低壓電力集中抄表系統(tǒng)介紹(課件).ppt

1 低壓電力集中抄表系統(tǒng)介紹 行銷部 李洪來2011年2月16日 2 目錄 1 引言2 術(shù)語3 自動(dòng)抄表系統(tǒng)的特點(diǎn)及架構(gòu)4 自動(dòng)抄表系統(tǒng)存在的問題5 TRJ低壓電力集中抄表系統(tǒng)6 下行抄表方式比較7 常見載波芯片的技術(shù)特點(diǎn)比較8 TRJ集中器介紹 3 1 引言 隨著國家推行電力系統(tǒng)的一戶一表工作不斷深入 以及供用電管理現(xiàn)代化的需要 傳統(tǒng)的手工抄表收費(fèi)方式越來越難以適應(yīng)時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展 抄表收費(fèi)也成了供電部門經(jīng)營上的的一大難題 手工抄表收費(fèi)的弊端表現(xiàn)在下列方面 抄表人員工作效率低 完成一次抄表用幾天的時(shí)間 一戶一表 導(dǎo)致抄表工作量大大增加 如1萬個(gè)電力用戶 需配備抄表人員約45 70人 年費(fèi)用近100萬元 隨著城市的擴(kuò)張 抄表員人數(shù)及薪資同步增加 人力成本不斷提高 抄表工作勞動(dòng)強(qiáng)度大 由于高層樓房的普及 使抄表成為勞動(dòng)強(qiáng)度較大的工作 人情電現(xiàn)象較多 客戶欠費(fèi)使供電企業(yè)蒙受損失 也給用電稽查帶來了不必要的麻煩 人為抄表出錯(cuò)率高的問題更為突出 造成供電單位和用戶之間很多不必要的糾紛 4 1 引言 現(xiàn)代化的自動(dòng)抄表系統(tǒng)可以較好地解決上述問題 這些抄表系統(tǒng)不但工作效率高 統(tǒng)計(jì)用戶用電信息準(zhǔn)確 而且還能提供很多用電的監(jiān)視和管理功能 自動(dòng)抄表系統(tǒng) 簡稱AMRS AutomaticMeterReadingSystem 是一種不需要人員到達(dá)現(xiàn)場就能完成抄讀用戶用電信息的智能化管理系統(tǒng) 自動(dòng)抄表系統(tǒng)對于改善電力營銷管理的意義是十分重要的 其帶來的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn) 無需上門抄表 中央計(jì)算機(jī)可以集中抄取所轄范圍內(nèi)任一臺(tái)變電站內(nèi)的所有用戶的電量及其它信息 可以對其中任一表計(jì) 帶控制功能 實(shí)時(shí)監(jiān)控 斷電或送電 可及時(shí)得到全面 準(zhǔn)確 可靠的電網(wǎng)用電量數(shù)據(jù) 及時(shí)了解所有臺(tái)區(qū)的線損情況 集中抄表保證了對電表抄收的同時(shí)性 為線損統(tǒng)計(jì)提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù) 可生成用戶電費(fèi)報(bào)表 電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表等等 可及時(shí)判斷表計(jì)故障 偷漏電現(xiàn)象 可幫助解決以往收費(fèi)難的問題 杜絕人情電 抄表不到位現(xiàn)象 精簡供電系統(tǒng)人員配置 提高單位工作效率 5 2 術(shù)語 2 1 低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)指由主站通過遠(yuǎn)程通訊信道 無線 有線 電力線載波等信道 將多個(gè)電能表電能量的記錄值 窗口值 的信息集中抄讀的系統(tǒng) 該系統(tǒng)主要由載波電能表或485表以及帶485接口的采集終端 臺(tái)區(qū)總表 集中器 信道和主站系統(tǒng)等設(shè)備組成 2 2 主站具有選擇集中器并與集中器進(jìn)行信息交換功能的設(shè)備 在低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)中 主站包括前置機(jī) 應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器三個(gè)部分 而前置機(jī)則是直接和集中器進(jìn)行通訊的部分 2 3 前置機(jī)負(fù)責(zé)通過各種通訊介質(zhì)和集中器進(jìn)行通訊的前置設(shè)備 并能在與主站其它部分脫離聯(lián)系后 通訊部分還正常 維持系統(tǒng)運(yùn)行的設(shè)備 6 2 術(shù)語 2 4 集中器是指收集用戶電能表的采集終端的數(shù)據(jù) 并進(jìn)行處理存儲(chǔ) 同時(shí)能和主站或手持單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的設(shè)備 2 5 級聯(lián)當(dāng)用電現(xiàn)場需要多個(gè)集中器采集數(shù)據(jù)或同時(shí)安裝有配變監(jiān)測計(jì)量終端 以下簡稱配變終端 時(shí) 采用的一種集中器間或與配變終端之間的通訊方式 集中器及配變終端之間通過RS 485總線互聯(lián) 其中只有一臺(tái)集中器或配變終端被設(shè)為負(fù)責(zé)與主站進(jìn)行通訊 稱為主終端 其余的集中器或配變終端稱為從終端 從終端通過485總線和主終端并通過主終端的遠(yuǎn)程通訊口和主站進(jìn)行通訊 這種通訊方式稱為級聯(lián) 級聯(lián)除實(shí)現(xiàn)與主站之間通道共享之外 安裝在同一配變臺(tái)區(qū)的集中器和配變終端之間還能夠利用級聯(lián)方式實(shí)現(xiàn)集中器采集配變終端內(nèi)的電能量數(shù)據(jù) 用于集中器進(jìn)行配變臺(tái)區(qū)線損分析 7 2 術(shù)語 2 6 