李昆進(jìn)

摘 要：隨著我國科技水平的不斷進(jìn)步，智能化操作已經(jīng)滲入到各行各業(yè)。機(jī)器智能化能減少人們的勞動(dòng)工作量。在電力企業(yè)同樣如此，電力企業(yè)采用自動(dòng)化抄表技術(shù)大大提高了工作效率，促進(jìn)了電力企業(yè)的發(fā)展。文章主要介紹自動(dòng)化抄表技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理并做簡要分析。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；自動(dòng)化抄表；技術(shù)分析

前言

電力的發(fā)展在我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)著舉足輕重的地位，我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開電力行業(yè)，所以，對于電力工業(yè)的發(fā)展我們要給予更多的重視。我國電力行業(yè)改變了多個(gè)用戶使用一個(gè)電表的傳統(tǒng)模式，實(shí)行了一戶一表的政策。這樣會導(dǎo)致電表的使用數(shù)量增加了，若還是采用以前的人工抄表方式來進(jìn)行工作，會導(dǎo)致工作量的迅速上升。自動(dòng)化抄表的技術(shù)的出現(xiàn)給解決這個(gè)問題提供了很好的方式。實(shí)行電力抄表自動(dòng)化，不僅可以提高數(shù)據(jù)的科學(xué)性和快捷性，還能節(jié)約時(shí)間和人力。實(shí)行抄表自動(dòng)化以后，可以減少工作誤差，提高工作效率，提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 自動(dòng)化抄表的分類

1.1 485總線方式

集中器與采集終端之間采用RS485總線通信方式組建抄表網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字采集終端通過RS485總線和電表連接，脈沖采集終端每個(gè)脈沖端口只能接一塊脈沖表。系統(tǒng)采用RS485專線通信，具有抄表速度快，通信可靠，可以保證每天24h的實(shí)時(shí)通信的特點(diǎn)。計(jì)量方面具有系統(tǒng)采用一體化的RS485表，電表計(jì)量精度高，通信的時(shí)候能直接讀取電表的內(nèi)存電能量數(shù)據(jù)，避免了電能量的二次計(jì)量。其缺點(diǎn)是由于系統(tǒng)需要鋪設(shè)通信線路，所以適用于電表集中安裝、工程施工方便、容易鋪設(shè)通信線路的小區(qū)，鋪設(shè)線路費(fèi)用昂貴。

1.2 電力線載波抄表

抄表系統(tǒng)由主站、集中器、載波式電能表組成。系統(tǒng)的主站與集中器之間通過PSTN公用電話網(wǎng)來進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，集中器與表計(jì)之間采用低壓電力線載波通信方式組建抄表網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)采用電力線載波通信，無需架設(shè)額外的通信線路，載波表只需要接上電源即可，工程施工和日后的系統(tǒng)維護(hù)方便。適用那些對遠(yuǎn)程停送電實(shí)時(shí)性要求不高、電表分散、工程施工難度大的地方。系統(tǒng)采用一體化的電力線載波表，電表計(jì)量精度高，通信的時(shí)候直接讀取電表的內(nèi)存電能量數(shù)據(jù)，避免了電能量的二次計(jì)量。其缺點(diǎn)是由于現(xiàn)場條件下電力線存在有斷續(xù)的尖峰噪聲干擾、負(fù)載阻抗隨機(jī)變化和信號衰減強(qiáng)烈，電力線通信技術(shù)依然在發(fā)展階段，尚不能保證實(shí)時(shí)通信，所以系統(tǒng)僅適用那些不需要遠(yuǎn)程停送電功能、月用電量少、電表特別分散、工程施工難度很大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村地區(qū)。

1.3 CATV網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程抄表

基于CATV網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪h(yuǎn)程抄表系統(tǒng)不受傳輸距離的限制，傳輸通道干凈、無雜波干擾，傳輸數(shù)據(jù)不會產(chǎn)生丟包的現(xiàn)象。CATV網(wǎng)絡(luò)同軸電纜都已經(jīng)接入到每個(gè)小區(qū)至戶內(nèi)，而且距離電表箱較近，無需重復(fù)布線。采集終端設(shè)備是采用一種采集器與集中器一體的設(shè)備，將采集到的電表讀數(shù)通過廣電的同軸電纜傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備，能夠?qū)﹄姳淼臄?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的讀取并可存儲，以備電網(wǎng)主站人員調(diào)用；采集終端帶有繼電器控制IO接口，對普通485不可控電表實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程停送電的操作。目前為止國內(nèi)最為高效、穩(wěn)定的抄表方式。

2 自動(dòng)抄表系統(tǒng)現(xiàn)實(shí)原理

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

主要包括四個(gè)部分，分別是具有自動(dòng)抄表功能的電能表、抄表集中器、抄表交換機(jī)、中央信息處理機(jī)。

（1）電能表；脈沖電能表能夠輸出與轉(zhuǎn)盤數(shù)成正比的脈沖串，分為電壓型和電流型脈沖電能表。智能電能表通過串行口，以編碼方式進(jìn)行遠(yuǎn)方通信。按通信方式劃分為RS-485接口型和低壓配電線載波接口型兩類。（2）抄表集中器：將電能表的數(shù)據(jù)進(jìn)行一次集中的裝置，對數(shù)據(jù)集中后，通過電力載波等方式將數(shù)據(jù)繼續(xù)上傳。（3）抄表交換機(jī)：是遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的二次集中設(shè)備。集結(jié)的是抄表集中器的數(shù)據(jù)，再通過公用電話網(wǎng)或其他方式傳輸?shù)诫娔苡?jì)費(fèi)中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。（4）電能計(jì)費(fèi)中心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：是整個(gè)自動(dòng)抄表系統(tǒng)的管理層設(shè)備，通常由單臺計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)再配合以相應(yīng)的抄表軟件組成。

