電力線載波遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)在冀東油田的應(yīng)用

穆 宏，紀(jì)玉榮

(1.冀東油田勘察設(shè)計(jì)研究院，河北唐山 063004;2.唐山賽福特電子信息工程有限公司，河北唐山 063000)

電力線載波遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)在冀東油田的應(yīng)用

穆 宏1，紀(jì)玉榮2

(1.冀東油田勘察設(shè)計(jì)研究院，河北唐山 063004;2.唐山賽福特電子信息工程有限公司，河北唐山 063000)

低壓電力線載波技術(shù)是一種通過低壓輸電線路作為高頻信號(hào)傳輸線路的通訊方式。它利用現(xiàn)有的低壓電力線作為通訊線路，并把電力線通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和微控制器相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和高速數(shù)據(jù)的傳輸。

電力線載波;采集器;遠(yuǎn)程集中抄表

1.引言

民用水、電計(jì)量是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工作，是企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要手段。在采用電力線載波遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)以前，冀東油田抄表方式為傳統(tǒng)的人工抄表方式，效率低，技術(shù)手段落后。同時(shí)，水、電計(jì)量設(shè)施落后、系統(tǒng)老化嚴(yán)重、制約著企業(yè)的管理水平和節(jié)能增效。

電力線載波遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱集抄系統(tǒng))是一種以電力載波和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)作為傳輸數(shù)據(jù)的載體，同時(shí)采用先進(jìn)的載波電表，直讀式水表作為終端計(jì)量設(shè)施，改變了以往的人工抄表方式，能夠遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)的抄錄水、電表，提高了收費(fèi)效率和管理水平。

2.電力線載波技術(shù)簡(jiǎn)介

低壓電力線載波技術(shù)是一種通過低壓輸電線路作為高頻信號(hào)傳輸線路的通訊方式。它利用現(xiàn)有的低壓電力線做為通訊線路，并把電力線通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和微控制器相結(jié)合，其優(yōu)點(diǎn)是：電力線和信號(hào)線合一，直接利用住宅電力線作為控制總線和數(shù)據(jù)總線，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和高速數(shù)據(jù)的傳輸，是高度集成化、集軟硬件為一體的實(shí)用型系統(tǒng)。

3.集抄系統(tǒng)組成及原理

3.1 集抄系統(tǒng)組成

冀東油田電力線載波遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)由收費(fèi)營(yíng)業(yè)室主控微機(jī)(計(jì)算機(jī)中心)、通訊網(wǎng)、集中器、普通低壓(220V)電力線、采集器、住戶終端表計(jì)(電表采用載波電表，水表采用直讀式水表)等六部分組成，是以普通220V民用電線作為通訊載體的用戶信息采集系統(tǒng)，是一種高度集成化、集軟硬件為一體，對(duì)用戶用電量、用水量數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、存儲(chǔ)、傳輸、統(tǒng)計(jì)及綜合分析的實(shí)用型系統(tǒng)，系統(tǒng)拓?fù)鋱D見圖1。

圖1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

3.2 集抄系統(tǒng)原理

計(jì)算機(jī)中心通過市話網(wǎng)管理多個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)以變臺(tái)為單位組網(wǎng)，計(jì)算機(jī)中心通過市話網(wǎng)下達(dá)指令到某個(gè)小區(qū)的集中器，集中器再下發(fā)指令到用戶的水、電表，水、電表自動(dòng)將數(shù)據(jù)以載波的方式傳輸給集中器，集中器將所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來。待終端計(jì)算機(jī)發(fā)出指令進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，集中器再通過市話網(wǎng)將數(shù)據(jù)回傳到計(jì)算機(jī)中心，計(jì)算機(jī)中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程控制，對(duì)住戶超限量用水用電采取即時(shí)停供技術(shù)措施。

3.2.1 集中器

每個(gè)變壓器下安裝一臺(tái)集中器，集中器采用三項(xiàng)四線制，每一相所帶的計(jì)量點(diǎn)經(jīng)過載波的方式將數(shù)據(jù)傳送至集中器，集中器將信號(hào)處理完成后存到存儲(chǔ)器中，等待終端計(jì)算機(jī)對(duì)集中器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。計(jì)算機(jī)還可以通過集中器進(jìn)行指令下發(fā)，包括對(duì)計(jì)量點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、停電、送電，以及數(shù)據(jù)的讀寫。集中器與終端機(jī)的通訊采用電話線連接，需要讀取哪一個(gè)臺(tái)區(qū)的數(shù)據(jù)時(shí)只要通過調(diào)制解調(diào)器撥號(hào)到相應(yīng)的臺(tái)區(qū)集中器即可完成數(shù)據(jù)交換。