測量點(diǎn)指采用某種裝置可以在一個(gè)特定的時(shí)間點(diǎn)測量出唯一的一組量值的電氣連接點(diǎn) 這組量值以某種方式被傳遞到集中器 在低壓集抄系統(tǒng)中 測量點(diǎn)指某一塊電能表 2 7 載波指為了低頻信號(hào)能夠在通道中傳播 采用能夠在信道中傳播的高頻信號(hào)與低頻信號(hào)進(jìn)行疊加 使之到達(dá)目的地 這個(gè)過程稱為載波 2 8 PLC技術(shù)PLC俗稱 電力線上網(wǎng) 是指利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和話音信號(hào)的一種通信方式 隨著Internet技術(shù)的飛速發(fā)展 人們開始研究利用220V低壓電力線傳輸高速數(shù)據(jù) 因?yàn)樗哂胁挥貌季€ 覆蓋范圍廣 連接方便等顯著特點(diǎn) 2 9 中繼是指允許大量的用戶在一個(gè)小區(qū)內(nèi)共享相對較小數(shù)量的信道 即從可用信道庫中給每個(gè)用戶按需分配信道 8 2 術(shù)語 2 10 中繼深度是指中繼最大級數(shù) 比如東軟方案的最大級數(shù)為7級 瑞斯康方案為無限中繼 2 11 路由是把信息從源穿過網(wǎng)絡(luò)傳遞到目的地的行為 2 12 臺(tái)區(qū)在低壓集抄系統(tǒng)技術(shù)當(dāng)中 臺(tái)區(qū) 可以狹義的理解為就是 配電室 2 13 操控器是一種在調(diào)試安裝 維護(hù)低壓集抄系統(tǒng)時(shí)使用的通信連接設(shè)備 它與掌上電腦合在一起用于抄控采集終端 載波表 一方面抄控器將掌上電腦的抄控指令發(fā)送到電力線上 另一方面從電力線上接收采集終端或載波表返回的數(shù)據(jù)信息 并傳給掌上電腦 9 3 自動(dòng)抄表系統(tǒng)的特點(diǎn)及架構(gòu) 3 1 系統(tǒng)特點(diǎn)我國的電能計(jì)量方式采取的是一戶一表制 這就決定了抄表系統(tǒng)主要具有如下兩個(gè)特點(diǎn) 用戶數(shù)量多 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)多 成千上萬 數(shù)據(jù)量龐大 用戶分布廣 系統(tǒng)是一個(gè)覆蓋面很廣的通信網(wǎng)絡(luò) 采集點(diǎn)具有分散性 10 3 自動(dòng)抄表系統(tǒng)的特點(diǎn)及架構(gòu) 3 2 系統(tǒng)架構(gòu)目前的自動(dòng)抄表系統(tǒng)一般由主站 集中器 級聯(lián)終端 采集器和電能表共同組成 整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)可以簡單分成3個(gè)通信信道 主站與集中器的通信信道 上行通道 通過該通道 主站可以定時(shí)抄收保存在集中器中的電能表數(shù)據(jù) 集中器可以自動(dòng)上報(bào)任務(wù)數(shù)據(jù)和告警信息到主站 集中器與采集器及電能表的通信信道 下行通道 通過該通道 集中器可以定時(shí)抄收電能表中的數(shù)據(jù) 集中器與級聯(lián)終端的通信信道 級聯(lián)通道 通過該通道 主站可以定時(shí)抄收保存在級聯(lián)終端中的電能表數(shù)據(jù) 級聯(lián)終端可以自動(dòng)上報(bào)任務(wù)數(shù)據(jù)和告警信息到主站 11 3 自動(dòng)抄表系統(tǒng)的特點(diǎn)及架構(gòu) 3 2 系統(tǒng)架構(gòu)3 2 1 上行通信通道3 2 2 下行通信通道3 2 3 級聯(lián)通信通道 12 3 自動(dòng)抄表系統(tǒng)的特點(diǎn)及架構(gòu) 3 2 1 上行通信通道上行通迅通道以安裝在供電局管理中心的系統(tǒng)工作站為中心點(diǎn) 以發(fā)散的形式與分散于各臺(tái)變區(qū)域的集中器連接 形成1對N的連接形式 在這種方式下 信道的通信數(shù)據(jù)量較大 要求有一定的傳輸速率和帶寬 根據(jù)信道的介質(zhì)可分為光纖 電話線 無線 移動(dòng)GSM和移動(dòng)GPRS CDMA這五種模式 13 3 自動(dòng)抄表系統(tǒng)的特點(diǎn)及架構(gòu) 3 2 1 上行通信通道3 2 1 1 光纖通信網(wǎng)3 2 1 2 電話線網(wǎng)3 2 1 3 無線通信網(wǎng)3 2 1 4 移動(dòng)GSM網(wǎng)絡(luò)3 2 1 5 移動(dòng)GPRS CDMA網(wǎng)絡(luò) 14 3 自動(dòng)抄表系統(tǒng)的特點(diǎn)及架構(gòu) 3 2 1 1 光纖通信網(wǎng)光纖通信具有很多優(yōu)點(diǎn) 如頻帶寬 傳輸速率高 傳輸距離遠(yuǎn) 以及高抗干擾性等特點(diǎn) 非常適合上層通信網(wǎng)的要求 因?yàn)楣饫w本身難以實(shí)現(xiàn)T形連接 不能實(shí)現(xiàn)總線結(jié)構(gòu) 除非采用光纖環(huán)網(wǎng)技術(shù) 因此特別適合于星型連接 由于目前星型連接節(jié)點(diǎn)造價(jià)高 安裝費(fèi)用也比較高 在AMRS系統(tǒng)中無法采用 隨著光纖技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展 在AMRS系統(tǒng)中借用其它現(xiàn)有光纖通信網(wǎng)進(jìn)行上層通信將是一種很好的選擇 15 3 自動(dòng)抄表系統(tǒng)的特點(diǎn)及架構(gòu) 3 2 1 2 電話線網(wǎng)由于電話網(wǎng)在城鎮(zhèn)的迅速普及 利用現(xiàn)有的電話網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信也是一個(gè)經(jīng)濟(jì)有效的方案 