2.2 遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.2.1 遠(yuǎn)程集中抄表的典型實(shí)現(xiàn)方式

脈沖電表→計(jì)度單元→集中器→計(jì)算中心。

2.2.2 計(jì)度單元

計(jì)度單元一般用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。內(nèi)置式計(jì)度單元裝在電表里面，每個(gè)電表裝一個(gè)，結(jié)合不同的數(shù)據(jù)通信方式將電度數(shù)送出去。外置式計(jì)度單元裝在電表之外，一個(gè)計(jì)度單元可以聯(lián)接1至N個(gè)電表。計(jì)度單元是一個(gè)完整的單片機(jī)系統(tǒng)，只要加上時(shí)鐘電路很容易實(shí)現(xiàn)分時(shí)段計(jì)度，實(shí)現(xiàn)用普通電表進(jìn)行復(fù)費(fèi)率計(jì)度。

2.2.3 集中器

（1）母線式集中器：對下采用雙母線，對上用RS-232口和抄表器或計(jì)算機(jī)相接，也可以用紅外方式將抄表數(shù)據(jù)送到手工抄表器去。通?？梢怨芾?28-256個(gè)電表，由于有RS-232通信口，也可與調(diào)制解調(diào)器聯(lián)接，直接將抄表數(shù)據(jù)送到計(jì)算中心去。（2）485總線集中器：對下采用485總線，通信距離可達(dá)1200米。（3）載波集中器：對下采用載波通信，半雙工工作方式，巡回召測各個(gè)計(jì)度單元。對上采用RS232通信口與計(jì)算機(jī)直接相聯(lián)或通過MODEM和市話線與遠(yuǎn)方計(jì)算中心通信。（4）無線集中器：對下采用無線通信，半雙工工作方式，巡回召測。通信距離可達(dá)600米。

2.3 計(jì)算中心

按集中器到計(jì)算中心的通信方式分類：（1）人工轉(zhuǎn)接。抄表員到現(xiàn)場的集中器或計(jì)度單元將表計(jì)數(shù)據(jù)輸入到抄表器中，拿回到計(jì)算中心與計(jì)算機(jī)對接。（2）無線傳輸。計(jì)算中心和各集中器上都設(shè)置1個(gè)VHF無線電臺，通信距離在50公里以內(nèi)。（3）市話方式。通過MODEM與市話線相聯(lián)，不受距離的限制。

3 系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)

采用通用PC機(jī)作中心計(jì)算機(jī)，可在任何地方抄表，可讀任意多個(gè)集中器的數(shù)據(jù)。每個(gè)集中器可以管理250多個(gè)采集終端和4000多個(gè)各類表計(jì)。通過485總線/載波/無線方式，定時(shí)抄各表計(jì)的度數(shù)及狀態(tài)；通過電話線將數(shù)據(jù)送中心計(jì)算機(jī)去。每個(gè)采集終端可聯(lián)16個(gè)表計(jì)，有現(xiàn)場紅外手工抄表及設(shè)置功能。在使用帶反控的電表后，可增加斷電控制、警告控制等功能。

3.1 集中控制器主要技術(shù)指標(biāo)

采用直序擴(kuò)頻，半雙工異步調(diào)制解調(diào)器。擴(kuò)頻序列長度至少15位，臺區(qū)供電半徑在2000m范圍內(nèi)。載波中心頻率是120kHz，電力載波傳輸速率：500bps，集中器與主站通訊速率：9600bps。極限工作溫度控制在-40℃～+85℃范圍內(nèi)，相對濕度小于85%。

3.2 載波電能表技術(shù)指標(biāo)

參比電壓：220V，3×220V/380V；參比頻率：50Hz；整機(jī)功耗：靜態(tài)≤0.5W，環(huán)境條件：標(biāo)準(zhǔn)工作溫度為-25℃-+55℃，極限工作溫度為-40℃-+60℃；相對濕度范圍：RH10%-85%；通信傳輸距離：電力主干線500m（不加中繼時(shí)）；自動(dòng)中繼深度：4級；中心工作頻率：120kHz。

4 結(jié)束語

隨著無線通信數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，電力企業(yè)采用自動(dòng)抄表已成為發(fā)展的必然趨勢。自動(dòng)抄表技術(shù)無需人工入戶抄表，能節(jié)省大量的人力物力和建設(shè)周期。同時(shí)自動(dòng)技術(shù)抄表準(zhǔn)確、公平公正，減少糾紛、杜絕人情電等問題。但是自動(dòng)抄表技術(shù)還是一種處于推廣的新技術(shù)，需要有關(guān)部門的關(guān)心和重視，需要科研人員的不斷研究和探索，使抄表工作更優(yōu)更高更準(zhǔn)確更高效率。