配電自動化第六章課件

第6章遠(yuǎn)方抄表與電能計費(fèi)系統(tǒng)第6章遠(yuǎn)方抄表與電能計費(fèi)系統(tǒng)1第6章遠(yuǎn)方抄表與電能計費(fèi)系統(tǒng)一、電能表的作用：電能表是測量電能累積值的儀表。（電度表）二、電能表的分類：按照所測電流種類分：直流式和交流式按照不同用途可分為：單相電能表、三相電能表和特種用途電能表。按照準(zhǔn)確度等級可分為：普通電能表（分為3.0、2.0、1.0、0.5級）和標(biāo)準(zhǔn)電能表（分為0.5、0.2、0.1、0.05級）。按照工作原理可分為：機(jī)械式（感應(yīng)式）電能表、機(jī)械電子式（機(jī)電式）電能表和電子式電能表。2第6章遠(yuǎn)方抄表與電能計費(fèi)系統(tǒng)6.1電能表的發(fā)展與現(xiàn)狀1.機(jī)械式電能表(感應(yīng)式電能表):采用電磁感應(yīng)的原理把電壓、電流、相位轉(zhuǎn)變?yōu)榇帕?，推動鋁制圓盤轉(zhuǎn)動，圓盤的軸帶動齒輪驅(qū)動計度器轉(zhuǎn)動。用轉(zhuǎn)盤所轉(zhuǎn)的圈數(shù)來表示每千瓦時電能。缺點：精度一般，功能少3第6章遠(yuǎn)方抄表與電能計費(fèi)系統(tǒng)制動元件：由永久磁鐵及其調(diào)整裝置組成，永久磁鐵的磁通與轉(zhuǎn)盤相互作用形成制動力矩，是轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動速度和被測功率正比變化，調(diào)整裝置只是為了改變制動力矩的大小。計度器：又稱為積算機(jī)構(gòu)，用來累計轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù)，以顯示測定的電能。輔助部件：包括基架、外殼、端鈕盒、銘牌。特點：價格低且經(jīng)久耐用，制造技術(shù)成熟；對電源及其他無線電的干擾不敏感；測量精度不高且難以改進(jìn)，功能單一，已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代電能管理的要求。5第6章遠(yuǎn)方抄表與電能計費(fèi)系統(tǒng)2、機(jī)械電子式多功能電能表：由電子元件和機(jī)械元件組成。在機(jī)械式電表的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它沿用了機(jī)械式電能表的測量機(jī)構(gòu)，數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)則用電子電路和微機(jī)控制系統(tǒng)實現(xiàn)，其測量精度仍不能突破機(jī)械式電表的水平，且功能不夠豐富。從結(jié)構(gòu)上可分為整體式和分體式兩種類型。DDF879型機(jī)電式單相多費(fèi)率電能表6第6章遠(yuǎn)方抄表與電能計費(fèi)系統(tǒng)3、電子式電能表：沒有機(jī)械轉(zhuǎn)動部分和計數(shù)機(jī)構(gòu)，又稱為靜止式電能表或固態(tài)電能表。優(yōu)點：測量精度高、性能穩(wěn)定、功耗低、體積小、重量輕等，功能豐富：如有功電能和無功電能記錄、事件記錄、負(fù)荷曲線記錄、功率因數(shù)測量等。7第6章遠(yuǎn)方抄表與電能計費(fèi)系統(tǒng)2.模擬乘法器型電子式電能表：模擬乘法器主要有時分割乘法器、跨導(dǎo)型乘法器和霍爾效應(yīng)乘法器三種。時分割乘法器，又稱PWM乘法器。它實質(zhì)上是一個脈寬、幅度調(diào)制器。電流和電壓路輸入信號中的一路對脈寬進(jìn)行調(diào)制，另一路對幅值進(jìn)行調(diào)制。