利用電話網(wǎng)通信 只需在數(shù)據(jù)集中器和管理中心主機(jī)各加裝調(diào)制解調(diào)器 Modem 即可 其通信速率可達(dá)2 4kbps 9 6kbps甚至56kbps 主機(jī)對集中器的呼叫可以通過撥號(hào)由交換機(jī)自動(dòng)完成 也可以租用專線 但費(fèi)用較高 租用電話線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí) 線路續(xù)接 包括呼叫應(yīng)答等 時(shí)間較長 通常需幾秒到幾十秒 這一方面使得管理中心無法對用戶實(shí)時(shí)監(jiān)控 另一方面當(dāng)集中器數(shù)目N較多時(shí) 租用電話線路多 其租用費(fèi)用也很可觀 因此不適合大容量系統(tǒng) 16 3 自動(dòng)抄表系統(tǒng)的特點(diǎn)及架構(gòu) 3 2 1 3 無線通信網(wǎng)利用無線電波進(jìn)行無線通信 對于范圍廣 布局分散的集中器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信 是一種較好的選擇 其特點(diǎn)是傳輸頻帶較寬 通信容量較大 可達(dá)幾千臺(tái) 通信距離長 一般幾十公里 還可通過中繼站延伸到更遠(yuǎn) 在進(jìn)行通信時(shí) 管理中心主機(jī)控制無線電臺(tái)發(fā)出呼叫命令 各集中器收到命令后進(jìn)行地址對比 如正確則發(fā)出應(yīng)答信號(hào) 完成數(shù)據(jù)鏈路的建立 然后進(jìn)行數(shù)據(jù)通信 使用這種通信方式 安裝調(diào)試方便 主要缺點(diǎn)是需申請頻點(diǎn)使用權(quán) 如果頻點(diǎn)選擇不合理 相鄰兩個(gè)信道會(huì)產(chǎn)生相互干擾 一般情況下 小型無線電臺(tái)的通信速率較低 常用600bps或1200bps且設(shè)備及安裝成本較高 所以這種通信方式的使用場合有一定的限制 多用于大用戶電力負(fù)荷的無線電監(jiān)控及用電管理系統(tǒng)中 17 3 自動(dòng)抄表系統(tǒng)的特點(diǎn)及架構(gòu) 3 2 1 4 移動(dòng)GSM網(wǎng)絡(luò)目前蜂窩移動(dòng)無線網(wǎng) GSM 覆蓋面已幾乎遍及全國 因此構(gòu)建自動(dòng)抄表系統(tǒng)時(shí) 完全可以利用現(xiàn)成的GSM無線網(wǎng)絡(luò)而不必重新建設(shè)新的基站 基于移動(dòng)GSM網(wǎng)絡(luò)的抄表系統(tǒng)必須在管理中心和集中器中加裝無線通信模塊 由于這種無線通信模塊結(jié)構(gòu)簡單 控制容易 所以利用它的RS 232標(biāo)準(zhǔn)的接口很容易和單片機(jī)連接在一起 構(gòu)造出一個(gè)具有無線收發(fā)功能的集中器 用電管理中心與各個(gè)集中器都裝有這種無線通信模塊 它們之間的通信是通過撥號(hào)接入GSM網(wǎng) 以短消息的模式進(jìn)行上傳數(shù)據(jù) 下達(dá)命令的 短消息的工作機(jī)制類似于Internet網(wǎng)上的電子郵件E mail 當(dāng)無線信道發(fā)生擁塞時(shí) 短消息的信道延時(shí)是不可預(yù)測的 這是它的致命缺點(diǎn) 18 3 自動(dòng)抄表系統(tǒng)的特點(diǎn)及架構(gòu) 3 2 1 5 移動(dòng)GPRS CDMA網(wǎng)絡(luò)GPRS CDMA是在目前GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中增加的兩個(gè)節(jié)點(diǎn) 在基站子系統(tǒng)中增加用于無線分組接入的分組控制單元來實(shí)現(xiàn) 從而發(fā)展起來的一種新型承載業(yè)務(wù) 它可以向移動(dòng)用戶以分組交換的形式提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) GPRS CDMA采用與GSM同樣的無線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn) 同樣的頻帶 同樣的突發(fā)結(jié)構(gòu) 同樣的跳頻規(guī)則以及同樣的幀結(jié)構(gòu) 這種新的分組數(shù)據(jù)信道與當(dāng)前的電路交換的話音業(yè)務(wù)信道極其相似 因此 現(xiàn)有的基站子系統(tǒng)從一開始就可提供全面的GPRS CDMA覆蓋 GPRS CDMA網(wǎng)絡(luò)在理想環(huán)境下理論傳輸最大速率為171 2kbps 而目前實(shí)際應(yīng)用帶寬大約在40 100Kbps 在此信道上提供TCP IP和UDP連接 可以用于INTERNET連接 數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?yīng)用 根據(jù)GPRS CDMA的特點(diǎn) 它是一種高速 高效的無線系統(tǒng) 允許移動(dòng)用戶經(jīng)分組方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù) 特別適用于間斷的 突發(fā)的 頻繁的和少量的數(shù)據(jù)傳輸 也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸 而電力抄表系統(tǒng)的應(yīng)用正符合這個(gè)技術(shù)特點(diǎn)的特征 所以 GPRS CDMA網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)中做數(shù)據(jù)傳輸鏈路備份的應(yīng)用是非常適合的 