層（中間層）：集中器。

一套低壓集中抄表終端構(gòu)成的本地抄表系統(tǒng)只有一臺集中器。集中器負責管理抄讀存貯本地所有表計或采集器信息，形成各類事件數(shù)據(jù)，并通過遠程信道接收主站指令，向主站提供數(shù)據(jù)服務。在沒有遠程信道時也可利用手持抄表終端通過紅外接口或RS232直接通訊口對集中器操作。

集中器具備收集各采集器或多功能電能表的數(shù)據(jù)及集中存儲與管理功能，并管理下級設備，可通過上行通道與主站或手持抄表終端進行數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)管理終端設備。這一層位于380V 配電變壓器附近，是整個系統(tǒng)的中心層。

向上通過公用電話線或GSM 數(shù)據(jù)通道與主站通訊，完成：

1、接收主站的指令，自動完成抄錄電表數(shù)據(jù)和控制用戶供電分合的工作；

2、將從采集器（或載波電表）采集得來的電量數(shù)據(jù)按照約定的規(guī)則傳輸?shù)街髡尽?/p>

集中器向下連接的接口有兩種：

通過本地信道接口連接到采集器或者直接連接到具有本地信道的表計；

通過直接接口直接和表計相連。

集中器向下連接表計分為兩種方式：

經(jīng)過采集器，由采集器連接到電表的三層連接方式，此時計量表計不具備本地通道，如載波接口，集中器通過本地通道與采集器進行通訊，采集器與計量表計通過RS485接口進行通訊，集中器與計量表計之間不直接進行通訊；

沒有采集器，集中器直接和表計相連接的二層連接方式，要求計量表計具備本地通道，如載波接口，集中器與計量表計通過本地通道直接進行通訊。

集中器接收主站下發(fā)的配置參數(shù)，管理本地表計，配置參數(shù)包括表局編號、表地址、表規(guī)約、表類型、通訊端口號、采集器地址等。

集中器級聯(lián)接口用于和其它集中器共享遠程信道。級聯(lián)接口可設置選擇為主或從兩種工作模式之一。一臺主工作模式集中器能夠通過級聯(lián)485接口級聯(lián)最多4臺從工作模式集中器，并通過主工作模式集中器的遠程上行通信通道與主站通信，從而實現(xiàn)主工作模式集中器及其級聯(lián)的從工作模式集中器與主站之間的數(shù)據(jù)交換。參與級聯(lián)的所有集中器只有一臺可以設置為主工作模式，其余均為從工作模式。主集中器周期性巡查級聯(lián)的從集中器，當從工作模式集中器有數(shù)據(jù)主動上報需求時，將從集中器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給主站。

具備級聯(lián)接口的配變監(jiān)測計量終端可作為從模式設備級聯(lián)到集中器。

當一個低壓臺區(qū)系統(tǒng)中出現(xiàn)多臺集中器時，認為是多個本地抄表系統(tǒng)，當出現(xiàn)本地信道沖突時由主站控制輪流工作或主站下發(fā)定時參數(shù)分時工作。

由于集中器下表計數(shù)量大，本地信道網(wǎng)絡復雜，經(jīng)常本地信道不能一次直接到達，故集中器內(nèi)置了成熟的路由算法，保障數(shù)據(jù)在表計結(jié)點的傳輸。

第三層（下層）：采集器（或計量表計）

采集器作為一個第三層，通常向上通過本地信道連接集中器，向下通過直接信道連接表計。在小區(qū)域范圍內(nèi)預先管理部分表計，從而減輕集中器的負載；或者預集中部分表計便于本地信道的傳輸。

采集器預讀電表，并虛擬成電表集合。集中器可以直接按表地址讀取，采集器直接返回該地址對應的電表數(shù)據(jù)，也可以對采集器一次讀取全部表計的數(shù)據(jù)，來替代逐個表地址讀取。

采集器支持透傳，對表計的設置和直接數(shù)據(jù)讀取可利用該功能實現(xiàn)。

采集器的上行信道有多種類別，比較常見的形式有低壓電力線載波、RS485通訊和小區(qū)域無線通訊網(wǎng)絡等方式。在采用RS485方式的采集器中，增加了級聯(lián)接口，采集器之間通過級聯(lián)端口相連，以減輕RS485總線的負載。

第三層也可以是計量表計，計量表計是計量器具，直接生成并存儲電能信息。

通過直接通訊接口(RS485)實現(xiàn)和低壓集中抄表終端（集中器或采集器）通訊。表計還可能具有本地通訊信道和集中器通訊。表計允許通訊口持久通訊而不影響計量準確度。

表計通常指電能計量表計，分為：單相/三相，單費率/復費率，普通/簡易多功能/多功能，直接接入/電流互感器接入等類別。

低壓集中抄表系統(tǒng)中的電能計量表計通訊規(guī)約通常要求使用DL/T645-1997。對非DL/T645規(guī)約的電能表計應直接連接到集中器下；對其它如電壓監(jiān)測儀，配變表和非標電能表計等采用透傳方式由主站解釋規(guī)約的表計，可直接連接到集中器的直接接口下；接入采集器后的表計必須完全遵循DL/T645規(guī)約。

三、集中抄表系統(tǒng)工程在應用中應注意的問題

自動抄表技術發(fā)展迅速，應用市場成熟。借助先進的技術，未來的自動抄表系統(tǒng)必將更加完善，將給人們的生活和社會的生產(chǎn)帶來更大的方便，推動整個社會的經(jīng)濟快速發(fā)展。集中抄表系統(tǒng)工程在安裝使用的過程中，應注意如下問題：

1、集抄系統(tǒng)是表計和系統(tǒng)的結(jié)合，表計的選擇對采集數(shù)據(jù)的準確率有一定的影響。如果采用了機械脈沖表，時間長了會有累積誤差，應使用485接口電表，效果會更好；

2、應該考慮各小區(qū)原表箱的空間是否適合集抄的安裝要求，否則在實施安裝的時候可能出現(xiàn)困難；

3、部分民用建筑梯間表計安裝分散，在此類小區(qū)安裝時最好能夠連同表箱一并安裝，使梯間表箱集中安裝，便于管理。

四、結(jié)束語

低壓集中抄表系統(tǒng)可以大大減少抄表人員, 減輕抄表人員的勞動強度, 提高線損統(tǒng)計的準確性, 實現(xiàn)預付費, 有效地防止和發(fā)現(xiàn)竊電, 保證電費的及時回收。尤其在廣大農(nóng)村, 應用自動抄表系統(tǒng), 避免抄、核、收等環(huán)節(jié)的人為因素, 對于杜絕人情電、關系電、權利電, 減輕農(nóng)民負擔意義重大。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。