低壓電力線遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)的應(yīng)用

摘要：隨著我國(guó)電網(wǎng)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)中遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)的出現(xiàn)，節(jié)約了供電企業(yè)的人力資本支出，提高了供電企業(yè)抄表數(shù)據(jù)的可靠性和真實(shí)性，通過(guò)高度的自動(dòng)化作業(yè)，遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)還能有效分析用電異?，F(xiàn)象，及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏電偷電問(wèn)題，減少了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失和資源的浪費(fèi)。文章介紹了低壓集抄系統(tǒng)常見(jiàn)的工作方式，并針對(duì)容易發(fā)生的故障進(jìn)行分析，提出了積極的建議。

關(guān)鍵詞：低壓電力線；遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)；組網(wǎng)；載波節(jié)點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TM764 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）10-0101-03

1 低壓集抄表系統(tǒng)的工作原理

1.1 抄表系統(tǒng)的工作原理

目前我國(guó)供電企業(yè)使用的低壓集抄表系統(tǒng)，即是利用了現(xiàn)代化微電腦的高新科學(xué)技術(shù)，對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行處理的技術(shù)，通訊通信技術(shù)等其他相關(guān)技術(shù)通過(guò)通訊介質(zhì)來(lái)使電能量數(shù)據(jù)的輸送、采集、分析和儲(chǔ)存等系統(tǒng)方面的作用得以實(shí)現(xiàn)。因?yàn)椴煌奈㈦娔X采用的通信載體不同，目前我國(guó)供電系統(tǒng)主要采用的是無(wú)線通信技術(shù)、電力線載波通信技術(shù)以及專線通信技術(shù)三種。在實(shí)現(xiàn)電力線載波集中抄表系統(tǒng)時(shí)技術(shù)人員需利用電力線作為通信介質(zhì)才能使得供電系統(tǒng)得到最好的自動(dòng)抄表效果。一般來(lái)說(shuō)，工作人員會(huì)把通信裝置安裝在電能使用者電能表一側(cè)的能量采集器的模板或者載波電能表的模塊上，從而實(shí)現(xiàn)電能的采集和電能表數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存的雙重效果，以此來(lái)提高其工作效率。此外，使其與電能采集終端和集中器等設(shè)備實(shí)現(xiàn)雙向連接進(jìn)行通訊工作，再以集中器通過(guò)無(wú)線電臺(tái)、GSM、光纖光纜、公用電話線等形式使電能的關(guān)鍵數(shù)據(jù)傳遞給終端系統(tǒng)。相關(guān)的工作人員就是通過(guò)以上所介紹的方法實(shí)現(xiàn)手拿抄表器能夠?qū)﹄娔苡脩舫硐到y(tǒng)的采集器、電能表和重要參數(shù)的優(yōu)化配置。

1.2 電力線載波的特點(diǎn)

電力線載波是帶電系統(tǒng)所特有的一種通訊方式，其工作原理主要是通過(guò)現(xiàn)有的電力線路，以載波的形式對(duì)有用的數(shù)字信號(hào)等其他數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的輸送。電力線載波在進(jìn)行傳送信號(hào)的過(guò)程當(dāng)中并不需要中心架高網(wǎng)絡(luò)，其工作的條件就是工作現(xiàn)場(chǎng)有電線，可以通電用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，這是電力線載波的一個(gè)優(yōu)勢(shì)。

給供電企業(yè)抄核收技術(shù)人員工作帶來(lái)了很大的方便。

2 低壓集抄系統(tǒng)的組成

2.1 低壓集抄系統(tǒng)的組成和其主要作用

所謂集中抄表，就是指抄核收的工作人員能夠?qū)γ恳粋€(gè)電表安裝通訊模板，使每一個(gè)測(cè)量電能的電表都具有通信性能，從而使電表和電表的管理部門實(shí)現(xiàn)通信。這也可以稱為集中的工作方式。電力載波集中系統(tǒng)的工作模式就要包括集微電子技術(shù)、電力載波通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)管理技能，采用接力傳遞、自適應(yīng)電力載波、正交同步調(diào)制等通訊方法，在例變壓器當(dāng)中，其主要的通訊通道為其中的220V的低壓電力線，然后，集中器對(duì)該配變臺(tái)范圍內(nèi)的電表相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)，而遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的操作工作則是由電線市話網(wǎng)的集合作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。集中器、電力載波表和中央計(jì)算機(jī)是集中抄表系統(tǒng)的重要組成部分。中央計(jì)算機(jī)的通信方式一般來(lái)說(shuō)是通過(guò)電話網(wǎng)對(duì)集中器進(jìn)行連續(xù)，利用電力線和載波電表配合而進(jìn)行的。

