阐述低压集中抄表系统的实施过程

摘要：随着低压集中抄表系统(以下简称集抄系统)技术不断发展,实施方案和应用功能更加多样化,其稳定性、可靠性也大大提高。为提高抄表效率,并满足线损“四分”管理的需要,各地供电企业正在加大力度建设集抄系统,实现低压用户集中抄表、台区线损自动统计、用电情况远程监控等应用功能。

关键词： 低压集中抄表系统;集中器;配变监测计量终端;接线方式

中图分类号： F407 文献标识码： A

一、低压电力用户集中抄表系统的构成

低压电力用户集中抄表系统主要由电能表、采集器、集中器、数据传输通道、主站系统构成，通过网络还可以与供电企业的电力营销管理系统相连，实现抄表收费自动化、一体化。

1.1 电能表

低压用户集中抄表系统使用的电能表通常有电子式电能表、脉冲电能表和感应式电能表三种。电子式电能表可以直接将电能量数据通过通信接口传输到采集器，脉冲电能表可输出标准脉冲信号到采集器，而感应式电能表需将用户的用电量通过光或磁的方法转换为标准脉冲信号后传输到采集器。根据国家智能电网建设和社会发展的总体要求，脉冲电能表和感应式电能表已基本被电子式的智能电能表取代。智能电能表由测量单元、数据处理单元、通信单元等组成，具有电能量计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能的电能表，这些功能都是围绕坚强智能电网建设而增加的，以满足电能计量、营销管理、客户服务的目的。

1.2 采集器

采集器（或称为采集模块）分为单表采集器和多表采集器两种。单表采集器只能采集、存储1块电表的数据，多表采集器可同时采集、存储2～64块电表的数据，采集器除完成电表的电能量数据采集工作以外，还要根据系统的要求完成与集中器之间的数据通信，将需要传送的电能量数据送到集中器中。

1.3 集中器

集中器的主要任务有两个：1）完成与采集器的数据通信工作，向采集器下达电能量数据冻结命令，定时循环接收采集器的电能量数据，或根据系统要求接收某个电表或某组电表的数据。2）根据系统要求完成与主站的通信，将用户电能量数据等主站需要的信息传送到主站数据库中。

1.4 数据传输通道

通信信道分上行通道和下行通道。上行通道指的是集中器与主站之间的通信线路，可以采用电话、无线、专线等通信介质; 下行通道指的是集中器与采集器之间的通信线路，主要有485总线、电力线载波两种通信方式。

1.5 主站系统

定时或随时抄收居民或商业用户电表的电能量数据，对集中器设置通信参数及操作参数，与供电企业电力营销管理系统网联网后，可以进行电费计算、票据打印、统计报表、电费实收等功能。

二、 低压集中抄表系统的通信方式

低压集中抄表系统是由主站通过传输媒体（无线、有线、电力线载波等信道或手持抄表终端等介质）经低压集中抄表终端将多个电能表记录值信息进行集中抄读，主要由采集器、集中器、信道和主站等组成。

在低压集中抄表系统中，通信信道是电能计量自动抄表技术中的关键，可分为远程信道、本地信道、直接信道三部分。远程信道是集中器的上行信道，一般为230 M专网、GPRS、CDMA、CATV等方式，用于集中器和主站之间的通信，实现主站命令的下发以及集中器信息的上传。本地信道是集中器的下行信道，用于集中器和采集器或直接和表计通信，实现集中器对表计信息的采集。直接信道是表计连接到采集器或直接连接到集中器的数据交换信道，实现近距离的数据通信，通常采用RS485通信接口。

抄表系统的通信方式分为有线和无线，而电力线载波和RS485以其独有的优势已成为有线通信方式的典型，其中电力线载波直接利用配电网络，避免了租用线路或占用频段等问题，降低了建设成本，有利于运营管理，更是受到了供电部门的关注。现针对这两种通信方式进行分析。

2.1 RS―485通信方式

目前，国内集中抄表系统常采用RS―485通信方式。这种方式下，采集终端通过专用导线接收电能表数据，并按一定的规约打包，然后经专线传给集中器进行加工储存后传给主站。RS―485通信方式作为为一种使用广泛的有线通信方式，具有通信可靠性高、传输速率快、抗干扰性较好等优点；其缺点是施工困难、建设投资大、接线复杂、调整困难等。