當(dāng)前流行的AMRS都是移動(dòng)GPRS CDMA網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)組建 平臺(tái)組建 方案實(shí)施都比較方便 并且投入設(shè)備比較少 投入資金不大 19 3 自動(dòng)抄表系統(tǒng)的特點(diǎn)及架構(gòu) 3 2 2 下行通信通道下行通道主要使用總線型通信方式 這種方式以一條串行總線連接各分散的采集器或電度表 實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)的互連 這種方式下 信道上節(jié)點(diǎn)較多 傳輸速率不很高 與通信介質(zhì)有關(guān) 傳輸距離短 不超過2000m 因此一般用于底層電能數(shù)據(jù)的采集 常用的模式有低壓電力線載波通信 RS 485網(wǎng)和儀表總線等 下行通迅通道也可以使用無線網(wǎng)絡(luò)的方式 以無線集中器與無線采集器或無線電能表連接 形成1對N的連接形式 20 3 自動(dòng)抄表系統(tǒng)的特點(diǎn)及架構(gòu) 3 2 2 下行通信通道3 2 2 1 RS 485網(wǎng)3 2 2 2 低壓電力線載波通信3 2 2 3 無線通信網(wǎng) 21 3 自動(dòng)抄表系統(tǒng)的特點(diǎn)及架構(gòu) 3 2 2 1 RS 485網(wǎng)RS 485是CCITT標(biāo)準(zhǔn)化V 11 X 27兼容的平衡式電氣特性標(biāo)準(zhǔn) 該標(biāo)準(zhǔn)采用集成電路 在一對平衡的互連電纜上傳送差分信號(hào) 在接收端用差分接收器進(jìn)行信號(hào)判決 這種接口具有抑制共模干擾的能力 因此抗干擾性能很好 信號(hào)發(fā)送頻率最高可達(dá)10MHz 在使用雙絞線 信號(hào)速率小于100kbps時(shí) 傳輸距離可達(dá)1200m RS 485接口在一個(gè)通道上可進(jìn)行半雙工通信 所以只需兩根線便可雙向通信 并可方便地構(gòu)成一點(diǎn)對多點(diǎn)或多點(diǎn)之間的相互通信網(wǎng)絡(luò) 一般使用雙絞線作為網(wǎng)絡(luò)總線 總線上掛接的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)因選用的接口驅(qū)動(dòng)芯片而異 最多可接128個(gè)節(jié)點(diǎn) 對要求較高的系統(tǒng)可考慮選用帶光電隔離的 抗雷電及抗靜電放電沖擊的收發(fā)器 在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮這些因素 采用RS 485網(wǎng)的通訊方式需要現(xiàn)場布線 維護(hù)施工不方便 安裝成本也高 22 3 自動(dòng)抄表系統(tǒng)的特點(diǎn)及架構(gòu) 3 2 2 2 低壓電力線載波通信利用低壓電力線作為AMRS系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)通道運(yùn)行成本低 無疑是非常經(jīng)濟(jì)的方案 在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí) 發(fā)送器先將數(shù)據(jù)調(diào)制到一高頻載波上 再經(jīng)過功率放大后通過耦合電路耦合到電力線上 信號(hào)頻帶一般為50 300kHz 峰值電壓不超過10V 因此不會(huì)對電力線路造成不良影響 此高頻信號(hào)經(jīng)線路傳輸?shù)浇邮辗?接收機(jī)通過耦合電路將高頻信號(hào)分離出來 濾去干擾信號(hào)后放大 再經(jīng)解調(diào)電路還原成二進(jìn)制數(shù)字信號(hào) 低壓電力線載波通信網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類似于RS485系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 采用總線結(jié)構(gòu) 在同一變壓器區(qū)域下 一個(gè)集中器采集若干個(gè)采集器或電度表的數(shù)據(jù) 構(gòu)成一個(gè)總線型網(wǎng) 3 2 2 3 無線通訊網(wǎng)利用無線電波進(jìn)行無線通信 對于范圍廣 布局分散的采集器或電能表進(jìn)行數(shù)據(jù)通信 是一種較好的選擇 在進(jìn)行通信時(shí) 集中器控制無線電臺(tái)發(fā)出呼叫命令 各采集器或電能表收到命令后進(jìn)行地址對比 如正確則發(fā)出應(yīng)答信號(hào) 完成數(shù)據(jù)鏈路的建立 然后進(jìn)行數(shù)據(jù)通信 23 3 自動(dòng)抄表系統(tǒng)的特點(diǎn)及架構(gòu) 3 2 3 級聯(lián)通道級聯(lián)通道使用總線型通信方式 這種方式以一條串行總線連接各級聯(lián)終端 實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)的互連 該通道一般采用RS 485網(wǎng)的方式 24 4 自動(dòng)抄表系統(tǒng)存在的問題 電力集中抄表系統(tǒng)是集計(jì)算機(jī) 數(shù)字通信等多項(xiàng)技術(shù)于一體的高新技術(shù)產(chǎn)品 它不是簡單的單一產(chǎn)品 而是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜的系統(tǒng)工程 它涉及主站軟件 與營銷數(shù)據(jù)庫連接 