2.2 核心站點(diǎn)管理系統(tǒng)的組成和意義

一般來(lái)說(shuō)，每個(gè)供電系統(tǒng)的不同部門的計(jì)算機(jī)重要的應(yīng)用軟件上一定會(huì)安裝主站點(diǎn)管理系統(tǒng)，前置服務(wù)模板、客戶終端的軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)的管理模板是構(gòu)成核心站點(diǎn)管理系統(tǒng)的主要內(nèi)容。下面是對(duì)其的詳細(xì)介紹：

（1）前置服務(wù)模塊，也可以稱之為GPRS前置機(jī)器，它主要的工作內(nèi)容就是實(shí)現(xiàn)對(duì)GPRS數(shù)據(jù)的接收和再傳遞。它的主要工作原理是通過(guò)監(jiān)控和記載集中器和客戶終端的聯(lián)系來(lái)判斷和分析集中器和客戶終端的信息是否符合相關(guān)規(guī)定。接著，把客戶終端傳遞來(lái)的命令發(fā)送到GPRS集中器，再把集中器傳遞過(guò)來(lái)的信息轉(zhuǎn)發(fā)到客戶終端。前置服務(wù)模板工作的條件是它必須有一個(gè)不變的網(wǎng)絡(luò)IP，此IP地址主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)集中成功登錄和注冊(cè)。

（2）客戶端軟件主要是負(fù)責(zé)基本信息的維護(hù)、數(shù)據(jù)的抄讀與查詢等。

（3）數(shù)據(jù)庫(kù)管理模板，它處于數(shù)據(jù)庫(kù)的服務(wù)器的管理之下，主要工作是對(duì)系統(tǒng)電表抄讀下來(lái)的信息進(jìn)行維護(hù)，是基本數(shù)據(jù)信息的專用服務(wù)器。

3 低壓集抄系統(tǒng)常見(jiàn)的組網(wǎng)形式

因?yàn)榈蛪杭到y(tǒng)的工作現(xiàn)場(chǎng)變化性大，每一個(gè)工作現(xiàn)場(chǎng)的電路運(yùn)行環(huán)境不同，所以，集抄系統(tǒng)下級(jí)設(shè)備的通訊方式也各不相同。對(duì)于電表的集中安裝實(shí)際情況，可以采用采集器485表配置的工作模式來(lái)完成電表的相對(duì)分散的安裝布局，也可以果斷使用GPRS，小型的無(wú)線電表和載波的方法把信息傳遞到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行采集。

3.1 RS485總線組網(wǎng)方案

如圖1所示，RS485總線組網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。通訊的實(shí)時(shí)性較強(qiáng)，遠(yuǎn)程的斷電和復(fù)電控制的安全性能高是RS485總線組網(wǎng)方案的主要優(yōu)點(diǎn)。布線施工難度高、成本高是其主要缺點(diǎn)。

3.2 載波組網(wǎng)方案

如圖2載波組網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)所表示。主要有半載波形式、全載波形式及混合形式三類。此種載波組網(wǎng)計(jì)劃的主要特點(diǎn)有：

（1）降低此系統(tǒng)的運(yùn)行成本、組網(wǎng)工作簡(jiǎn)單、不需要繁瑣的布線工、施工條件少是全載波方案的優(yōu)點(diǎn)。其主要缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)時(shí)性能差，可以通過(guò)抄電表凍結(jié)電量或補(bǔ)抄方式來(lái)解決抄核收數(shù)據(jù)存在的問(wèn)題，其成功率100%。此外，一般來(lái)說(shuō)，在使用這一種組網(wǎng)形式的時(shí)候，一部分載波信號(hào)不好的試驗(yàn)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程斷電和復(fù)電的安全性能控制工作存在難度。

（2）半載波組網(wǎng)方案優(yōu)勢(shì)在于能簡(jiǎn)化系統(tǒng)，適用范圍比較廣，相對(duì)總線來(lái)講能降低工程量及成本支出。劣勢(shì)是：仍存在一小分布線工程量，網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)時(shí)性能差，可以通過(guò)抄電表凍結(jié)電量或補(bǔ)抄方式來(lái)解決抄核收數(shù)據(jù)存在的問(wèn)題，其成功率100%。此外，在使用此種方案的時(shí)候，一部分載波點(diǎn)信號(hào)不好的地方實(shí)現(xiàn)斷電復(fù)電的難度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常的位置。

（3）適應(yīng)性能好是混合形式方案的主要優(yōu)點(diǎn)。在使用過(guò)程中，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)通信的性能不好而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不完整的困難可以由抄電表的凍結(jié)電量和補(bǔ)充抄錄的訪求來(lái)解決，這樣一來(lái)，混合形式方案的成功率就大大提高。除此之外，在采用混合形式方案的時(shí)候，一些載波信號(hào)十分不好的地方的電表仍然很難實(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)程斷電和復(fù)電的安全性。如圖2所示：