2.2 载波通信方式

低压电力线载波通信是指利用已有的低压配电网作为传输媒介，实现数据传递和信息交换的一种通信手段。发送数据时，发送器将数据调制到一个高频载波上，再经功率放大后通过耦合电路耦合到电力线上。载波通信方式充分利用了现有资源，具有施工容易、综合成本低、覆盖范围广、安全性高、维护量低等优点；其缺点是实时性和稳定性差。

2.3 通信方式选取原则

通过分析RS485 通信和载波通信的特点可知，这两种通信方式互有利弊，适用于不同场合。

1）使用载波通信方式：现场表计安装分散，台区半径大，台区内的电力用户分散，小区电力布线装表不规范。该方式适用于建设年代较早的小区及大部分的城乡结合部用电小区。

2）使用RS485通信方式：现场表计安装集中，用户多分楼层或单元集中装表，装表数量大，台区供电半径小。该方式适用于新建或即将建设的城区住宅小区，采用一层楼或多层楼共用一个采集器的系统建设

三、集抄系统实施方案

目前集抄系统常用的实施方案包括RS-485总线方案、全载波方案、半载波方案、无线方案等,不同的方案各有优缺点,可根据实际需要选择采用,以期达到理想的实施效果。下面以半载波方案为例介绍集抄系统的构成,半载波方案是指集中安装的电能表采用RS-485接口电能表,采集终端采用RS-485方式与电能表通讯,采用载波方式与集中器通讯,分散安装的电能表采用载波电能表,通过载波方式直接与集中器通讯。其系统架构同时兼容RS-485和电力载波通信方式，应用范围较广。

为了节约通讯费用,可将集中器与已经安装运行的配变监测计量终端级联,通过配变监测计量终端与计量自动化主站通讯,传输集中器采集的数据。这种方式下,系统还可以方便地采集到公用变压器总表电量数据,实现台区线损自动统计功能。

四、多台公用变压器小区实施集抄系统时遇到的问题

对于单台公用变压器独立运行的小区,按照上述实施方案,集抄系统可以正常工作,并实现相应的应用功能。如果小区有多台变压器,当其中一台或多台变压器停运,所属低压用户由其它变压器代供电时,集抄系统将无法正常工作。当1号变压器运行、2号变压器停运时(主断路器1合上,主断路器2断开,母联开关合上),台区1的集中器和配变监测计量终端正常工作,台区2的集中器和配变监测计量终端不带电,台区2的低压用户电能表不能实现集中抄表功能。

五、解决方案

如果将集中器电源线后移,接在主断路器之后，,则不管在何种运行方式下,两个台区的集中器始终带电,可以与采集终端和载波电能表正常通讯,实现抄表功能。由于停运变压器对应的配变监测计量终端不带电,无法利用级联功能,通过配变监测计量终端与计量自动化主站通讯。

对配变监测计量终端的接线方式也作了调整，,将其电压回路也后移到主断路器之后,不管在何种运行方式下,两个台区的配变监测计量终端也始终带电,可以实现级联功能,并与计量自动化主站保持正常通讯。这种接线方式下,低压用户电能表与所属台区集中器对应,即使运行方式变化,也无需在集中器和计量自动化主站对户变关系作任何调整。至于台区线损统计,只要计量自动化主站后台以“小区”为单位,将多台变压器作为一个整体进行统计。

这种接线方式下,如果多个集中器同时发出载波信号,就有可能出现载波信号冲突问题,严重影响抄表成功率。针对这一问题,可以合理设定集中器抄读采集终端和载波电能表数据的时间,尽量避免2个或以上集中器同时发出载波信号的情况出现。

结语

介绍了提高集抄系统抄表成功率的一个小窍门。评判集抄系统应用效果最重要的指标就是抄表成功率,为了提高集抄系统抄表成功率,还有很多细节值得探讨,如合理选择实施方案、降低干扰影响、优化载波软件和硬件性能等。

参考文献

[1]金福根,肖民,陈安军.居民电能表集中抄表系统存在的问题[J]. 电力需求侧管理.2007(5):67～68

[2]黄深喜.电能量数据采集远方终端的设计与发展[J].电气时代.2004(6):52～53