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 無線通訊 GPRS 電臺(tái) 有線通訊 撥號(hào)MODEM 載波通信 計(jì)量技術(shù)以及強(qiáng)電方面的知識(shí)等等 這就要求系統(tǒng)設(shè)計(jì)者知識(shí)面廣 需要熟悉并掌握多方面的相關(guān)知識(shí) 某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題 就很可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行不正常 由于系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來自于電能表 而目前全國電能表的生產(chǎn)企業(yè)有800多家 每家又有很多型號(hào)的產(chǎn)品 這些產(chǎn)品的質(zhì)量差異較大 特別受銷售價(jià)格競爭的影響 對脈沖及485輸出方面的設(shè)計(jì)及器件選擇的要求不嚴(yán)格 都可能導(dǎo)致電磁兼容不過關(guān) 抗干擾能力差 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不正確 數(shù)據(jù)源自身抗干擾能力差 就無法實(shí)現(xiàn)抄表系統(tǒng)的正確性 25 4 自動(dòng)抄表系統(tǒng)存在的問題 目前生產(chǎn)低壓載波電力集中抄表系統(tǒng)的企業(yè)很多 但真正有開發(fā)能力和豐富現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)卻很少 如在不清楚低壓電力線上到底是衰減和干擾哪個(gè)因素影響大的情況下 便盲目選擇和強(qiáng)調(diào)擴(kuò)頻技術(shù) 造成終端通信距離短 需中繼的終端數(shù)多 系統(tǒng)處于通訊臨界狀態(tài)運(yùn)行 對于這樣一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程 某一環(huán)節(jié)的問題都有可能導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定 例如集中器上傳的GPRS技術(shù) 數(shù)據(jù)庫的連接等 在低壓載波電力集中抄表系統(tǒng)的生產(chǎn)企業(yè)中 有相當(dāng)比例的企業(yè)是貼牌的 自己沒有研發(fā)能力 拿其它企業(yè)的產(chǎn)品貼上自己的標(biāo)牌后進(jìn)行銷售 結(jié)果是 后繼開發(fā)能力不足 產(chǎn)品改進(jìn)或改動(dòng)困難 解決問題和系統(tǒng)服務(wù)無法跟上 一旦研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)和貼牌企業(yè)合作關(guān)系終止 失去了技術(shù)支持 鑒于上述問題 供電部門在進(jìn)行系統(tǒng)建設(shè)時(shí)要選用技術(shù)比較成熟 有較強(qiáng)研發(fā)實(shí)力的企業(yè)的產(chǎn)品 26 5 TRJ低壓電力集中抄表系統(tǒng)介紹 TRJ低壓電力集中抄表系統(tǒng)是采用電力線數(shù)字通訊技術(shù) 利用微電腦集成技術(shù) 將低壓配電網(wǎng)中的用戶終端數(shù)據(jù)的采集 控制 存儲(chǔ) 傳輸和處理一體化和自動(dòng)化的產(chǎn)品 該系統(tǒng)是在參照國內(nèi)外現(xiàn)有的抄表系統(tǒng)先進(jìn)設(shè)計(jì)思路的基礎(chǔ)上 遵循中國國家及電力行業(yè)和國際有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 采用先進(jìn)的工控技術(shù)而設(shè)計(jì)的新一代智能型數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)控制設(shè)備 產(chǎn)品具有功能完善 傳輸精度高 可靠性高 容量大 開放性好 性能價(jià)格比高等特點(diǎn) 是建立電力市場各類計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng) 以及在低壓電力網(wǎng)上提供增值服務(wù)的理想配套產(chǎn)品 27 5 TRJ低壓電力集中抄表系統(tǒng) 5 1 系統(tǒng)架構(gòu)低壓電力集中抄表系統(tǒng)的整體構(gòu)架如下圖所示 如下圖所示 系統(tǒng)由主站 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 工作站和集中器 采集終端 采集器 手抄機(jī) 載波一體化電能表 多功能表和485表組成 28 6 TRJ低壓電力集中抄表系統(tǒng) 6 1 系統(tǒng)架構(gòu) 29 5 TRJ低壓電力集中抄表系統(tǒng) 5 2 通訊方式5 2 1 上行通信集中器與主站之間的上行通信采用公用通訊網(wǎng) 兼容GPRS CDMA PSTN 網(wǎng)絡(luò)等通信方式 上行通信部分采用模塊化設(shè)計(jì) 改變通信方式時(shí)只需更換通信模塊 通信模塊選用工業(yè)級產(chǎn)品 且安裝在機(jī)殼內(nèi) 若采用GPRS CDMA無線通信方式 當(dāng)用戶現(xiàn)場GPRS信號(hào)的強(qiáng)度較弱時(shí) 可以選擇使用外引天線 30 5 TRJ低壓電力集中抄表系統(tǒng) 5 2 通訊方式5 2 2 下行通信按傳輸媒介分 低壓電力集中抄表方式主要分為有線和無線兩種 其中有線包括電力線載波 RS485總線等方式 無線通信主要有低功率無線和GPRS