3.3 集中器無(wú)線組網(wǎng)方案

如圖3集中器無(wú)線組網(wǎng)方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)所表示。其特點(diǎn)：電表跟集中器之間不能直接進(jìn)行通信，因?yàn)闊o(wú)限型采集的終端設(shè)備在中間連接了一個(gè)；采集的終端設(shè)備主要是以短距離無(wú)線的形式和集中器來(lái)實(shí)現(xiàn)其通電的性能；而電表和采集終端設(shè)備則直接通過(guò)RS485的組線形式完成通信。通信的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確性高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了載波通信形式是無(wú)線級(jí)網(wǎng)方案的主要優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)主要是：有一些分布線的工程量會(huì)大大增加運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試工作量，這樣一來(lái)，系統(tǒng)的成本就會(huì)超出預(yù)算。

4 分析低壓集抄系統(tǒng)的故障問(wèn)題

4.1 集中器不能在登陸前置機(jī)的檢查

抄核收技術(shù)人員在對(duì)集中器進(jìn)行檢查工作的時(shí)候，一定要注意對(duì)出現(xiàn)運(yùn)行故障的集中器的類型進(jìn)行區(qū)分，判斷其是通用的集中器還是每個(gè)地方使用的不同的集中器，對(duì)集中器的上行規(guī)約是否能夠與上位機(jī)軟件的規(guī)約統(tǒng)一。只有在相關(guān)的技術(shù)人員通過(guò)檢查確定集中器和主站的類型無(wú)誤之后，才可以進(jìn)行下一步的檢查工作：

（1）在集中器的外在表現(xiàn)查找原因。

（2）要先判斷集中器工作狀態(tài)是否正常，供電條件是否正常，SIM卡是否放入到集中器內(nèi)，SIM卡是否存在欠費(fèi)現(xiàn)象，如果一切正常，就可以把天線擰緊了。

（3）對(duì)GPRS參數(shù)在集中器中的讀取進(jìn)行有效設(shè)置，保證集中器的參數(shù)設(shè)置情況與登錄的服務(wù)器的參數(shù)一樣。

4.2 檢查集中器與主站通信的問(wèn)題

（1）首先要先確認(rèn)主站的電腦是否能與服務(wù)器運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)有效連接。

（2）再一次對(duì)主站和服務(wù)器的連接情況以及參數(shù)的正確性進(jìn)行檢查，其中參數(shù)主要換手APN、IP、端口等。

（3）檢查服務(wù)器運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)情況。

4.3 所有的載波節(jié)點(diǎn)在抄表時(shí)沒(méi)有出現(xiàn)任何錯(cuò)誤

（1）確認(rèn)抄表的信號(hào)可以從集中器中發(fā)出來(lái)。

（2）集中器的抄表信號(hào)是否可以對(duì)所有電表進(jìn)行回應(yīng)。

（3）如果表端不能做出回應(yīng)，并且集中器也不能夠接收電表的回應(yīng)，這樣的狀況就是表明集中器載波的相關(guān)接收路線出現(xiàn)了問(wèn)題。

（4）找出使集中器的抄表回應(yīng)的數(shù)據(jù)出現(xiàn)問(wèn)題的原因。

4.4 抄核收技術(shù)人員在抄表工作數(shù)量中起伏變化比較大的問(wèn)題

（1）抄核收技術(shù)人員在抄電表的期間如果存在外界的一些干擾或存在干擾的時(shí)間不是很明確，在干擾環(huán)境下會(huì)導(dǎo)致抄電表的效果不是很好。要解決干擾問(wèn)題，必須要找出干擾的情況，用隔離變壓器將變頻設(shè)備把干擾隔離。

（2）如果同臺(tái)區(qū)集中器一起在進(jìn)行抄表的工作，一旦出現(xiàn)這樣的情況，就很容易使集中器出現(xiàn)相互干擾的問(wèn)題，從而影響到抄電表的運(yùn)行與工作效率，兩臺(tái)集中器一起工作，其載波信號(hào)會(huì)在工作中相互抵消。一般出現(xiàn)比較多的情況是兩臺(tái)集中器的線路之間。載波信號(hào)的抵消與疊加會(huì)降低集中器收發(fā)有效的載波信號(hào)工作效率。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述：在我國(guó)供電系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程集抄系統(tǒng)已使用了十多年，一般應(yīng)用在新建的住宅區(qū)中比較常見(jiàn)。遠(yuǎn)程集抄系統(tǒng)可以將電表的數(shù)據(jù)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳送到接收方電腦設(shè)備上，通過(guò)處理數(shù)據(jù)后，可以為用戶管理方提供方便、準(zhǔn)確的計(jì)量、監(jiān)控、收費(fèi)、查詢等服務(wù)，提高了住宅區(qū)內(nèi)的供應(yīng)管理服務(wù)水平。

作者簡(jiǎn)介：梁永華（1975-），男，廣東順德人，供職于廣東電網(wǎng)公司佛山順德供電局，研究方向：抄表核算。

（責(zé)任編輯：劉 晶）