時分割乘法器的輸出正比于兩路輸入信號的乘積，反映了輸入平均功率。時分割乘法器的制造技術(shù)成熟且工藝性好，原理先進(jìn)，具有很好的線性度和很高的準(zhǔn)確度，但與數(shù)字乘法器相比，功能擴(kuò)展較難。9第6章遠(yuǎn)方抄表與電能計費(fèi)系統(tǒng)3.數(shù)字乘法器型電子式電能表：以微處理器為核心的電能表，對來自電壓、電流變換器的電壓和電流，采用A/D轉(zhuǎn)換器來完成其交流采樣和數(shù)字化處理工作，利用微處理器進(jìn)行乘法運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理。10第6章遠(yuǎn)方抄表與電能計費(fèi)系統(tǒng)11第6章遠(yuǎn)方抄表與電能計費(fèi)系統(tǒng)3、控制功能：主要指復(fù)費(fèi)率分時計費(fèi)的時段控制，以及負(fù)荷控制功能。4、管理功能：包括按時段/費(fèi)率進(jìn)行計費(fèi)、抄表等，費(fèi)率可以根據(jù)季節(jié)、時間或峰谷周期不同而不同，由供電部門設(shè)定。5、存貯功能：講一段時間采集到的各項參數(shù)及事件打上時標(biāo)并存貯在存儲器內(nèi)，并做到掉電也不丟失。6、自恢復(fù)與自檢測：安裝監(jiān)視定時器以確保電表在程序發(fā)生異常導(dǎo)致死機(jī)后，能夠及時復(fù)位電能表，同時還要求可以通過程序進(jìn)行硬件部分的自檢測。13第6章遠(yuǎn)方抄表與電能計費(fèi)系統(tǒng)6.3.2多功能電表的電源：電源是電子式電能表工作的基礎(chǔ)，所以要求電能表有穩(wěn)定、高質(zhì)量的電壓和備用電源。1、電源電路：電能表中應(yīng)有專門的供電電路，滿足電能表的要求，供電電路的功能：提供5V直流低壓電；將表內(nèi)的電子電路和外電網(wǎng)隔離開，防止電網(wǎng)噪聲干擾；電網(wǎng)停電時能提供備用電池，防止丟失數(shù)據(jù)；對于三相電表在缺相運(yùn)行時仍能夠得到可靠的電源。2、交流電源：電能表中的交流電源供電常采取以下方式：變壓器直接降壓整流供電；電阻或電容降壓方式；開關(guān)電源方式；變壓器降壓加線性電源方式。3、電池：電能表中要備有電池在掉電時期內(nèi)維持時鐘及一些存放在RAM里的數(shù)據(jù)，常用的有鎳鎘電池和鋰電池。4、掉電檢測和電源切換14第6章遠(yuǎn)方抄表與電能計費(fèi)系統(tǒng)6.4抄表技術(shù)綜述6.4.1抄表計費(fèi)的幾種方式：1.手工抄表方式：抄表員帶紙和筆到現(xiàn)場記錄用戶電能表的讀數(shù)2.本地自動抄表方式：采用便攜、使用方便的抄表設(shè)備到現(xiàn)場完成抄表。3.移動式自動抄表方式：利用汽車裝載收發(fā)裝置和無線通信，不必到用戶現(xiàn)場，而在附近一定的距離內(nèi)能自動抄到電能數(shù)據(jù)4.預(yù)付費(fèi)電能計費(fèi)方式：通過磁卡或IC卡與預(yù)付費(fèi)電能表相結(jié)合，實現(xiàn)用戶先交錢購買一定的電量，用完這部分電量后自動斷電的方式。5.遠(yuǎn)程抄表方式：采用低壓配電線、電話網(wǎng)、無線電、RS484或現(xiàn)場總線等多種通信方式，結(jié)合表上的軟件和供電局內(nèi)的計算機(jī)系統(tǒng)，不必外出就可抄到用戶的電能數(shù)據(jù)。15第6章遠(yuǎn)方抄表與電能計費(fèi)系統(tǒng)6.5采用IC卡電能表的預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)6.5.1

