自動抄表及臺區(qū)考核自動管理系統(tǒng)

自動抄表及臺區(qū)考核自動管理系統(tǒng)

隨著城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造工程的全面深入，以及實(shí)際用電管理的需要，居民用戶和工業(yè)用戶用電量的自動抄收工作已經(jīng)擺在了各級供電企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的面前。國家電力公司高嚴(yán)總經(jīng)理、陸延昌副總經(jīng)理在有關(guān)城市電網(wǎng)改造的工作會議上多次提出了“要大力推行‘一戶一表’，集中抄表，服務(wù)到戶，收費(fèi)與銀行聯(lián)網(wǎng)”的要求。居民用戶用電量實(shí)現(xiàn)自動抄收，收費(fèi)實(shí)現(xiàn)自動劃撥，不僅能夠方便廣大用戶，提高供電企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，樹立電力企業(yè)的良好形象，而且能夠?qū)崿F(xiàn)電力企業(yè)的減員增效，降低用電成本，同時對于加強(qiáng)用電管理，防止國家電力資源的大量流失，杜絕貪污腐敗現(xiàn)象都具有積極的意義。目前電能表計的電費(fèi)抄收方式主要還是按月人工抄表。這些傳統(tǒng)的抄收方式有中間環(huán)節(jié)多，工作量大，同時性差，計算差錯率高等弊端。由于少抄、漏抄和錯抄而造成的“線損”直接影響了電力部門的經(jīng)濟(jì)效益,造成了國家電力資源的大量流失。

自動抄表系統(tǒng)集計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、用電及計量技術(shù)于一體，具有抄收速度快，計算精度高，抄表同時性好，可直接與營業(yè)計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)等突出的優(yōu)點(diǎn)。采用自動抄表系統(tǒng)可以緩解抄表人員的勞動強(qiáng)度，降低人為因素造成的抄表誤差，并能迅速地統(tǒng)計低壓實(shí)時線損。因此可以說，自動抄表系統(tǒng)是提高電力營業(yè)管理自動化水平的一項(xiàng)重要技術(shù)手段。它既可用于工業(yè)抄表、農(nóng)網(wǎng)線損管理，亦可用于居民用戶抄表。因此，國內(nèi)外都十分重視該項(xiàng)技術(shù)的研究和開發(fā)。

在國內(nèi)低壓居民用戶自動抄表方面，在國內(nèi)有關(guān)科研、生產(chǎn)、使用單位的共同艱苦努力下，經(jīng)過4、5年的開發(fā)和應(yīng)用，已基本達(dá)到實(shí)用化水平，并形成了多種自動抄表方式并存的格局。主站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)已從單機(jī)、雙機(jī)系統(tǒng)發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)式的主站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)已從DOS環(huán)境發(fā)展到Windows/95/98/NT，系統(tǒng)功能上也從單純的抄表功能發(fā)展到具有實(shí)時線損統(tǒng)計、用電考核、遠(yuǎn)程控制、計費(fèi)及銀行聯(lián)網(wǎng)等功能，有的系統(tǒng)還具有可以通過實(shí)時用電統(tǒng)計監(jiān)測用戶偷電行為的功能。上行通信信道也從單一的電話撥號方式發(fā)展到多種通信方式（電話、無線電、專線等）混合應(yīng)用的局面。下行通信信道也從485總線方式發(fā)展到載波方式，終端采集和傳輸產(chǎn)品也呈現(xiàn)了多樣化的局面，產(chǎn)品包括總線采集器/集中器、載波采集器/集中器、單表載波模塊、單表集中器等多種類型。傳統(tǒng)抄表介紹移動式無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是主臺計算機(jī)(筆記本式)電腦、集中器、采集器、數(shù)傳電臺、天饋線及電源組成基本配置，放在汽車?yán)镫S車移動抄表，一般抄收距離為1km左右。其抄收過程為當(dāng)抄表汽車開至距用戶端1km距離內(nèi)，即操作抄收計算機(jī)(筆記本)經(jīng)數(shù)傳電臺發(fā)出抄收終端數(shù)據(jù)指令，終端接到指令后將用戶用電數(shù)據(jù)送至抄收主臺計算機(jī)。