3.2.2 載波電表

載波電表的連接方式與普通電表的連接相同，其供電主線進(jìn)入電表后一路經(jīng)過取樣電阻進(jìn)行計(jì)量，另一路通過變壓器或者開關(guān)電路進(jìn)行整流、降壓、穩(wěn)壓為電表本身供電。計(jì)量部分把通過取樣電阻上的電流大小取樣后，送至脈沖電路，再由脈沖電路送至中央處理器，中央處理器對(duì)脈沖整理后一路送至數(shù)碼顯示，另一路送至存儲(chǔ)器。

3.2.3 直讀水表

直讀水表是一種智能水表，主要由旋翼濕式水表、數(shù)據(jù)傳感器、用戶數(shù)據(jù)處理模塊等組成。水流動(dòng)時(shí)，水表字輪轉(zhuǎn)動(dòng)，表頭的數(shù)據(jù)傳感器采集字輪位置信號(hào)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，再以總線通訊方式傳給計(jì)算機(jī)。它采用絕對(duì)編碼方式，實(shí)現(xiàn)了表記字輪數(shù)據(jù)的直讀;無需外接電源，并且平時(shí)處于斷電狀態(tài)，通訊時(shí)需要的電流直接由總線提供。

4.集抄系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

4.1 抄表功能

包括水、電、氣表手工點(diǎn)抄、自動(dòng)定時(shí)抄表及自動(dòng)補(bǔ)抄功能。

4.2 管理統(tǒng)計(jì)分析功能

日月用量異常分析;臺(tái)區(qū)同期用量比較分析;售量統(tǒng)計(jì)，損耗統(tǒng)計(jì)分析;月、季度、年售量統(tǒng)計(jì);月、日凍結(jié)數(shù)據(jù)抄收率統(tǒng)計(jì)等。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)EXCEL電子表格導(dǎo)出功能，系統(tǒng)發(fā)生故障及進(jìn)行檢修、換表等工作時(shí)確保水、電、氣量統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確。

4.3 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)及安全管理功能

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)通訊網(wǎng)絡(luò)工作狀況(如通訊故障);實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備工作狀況;實(shí)時(shí)記錄及保存各種操作日志;生成實(shí)時(shí)和歷史參數(shù)曲線并打印報(bào)表。系統(tǒng)可對(duì)用戶檔案、設(shè)備參數(shù)等進(jìn)行管理，采用分層分區(qū)的權(quán)限管理進(jìn)行操作。

4.4 自動(dòng)遠(yuǎn)程拉合閘控制功能

系統(tǒng)操作員人可對(duì)欠費(fèi)用戶進(jìn)行拉合電閘操作(操作前系統(tǒng)須提示確認(rèn)信息)，并有拉合閘操作記錄，記錄拉合閘時(shí)間、原因及操作員操作信息。

4.5 報(bào)警功能

系統(tǒng)具備自檢和異常工況報(bào)警功能;系統(tǒng)可設(shè)置閥值，可通過設(shè)置閥值比較，對(duì)超閥值數(shù)據(jù)自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警?？蓪?duì)報(bào)警類型、報(bào)警時(shí)間等信息進(jìn)行查詢;報(bào)警確認(rèn)信息須長(zhǎng)期保存。

4.6 收費(fèi)繳費(fèi)及查詢功能

收費(fèi)價(jià)格設(shè)置及管理，可實(shí)現(xiàn)多種費(fèi)率制度;完成費(fèi)用結(jié)算、收費(fèi)和制作收費(fèi)單、通知單;通過收費(fèi)網(wǎng)點(diǎn)觸摸屏查詢終端查詢用戶用量信息、繳費(fèi)信息和查閱相關(guān)政策信息等。

4.7 通知告知功能

通過移動(dòng)或聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)短消息方式每月提醒用戶到收費(fèi)點(diǎn)繳費(fèi)，同時(shí)把每月扣繳費(fèi)情況告知用戶，把礦區(qū)服務(wù)事業(yè)部或物業(yè)公司相關(guān)政策信息通過移動(dòng)或聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)告知用戶，通知告知具有群發(fā)功能。

5.集抄系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)

5.1 系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備具有良好的容錯(cuò)能力，出現(xiàn)意外情況，均不引起系統(tǒng)功能喪失、數(shù)據(jù)丟失和影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、終端設(shè)備平均無故障時(shí)間≥20，000小時(shí)。

5.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)嚴(yán)格校驗(yàn)，從采集、傳輸?shù)酱鎯?chǔ)全過程保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠，與計(jì)量表基數(shù)一致，水、電表一次抄收成功率為：電表＞95%、水表＞90%。