CDMA公網(wǎng)無線等 低功率無線有ZIGBEE ROBUNET等 概括起來 應(yīng)用的比較多的低壓集抄系統(tǒng)下行通道方式有 窄帶低壓載波 RS485總線 無線方式和這幾種的混合方式 其中混合方式主要有半載波和半無線方式 31 5 TRJ低壓電力集中抄表系統(tǒng) 5 3 集中抄表系統(tǒng)方案TRJ遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)根據(jù)采用的下行通道的不同設(shè)計(jì)了3種抄表方案 RS485總線集中抄表系統(tǒng) 半載波集中抄表系統(tǒng) 全載波集中抄表系統(tǒng) 5 3 1 RS485總線集中抄表系統(tǒng)5 3 1 1 RS485集中抄表系統(tǒng)簡介隨著現(xiàn)代化數(shù)字通訊技術(shù)的日臻完善 電力系統(tǒng)的自動(dòng)化抄表系統(tǒng)也不斷進(jìn)行革新 其中RS485總線集中抄表的方式具有數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定 通訊距離遠(yuǎn)及傳輸速率高等優(yōu)點(diǎn)在各種自動(dòng)抄表方式中獨(dú)樹一幟 成為國內(nèi)最廣泛應(yīng)用的自動(dòng)化抄表方式之一 32 5 TRJ低壓電力集中抄表系統(tǒng) 5 3 1 2 RS485集中抄表系統(tǒng)拓?fù)鋱D 33 34 5 TRJ低壓電力集中抄表系統(tǒng) 5 3 1 3 RS485集中抄表系統(tǒng)組成整個(gè)系統(tǒng)由RS485集中器 采集終端 電子式電能表 主站抄表管理軟件 簡稱主站 組成 5 3 1 4 RS485集中抄表系統(tǒng)特點(diǎn)系統(tǒng)設(shè)備各種通訊接口物理層相互獨(dú)立 RS485接口均設(shè)計(jì)有防雷擊 抗干擾電路 運(yùn)行安全可靠 組網(wǎng)靈活多變 可采用級聯(lián)或采集器中轉(zhuǎn)管理 在一條RS485總線上連接節(jié)點(diǎn)成幾何倍數(shù)增加 主站可實(shí)時(shí)召測表計(jì)數(shù)據(jù) 實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶用電情況 并可實(shí)時(shí)發(fā)送斷電送電指令 集中器采用通信規(guī)約采用共享庫方式 可以根據(jù)用戶應(yīng)用需要進(jìn)行開發(fā)和擴(kuò)展與電能表通信的各種規(guī)約 可以管理原有帶RS485接口的電能表 35 5 TRJ低壓電力集中抄表系統(tǒng) 5 3 2 半載波集中抄表系統(tǒng)5 3 2 1 半載波集中抄表系統(tǒng)簡介半載波系統(tǒng)是利用用戶原有帶RS485接口的電能表與采集終端的RS485接口連接 采集終端再通過電力線載波與載波集中器連接 集中器通過GPRS CDMA與管理主站遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)傳輸 實(shí)現(xiàn)RS485電能表的載波遠(yuǎn)程集中抄表 半載波的方式充分利用了現(xiàn)有資源 并最大程序降低了組網(wǎng)抄表改造成本 節(jié)省了通訊線路的投資和日常的維護(hù)費(fèi)用 最適合于不帶載波通訊功能的電能表集中抄表改造 36 5 TRJ低壓電力集中抄表系統(tǒng) 5 3 2 2 半載波集中抄表系統(tǒng)拓?fù)鋱D 37 38 5 TRJ低壓電力集中抄表系統(tǒng) 5 3 2 3 半載波集中抄表系統(tǒng)組成系統(tǒng)由載波集中器 采集終端 RS485電子式電能表 主站抄表管理軟件 簡稱主站組成 5 3 2 4 半載波集中抄表系統(tǒng)方案優(yōu)點(diǎn)利用現(xiàn)有帶RS485接口的電能表實(shí)現(xiàn)電力線載波集中抄表 組建抄表網(wǎng)絡(luò)簡單 無需更換現(xiàn)有表計(jì) 改造成本少 組網(wǎng)靈活多變 既可用現(xiàn)有的RS485電能表組網(wǎng) 也可以用帶載波通訊的電能表組網(wǎng) 直接與集中器連接 主站可實(shí)時(shí)召測表計(jì)數(shù)據(jù) 實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶用電情況 并可實(shí)時(shí)發(fā)送斷電送電指令 采集終端可以管理原有不同廠家 不同規(guī)約的RS485電能表 39 5 TRJ低壓電力集中抄表系統(tǒng) 5 3 3 全載波集中抄表系統(tǒng)5 3 3 1 全載波集中抄表系統(tǒng)簡介電力線載波通訊是利用低壓配電線作為信息傳輸媒介進(jìn)行信息傳輸?shù)囊环N通信方式 該方式節(jié)省了通訊線路的投資和日常的維護(hù)費(fèi)用 是目前最經(jīng)濟(jì)集中抄表方式 應(yīng)用前景十分廣泛 40 5 TRJ低壓電力集中抄表系統(tǒng) 5 3 3 2 全載波集中抄表系統(tǒng)拓?fù)鋱D 41 42 5 TRJ低壓電力集中抄表系統(tǒng) 5 3 3 3 全載波集中抄表系統(tǒng)組成由載波集中器 電子式載波電能表 主站抄表管理軟件 簡稱主站 三部分組成 5 3 3 4 全載波集中抄表系統(tǒng)特點(diǎn)擴(kuò)頻調(diào)制載波通道 單芯片的擴(kuò)展頻譜技術(shù)將信號(hào)加載到一個(gè)頻帶較寬的載頻上 使衰減較小 抗干擾能力強(qiáng) 對不同網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載特性適用性更強(qiáng) 可靠性更高 信號(hào)中繼技術(shù) 系統(tǒng)中每一個(gè)多路載波終端上的載波通訊模塊采用特殊設(shè)計(jì)鏈路功能 使其既具有支持本身多路載波終端通訊功能 又能擔(dān)當(dāng)整個(gè)載波網(wǎng)絡(luò)中的信號(hào)中繼單元 且支持多級中繼的功能 有效地延長了系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行通訊距離 路由管理功能 根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載情況 和信號(hào)衰減情況選擇適當(dāng)?shù)耐ㄓ嵚窂?