固定式無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是在電業(yè)局(供電局)內(nèi)直接操作抄表計算機(jī)即將用戶用電量的數(shù)據(jù)抄收回來，并可通過局里的計算機(jī)網(wǎng)把數(shù)據(jù)送到營業(yè)計費(fèi)計算機(jī)，完成用戶電費(fèi)的結(jié)算。其系統(tǒng)框圖。

系統(tǒng)特點(diǎn)：

移動式無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點(diǎn)是抄表工作機(jī)動靈活，收發(fā)電臺功率低，一般均在5W以下，因而降低了設(shè)備成本;誤碼率低;對大范圍、高密度的居民住宅樓區(qū)，抄表迅速的優(yōu)勢則更為明顯。如對一個中等城市，只需一部車，3～5天即可全部抄讀完畢。

采用此方式時,選擇頻段是十分重要的,應(yīng)慎重選擇頻段及頻點(diǎn)，以免受到干擾。因此,應(yīng)進(jìn)行無線電波場強(qiáng)測試,并作好無線電組網(wǎng)的設(shè)計工作。一般可選用150MHz、230MHz和450MHz等頻段作為傳輸通道頻率。該方式適于居民用戶抄表。

固定式無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點(diǎn)是雙方傳送數(shù)據(jù)信息快速方便，采集時間短，效率較高，速率可從300～1200bps任選，傳輸信息的頻段可從數(shù)十兆赫至數(shù)百兆赫任選;無多種通道傳輸?shù)闹虚g環(huán)節(jié)，無須上門抄錄，同時性強(qiáng)，可采用polling方式或定時傳送方式。紅外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

系統(tǒng)由主站、紅外掌上機(jī)、采集器和電能表構(gòu)成，采集器完成對某一表箱中的所有電表的電量采集，不設(shè)集中器，也不需要通信線路，抄表時由工作人員到現(xiàn)場，用掌上機(jī)抄收采集器中存儲的電能表數(shù)據(jù)，然后返回主站，將掌上機(jī)中已抄收的電能表數(shù)據(jù)通過RS232口，傳送到主站計算機(jī)。該系統(tǒng)由于省去了集中器和485布線，故工程造價大大降低，缺點(diǎn)是需人到現(xiàn)場，自動化程度有所降低。電話數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

電話數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由放在電業(yè)局(供電局)內(nèi)的電能表抄收主臺計算機(jī)自動或人工利用電話線將抄收命令，逐一發(fā)送給各集中器，各集中器再通過485接口轉(zhuǎn)送至數(shù)據(jù)采集器，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

系統(tǒng)特點(diǎn)：

投資成本較低:不用單獨(dú)拉線，通過電話線就可將其采集到的信息傳送出去。而且,每個主站能夠聯(lián)接的采集器數(shù)目不受限制。該方式適于工業(yè)或居民用戶抄表。

施工量小:各終端之間的連線只用485接口方式的雙絞線即可;

傳輸距離遠(yuǎn):由于是以電話方式進(jìn)行傳輸,因此將不受距離遠(yuǎn)近的影響;

傳輸速率高:傳輸速率一般為(300～9600bps),傳輸速率可變。當(dāng)干擾較小時,智能式的調(diào)制解調(diào)器還可根據(jù)電話線路的通信狀況自動調(diào)整傳輸速率;

抄收容量大:主站抄表的用戶數(shù)量不限。

不足之處是：利用市話網(wǎng)的通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，從常規(guī)上說，等同于在電話網(wǎng)上進(jìn)行數(shù)傳(或FAX)的功能，這將需要郵電行業(yè)的協(xié)調(diào)、配合及支持。電力線載波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