5.3 系統(tǒng)容量

系統(tǒng)接入用戶容量不小于10萬戶，接入表計(jì)數(shù)量不小于40萬只。

5.4 抄凍結(jié)數(shù)據(jù)響應(yīng)時(shí)間

臺(tái)變集中器在接收到主站下發(fā)的指令后，在4秒以內(nèi)主站收到響應(yīng)數(shù)據(jù);抄實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)響應(yīng)時(shí)間：主站下發(fā)抄收實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)指令后，在4秒以內(nèi)主站收到響應(yīng)數(shù)據(jù);遠(yuǎn)程控制響應(yīng)時(shí)間：主站下發(fā)控制指令后，在4秒以內(nèi)主站收到響應(yīng)。

5.5 停電數(shù)據(jù)保持時(shí)間

電源瞬時(shí)及長(zhǎng)時(shí)間斷電時(shí)，數(shù)據(jù)能夠完整保持10年以上;電源恢復(fù)時(shí)，保存數(shù)據(jù)不丟失。

5.6 系統(tǒng)時(shí)鐘精度

在使用溫度和相對(duì)濕度范圍內(nèi)，在供電情況下，終端時(shí)鐘走時(shí)誤差不超過3s/d。

5.7 電表精度等級(jí)均為1.0級(jí);水表精度等級(jí)均為B級(jí)。

6.集抄系統(tǒng)效益分析

6.1 節(jié)能增效效果顯著

通過冀東油田相關(guān)部門的測(cè)算，改造前民用水每戶每月用水量為22.5立方米，改造后通過遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)計(jì)量，每月每戶用量降至15立方米，下降了7.5立方米，系統(tǒng)計(jì)量總量與物業(yè)管理公司總表計(jì)量的結(jié)果基本吻合。改造前用戶平均每月用電量110度，改造后用戶月用電量降至97度，下降了13度，系統(tǒng)計(jì)量客戶電量與物業(yè)管理公司總表結(jié)果基本吻合。

6.2 節(jié)約了人工成本

系統(tǒng)改造前，油田礦區(qū)內(nèi)需要8個(gè)抄表員，每次抄表周期為一個(gè)月?，F(xiàn)在采用遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，用3臺(tái)微機(jī)、3名工作人員就可以對(duì)水電計(jì)量，每月統(tǒng)計(jì)一次只需要一天時(shí)間，提高了工作效率，且準(zhǔn)確率可以達(dá)到100%。

6.3 管理水平明顯提高

由于實(shí)行微機(jī)管理，避免了人工抄表造成的人為誤差因素，提高了計(jì)量的準(zhǔn)確率;能及時(shí)對(duì)用水、用電情況進(jìn)行綜合分析，制定有針對(duì)性的工作措施;避免上門抄表收繳水電費(fèi)的困難和打擾居民的現(xiàn)象;可以對(duì)超量欠費(fèi)的用戶隨時(shí)分戶關(guān)斷，并能隨時(shí)發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)流水和偷竊電等現(xiàn)象，有效地堵塞了管理漏洞。

7.結(jié)論

電力線載波遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)可以充分的利用現(xiàn)有的低壓輸電線路，具有組網(wǎng)運(yùn)營(yíng)成本低、實(shí)時(shí)性好，易操作，管理方便等特點(diǎn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，符合國(guó)家節(jié)能減排的政策要求，值得推廣。

［1］李良沫.電力線數(shù)字載波及其發(fā)展［J］.電力系統(tǒng)通信，2000(1).

［2］中華人民共和國(guó)國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì).低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)技術(shù)條(DL/T 698—1999)［S］.北京：中國(guó)電力出版社，2000.

［3］聶波.遠(yuǎn)程低壓電力線載波集中抄表系統(tǒng)［J］.重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)，2003(5).

Application of Remote Concentrated Metering System with Power Line Carrier Technology in Jidong Oilfield

MU Hong1，JIYu－rong2
(1.Survey and Design Institute of Jidong Oilfield，Tangshan 063004，China;2.Tangshan Soft Electronic Information Engineering Co.，Ltd，Tangshan 063000，China)

Low－voltage power line carrier technology is a kind of communication mode based on low－voltage power line for high－frequency signal.It uses low－voltage power line as communication line to realize remote control and high speed data communication.

power line carrier technology;collector;remote concentrated metering system

TM933.47 < class="emphasis_bold">文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

A

1671－3974(2012)01－0059－03

2011－11－29

穆宏(1974－)男，大學(xué)，冀東油田勘察設(shè)計(jì)研究院，工程師。研究方向：電氣工程設(shè)計(jì)。