IC卡電能表的組成電能測量部分采集電流電壓，輸出與被測功率成正比的脈沖。微處理器完成脈沖計數(shù)。如果預(yù)付電費(fèi)用完，發(fā)出跳閘信號，使漏電保安器跳閘斷電。17第6章遠(yuǎn)方抄表與電能計費(fèi)系統(tǒng)IC卡預(yù)付費(fèi)復(fù)費(fèi)率電能表一般應(yīng)具有如下功能：（1）IC卡預(yù)付電費(fèi)。（2）分時（峰、谷、平時段）計量有功電度和無功電度并計費(fèi)。（3）分時計量有功最大需量和無功最大需量。（4）功率因數(shù)測量。（5）提醒與跳閘。（6）防竊電。6.5.2預(yù)付費(fèi)電能計費(fèi)管理系統(tǒng)采用IC卡預(yù)付費(fèi)電能表后，就必須有與之相配套的管理系統(tǒng)。售電終端：在每一供電地區(qū)設(shè)置一套售電終端，一般由計算機(jī)和工作讀寫器組成，可以通過通信網(wǎng)絡(luò)和售電管理系統(tǒng)計算機(jī)連接。售電管理計算機(jī)網(wǎng)絡(luò):由所有售電終端與售電管理計算機(jī)及通信網(wǎng)絡(luò)組成18第6章遠(yuǎn)方抄表與電能計費(fèi)系統(tǒng)6.6自動抄表技術(shù)6.6.1本地自動抄表技術(shù)采用攜帶方便、操作簡單可靠的抄表微機(jī)來完成抄表工作。電能表與抄表微機(jī)一般選用紅外線作為通信媒介，能夠完成非接觸式數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)起來方便可靠。常用手持式數(shù)據(jù)終端（掌上電腦）實現(xiàn)現(xiàn)場記錄，并與中心計算機(jī)通信，上傳采集的數(shù)據(jù)。19第6章遠(yuǎn)方抄表與電能計費(fèi)系統(tǒng)二、遠(yuǎn)程自動抄表電能計費(fèi)系統(tǒng)的組成系統(tǒng)主要包括具有自動抄表功能的電能表、抄表集中器、抄表交換機(jī)和中央信息處理機(jī)四部分。電能表：脈沖電能表；智能電能表。抄表集中器：將多臺電能表連接成本地網(wǎng)絡(luò)，并將多臺電能表的用電數(shù)據(jù)集中處理，然后再繼續(xù)向上傳送的裝置。其自身含有特殊軟件和通信功能。抄表交換機(jī)：將抄表集中器的數(shù)據(jù)收集過來，再通過一定的通信方式傳送到電能計費(fèi)中心的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。中央信息處理機(jī)：電能計費(fèi)中心的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是整個遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)的管理層設(shè)備，由單臺計算機(jī)或計算機(jī)局域網(wǎng)和相應(yīng)的抄表軟件構(gòu)成。21第6章遠(yuǎn)方抄表與電能計費(fèi)系統(tǒng)三、自動抄表系統(tǒng)的遠(yuǎn)程傳輸通道1、利用電話網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)方抄表2、利用低壓配電線載波實現(xiàn)遠(yuǎn)方抄表3、利用負(fù)荷監(jiān)控信道實現(xiàn)遠(yuǎn)方抄表四、遠(yuǎn)方自動抄表系統(tǒng)的典型方案三個遠(yuǎn)方自動抄表系統(tǒng)實例22第6章遠(yuǎn)方抄表與電能計費(fèi)系統(tǒng)23第6章遠(yuǎn)方抄表與電能計費(fèi)系統(tǒng)25第6章遠(yuǎn)方抄表與電能計費(fèi)系統(tǒng)CL