電力線載波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是由主站抄表計算機(jī)自動或人工地利用電話或無線電信道逐一發(fā)送抄收命令給各集中器，各集中器再通過載波傳送至數(shù)據(jù)采集器或采集模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。無需專用通道和重復(fù)施工布線，不受地理、氣候及外界電磁場的干擾。信號的耦合只需在電力線路上加掛抄表設(shè)備及放大器，因此建立傳輸通道所需費(fèi)用較低，而且安裝維護(hù)簡便。超窄帶載波抄表系統(tǒng)介紹工頻畸變載波抄表系統(tǒng)介紹超窄帶載波抄表系統(tǒng)

接收器

發(fā)射器

低壓載波抄表在近幾年得到廣泛應(yīng)用，但作為抄表系統(tǒng)自動化的通訊手段，從變臺到局里的這段傳輸一直都很棘手。從應(yīng)用的實(shí)際性看，若能完全依賴380V、10KV線路傳輸數(shù)字信號，將最為便捷。但載波信號多在100KHz左右，低壓載波信號從表記到變臺傳輸，但無法穿過變壓器，載波信號截止于變臺的380V低壓側(cè)。北京英康公司和美國聯(lián)合開發(fā)的超窄帶載波技術(shù)成功解決了載波穿透變壓器問題，為抄表自動化奠定了基礎(chǔ)。超窄帶載波結(jié)合了如下幾方面技術(shù)：5到17Hz超低頻載波概念；電流信號過零加載信號技術(shù)；新型碼制壓縮技術(shù)；信號并行處理技術(shù)等。由于載波頻率低，載波信號穿越變壓器如同在導(dǎo)線上傳輸，因此在抄表模式上變?yōu)椋河脩舯砑映皖l載波模塊，電度表數(shù)據(jù)從用戶傳輸?shù)阶兣_380側(cè)，然后穿過變壓器到變臺的10KV側(cè)，沿10KV線路傳輸?shù)阶冸娬荆ㄟ^所用變，從10KV穿到380V側(cè)，在變電站380側(cè)接收處理各個表記數(shù)據(jù)。載波從用戶直接到達(dá)了變電站地低壓側(cè)，而變電站與供電局有通訊手段，這樣，用戶用電管理就不受通訊的制約。安裝示意圖如下：系統(tǒng)的構(gòu)成系統(tǒng)由：發(fā)射器、接收器、后臺軟件構(gòu)成。

發(fā)射器：安裝于用戶表記處，由紅外收發(fā)模塊和計量及超窄帶載波通訊模塊構(gòu)成。歐美計量標(biāo)準(zhǔn)為脈沖，所以發(fā)射器都配有紅外收發(fā)模塊，普通機(jī)械表記加紅外收發(fā)模塊得到脈沖，安裝于電度表接線端子處的處理通訊模塊（和接線端子一樣大?。幚砻}沖，并向安裝于變電站控制室內(nèi)的接收器不停地傳遞信息，采用單方向通訊傳輸模式。

接收器：安裝于變電站，一個接收器單元可管理1440個發(fā)射器（1個發(fā)射器對應(yīng)1塊電表），接收器最多可接收和管理2880塊發(fā)射器。發(fā)射器配有MODEM接口，聯(lián)上電話，就可以和局內(nèi)的計算機(jī)交換信息。如果變電站母線分段，應(yīng)配置兩個基本單元。