以保證整個(gè)系統(tǒng)的通訊成功率 路由功能既可在主站端人工實(shí)現(xiàn) 也可在載波集中器處自動(dòng)實(shí)現(xiàn) 一旦通訊成功 系統(tǒng)自動(dòng)記錄成功通訊路徑 保證下次通訊 三相電源自動(dòng)切換 初次運(yùn)行時(shí)記錄不同相線上分布的多路載波終端號(hào) 當(dāng)要求對某臺(tái)多路載波終端通訊時(shí) 自動(dòng)將信號(hào)加載到該相上完成通訊 43 5 TRJ低壓電力集中抄表系統(tǒng) 5 3 3 4 全載波集中抄表系統(tǒng)特點(diǎn)抗干擾措施 為了減少各個(gè)電路部分相互之間的串?dāng)_ 在具體的硬件電路布局中 合理劃分了弱信號(hào)電路 強(qiáng)信號(hào)電路 以及合理劃分了數(shù)字電路部分和模擬電路部分 對于模擬信號(hào)輸出和輸入口均采用磁路耦合方式進(jìn)行隔離 同時(shí)對于輸入信號(hào)使用了具有高帶外衰減系數(shù)的無源帶通濾波器 對于外部數(shù)字信號(hào)接口電路部分 使用了具有良好電磁兼容性能IC 同時(shí)對端口添加相應(yīng)的保護(hù)器件 其他特點(diǎn) 通過低壓電力線完成電表數(shù)據(jù)向集中器的傳輸 不需另外架設(shè)通訊線 通訊采用GRRS無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸 是目前自動(dòng)抄表系統(tǒng)最為先進(jìn)的數(shù)據(jù)傳輸手段 GRRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣 通訊可靠性高 運(yùn)營經(jīng)濟(jì) 集中器具有智能識(shí)別技術(shù) 自動(dòng)識(shí)別相序 并具有自動(dòng)中繼功能 集抄器可通過載波最多抄收1200塊電表 同一低壓供電區(qū) 系統(tǒng)安裝簡單 載波電能表可直接替換原有機(jī)械表或普通電子表 同時(shí)不影響現(xiàn)行的電費(fèi)結(jié)算和用電管理方式 44 6 下行抄表方式比較 45 7 常見載波芯片的技術(shù)特點(diǎn)比較 46 8 TRJ集中器介紹1 概述 DJGZ23 HJ1集中器是航天泰瑞捷公司為適應(yīng)電力需求側(cè)管理現(xiàn)代化的要求 結(jié)合在電力行業(yè)多年的設(shè)計(jì)開發(fā)和現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn) 基于嵌入式軟硬件開發(fā)平臺(tái)而專門設(shè)計(jì)的新一代用電管理裝置 采用了微電子技術(shù) 計(jì)算機(jī)芯片技術(shù) 現(xiàn)代通信技術(shù)等當(dāng)今最先進(jìn)的技術(shù) 支持瑞斯康 鼎信 東軟 曉程等多種載波方案 支持GPRS GSM CDMA等公用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 通過與主站系統(tǒng)配合使用 可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表 對電力用戶的負(fù)荷監(jiān)測與控制 預(yù)付費(fèi)管理 電能質(zhì)量管理 防竊電 異常告警等功能 是電力營銷自動(dòng)化系統(tǒng)中具有較高實(shí)用價(jià)值的低壓集抄產(chǎn)品 47 8 TRJ集中器介紹2 技術(shù)特點(diǎn) 采用高速32位RISC嵌入式處理器ARM9和嵌入式LINUX操作系統(tǒng) 使用64MB大容量存儲(chǔ)器 通信信道采用高速全雙工的工業(yè)級GPRS GSM CDMA模塊 支持TCP UDP SMS無線網(wǎng)絡(luò)通信方式 無線通信模塊采用模塊化設(shè)計(jì) 支持帶電熱拔插 通信模塊更換后不需進(jìn)行任何手工設(shè)置 終端能自動(dòng)識(shí)別無線MODEM類型并自動(dòng)上線 支持與電能表的通信規(guī)約 DL T645 1997 部頒規(guī)約 DL T645 2007 部頒規(guī)約 泰瑞捷表等 電表規(guī)約采用了共享庫的方式 可以根據(jù)現(xiàn)場需要進(jìn)行擴(kuò)展和增加 并能夠通過主站升級電表規(guī)約庫 支持本地 遠(yuǎn)方軟件的在線升級 支持本地 遠(yuǎn)方修改裝置 測量點(diǎn)參數(shù)以及抄讀裝置 測量點(diǎn)數(shù)據(jù) 電磁兼容性能優(yōu)良 能抵御高壓尖峰脈沖 強(qiáng)磁場 強(qiáng)靜電 雷擊浪涌的干擾 且具有較強(qiáng)的溫度自適應(yīng)能力范圍 三相電源供電 三相四線中的任兩相斷電時(shí) 集中器仍能與主站正常通訊 上報(bào)數(shù)據(jù) 在失去交流電源的情況下 裝置能夠保持?jǐn)?shù)據(jù)和維持時(shí)鐘芯片工作 低電源功耗 裝置的整機(jī)功耗不大于6W 在數(shù)據(jù)通訊狀態(tài)下 裝置的整機(jī)功耗不大于10W 密封式設(shè)計(jì) PVC防水阻燃材料 壁掛式結(jié)構(gòu) 體積輕巧 安裝方便 48 8 TRJ集中器介紹3 系統(tǒng)功能 3 1交流采樣集中器內(nèi)部自帶高精度電能計(jì)量芯片 可精確地計(jì)量終端本身的有功無功電能 并能及時(shí)準(zhǔn)確地反映集中器本地的各種瞬時(shí)量數(shù)據(jù) 交流采樣的數(shù)據(jù)包括 正向有 無功總及其各費(fèi)率電量 反向有 無功總及其各費(fèi)率電量 I II III IV象限無功總及其各費(fèi)率電量 正向有 無功最大需量及其發(fā)生時(shí)間 反向有 無功最大需量及其發(fā)生時(shí)間 電流 電壓 功率 功率因數(shù) 相角 相位 三相電壓電流諧波數(shù)據(jù)等 49 8 TRJ集中器介紹3 系統(tǒng)功能 3 2自動(dòng)抄表裝置提供RS485抄表接口 支持低壓電力線載波通訊 每臺(tái)集中器可管理和抄錄的電能表數(shù)量最多1200塊 自動(dòng)存儲(chǔ)抄表日電量及抄表時(shí)間 具有定時(shí)補(bǔ)抄功能 在全部抄讀裝置之后 再補(bǔ)抄未抄讀到的裝置 抄讀不成功時(shí) 集中器自動(dòng)抄讀 直至全部裝置抄讀成功為止 一次抄讀時(shí)間10秒 默認(rèn)值 10 60秒內(nèi)主站可設(shè)置 補(bǔ)抄次數(shù) 3次 默認(rèn)值 次數(shù)可設(shè)置 間隔 30分鐘 默認(rèn)值 間隔時(shí)間可設(shè)置 自動(dòng)抄表的數(shù)據(jù)包括 正向有 無功總及其各費(fèi)率電量 反向有 無功總及其各費(fèi)率電量 I II III IV象限無功總及其各費(fèi)率電量 正向有 無功最大需量及其發(fā)生時(shí)間 反向有 無功最大需量及其發(fā)生時(shí)間 電流 電壓 功率 功率因數(shù)等 50 8 TRJ集中器介紹3 系統(tǒng)功能 3 3監(jiān)測功能實(shí)時(shí)采集用戶用電的電流 電壓 總的有功功率 無功功率 視在功率 功率因數(shù) 提供電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)如過壓 缺相 斷相 逆相序等信息 能統(tǒng)計(jì)電壓越限時(shí)間和電壓合格率 能統(tǒng)計(jì)上日電流 功率的最大值和最小值及其發(fā)生時(shí)間 對一些非電氣量監(jiān)測點(diǎn) 如 溫度 壓力等 經(jīng)變換器轉(zhuǎn)換成直流模擬量 集中器可實(shí)時(shí)采集直流模擬量測量溫度 壓力等非電氣量 直流模擬量測量準(zhǔn)確度在 1 范圍內(nèi) 51 8 TRJ集中器介紹3 系統(tǒng)功能 3 4功能設(shè)置集中器日抄讀瞬時(shí)電量次數(shù)可設(shè) 1 24次 最低抄表間隔1小時(shí) 特殊用戶可單獨(dú)設(shè)置抄表次數(shù) 最低抄表間隔15分鐘 默認(rèn)抄表時(shí)間1小時(shí) 主站可設(shè)置抄表時(shí)間 抄表間隔 初始參數(shù)等 并具有密碼保護(hù) 主站可以通過集中器按照DL T645 1997規(guī)約或DL T645 2007規(guī)約與多功能表直接通信 可通過掌上電腦或通過RS 232接口進(jìn)行參數(shù)設(shè)置 抄表維護(hù) 現(xiàn)場停送電工作 對集中器內(nèi)電能裝置數(shù)據(jù)不可通過掌上電腦修改 可本地及遠(yuǎn)程升級 遠(yuǎn)程設(shè)置參數(shù) 52 8 TRJ集中器介紹3 系統(tǒng)功能 3 5異常告警具有實(shí)時(shí)自檢功能 并可對故障及異常事件進(jìn)行記錄及報(bào)警 并及時(shí)上報(bào)主站和顯示 所有異常發(fā)生時(shí)能記錄現(xiàn)場的一些重要數(shù)據(jù) 供分析處理 終端和電表自診斷報(bào)警 終端故障 電表時(shí)鐘異常 電表電池電壓過低 計(jì)量互感器倍率更改等 電表出廠設(shè)置參數(shù) 運(yùn)行參數(shù)報(bào)警 電表脈沖常數(shù)更改 費(fèi)率時(shí)段更改 最大需量清零等 計(jì)量回路運(yùn)行狀態(tài)報(bào)警 缺相 斷相 電壓逆相序 電流反極性等 終端自分析處理與計(jì)量有關(guān)的報(bào)警 差動(dòng)報(bào)警 電流不平衡 電表停走 電表飛走 通訊失敗 計(jì)量裝置門開閉等 53 8 TRJ集中器介紹3 系統(tǒng)功能 3 6數(shù)據(jù)存儲(chǔ)集中器具有64MB大容量存儲(chǔ)器FLASH 凍結(jié)數(shù)據(jù)定時(shí)保存 減少了FLASH的寫入次數(shù) 停電后 除實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)外所有數(shù)據(jù)均自動(dòng)保存 保存時(shí)間大于10年 集中器中存儲(chǔ)普通單 三相表總電能 分時(shí)電能 用戶多功能表總電能及分時(shí)電能 總 尖 峰 平 谷 正 反向 無功電能 正 反向的和 臺(tái)區(qū)考核表總電能及分相電能 集中器可抄讀 存儲(chǔ)臺(tái)變下所有電能表31日的日凍結(jié)電量 可用開關(guān)控制是否抄讀31次瞬時(shí)電量 集中器中存儲(chǔ)末端電壓考核裝置每天24點(diǎn)整點(diǎn) 0 23點(diǎn) 瞬時(shí)電壓 54 8 TRJ集中器介紹3 系統(tǒng)功能 3 7對時(shí)功能日計(jì)時(shí)誤差 1s d 當(dāng)集中器采集到電表運(yùn)行時(shí)鐘錯(cuò)誤字時(shí) 集中器立即進(jìn)行指定校時(shí) 3 8任務(wù)上報(bào)終端支持定時(shí)1類 2類數(shù)據(jù)任務(wù)設(shè)置 并可按照設(shè)定