主站：安裝于供電局內(nèi)，后臺軟件安裝于計算機(jī)內(nèi)，計算機(jī)通過MODEM和變電站內(nèi)的接收器通訊。系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)超窄帶技術(shù)的傳輸帶寬只有0.001Hz，傳輸功率只需0.3mW，載波單元可直接安裝在電能表內(nèi)，每個載波單元通過編程分配一個不同的頻率，多個載波單元(目前可接2880個)與位于變電所的接收器同時進(jìn)行通信，通信傳輸距離長，可達(dá)200km。由于使用極低的頻率(5～9.5Hz)進(jìn)行信號傳輸，因此信號穿透力強(qiáng)，可通過變壓器、線路和電容器，不需附加任何增益設(shè)備，不受其他設(shè)備的干擾，也不干擾其他設(shè)備的正常運(yùn)行。但由于采用超窄帶調(diào)制技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸速率較低，傳輸一個數(shù)據(jù)位需要33min，傳送一個完整的電量數(shù)據(jù)需要16h，實(shí)時性差。對于抄表系統(tǒng)而言，則出于超窄帶傳輸系統(tǒng)的極高傳輸可靠性以及極強(qiáng)的穿透力，完全可以認(rèn)為此系統(tǒng)是一可使用的實(shí)用抄表系統(tǒng)，對此應(yīng)當(dāng)引起我們的重視。隨著模塊大數(shù)量的使用，造價將和目前的普通抄表持平；另外，對于目前的臺區(qū)表記的自動抄取有更大的實(shí)用性。工頻畸變載波抄表系統(tǒng)

CMZ-1A采集模塊

CMZ-2G三項(xiàng)電能表采集模塊主站中央處理系統(tǒng)

CZZ-1A

CZZ-1B1/CZZ-1B2

工頻畸變載波穿越臺區(qū)抄表系統(tǒng)簡介穿越臺區(qū)抄表系統(tǒng)采用工頻電壓過零加載信號，利用電力線進(jìn)行載波穿越臺區(qū)傳遞信號，達(dá)到抄表目的。特點(diǎn)是載波信號能穿越用戶變壓器，直接傳遞到變電站，解決了電表或臺區(qū)低壓側(cè)集中器的多點(diǎn)通訊難的問題。1.系統(tǒng)構(gòu)成及工作過程如下圖所示：系統(tǒng)由主站和采集模塊兩部分構(gòu)成，主站安裝在變電站，采集模塊安裝在電表表尾。主站和模塊間采用半雙工通訊模式，主站到模塊（下行信號），通過調(diào)制變進(jìn)行電壓過零調(diào)制，向模塊傳遞地址和抄區(qū)命令等信息，模塊檢測電壓過零畸變達(dá)到解析命令和地址目的，通過檢測電壓的微小畸變解碼；模塊到主站（上行信號）也是當(dāng)電壓過零加載信息，信息穿越用戶變壓器到達(dá)變電站，通過出線CT二次電流提取電度等信息量，也就是通過電流的極微小畸變解碼。2工頻畸變載波通訊原理（信號定義）下行電壓信號是用兩個相鄰電壓周期波形來表示一位信息，如下圖所示，通過位于變電所的主站調(diào)制變壓器使過零點(diǎn)附近電壓幅值發(fā)生非常微弱的畸變，如圖1所示，若第一個周期含有調(diào)制信號，表示“1”；反之，表示“0”。這種定義方法有利于采集模塊、或采集終端處信號的檢測，在終端可將兩個電壓周期數(shù)據(jù)作差后檢測是否存在調(diào)制信號特征及調(diào)制位置即可實(shí)現(xiàn)解調(diào)。

上行電流信號定義相對比較復(fù)雜，考慮到配電網(wǎng)電流偕波較大，用4個電流周期波形表示一位信息，如下圖所示。4個相鄰周期共有八個電壓過零點(diǎn)，如果規(guī)定在八個過零點(diǎn)中的1、3、6、8進(jìn)行調(diào)制表示數(shù)字“1”，則對應(yīng)調(diào)制的2、4、5、7就用來表示“0”，在對上行電流信號定義時規(guī)定這樣的原則：對八個過零區(qū)域中的四個進(jìn)行調(diào)制，其中兩個是正過零區(qū)，另外兩個是負(fù)過零區(qū)。這樣，我們可以得到36個碼圖，由于表示“1”和“0”的碼圖是互相對應(yīng)的關(guān)系，所以共有18組碼圖可以使用。3．工頻畸變載波穿越技術(shù)抄表系統(tǒng)的特點(diǎn)配電網(wǎng)跨臺區(qū)自動抄表技術(shù)是利用工頻電壓和電流本身的形變來攜帶信息以減少電網(wǎng)設(shè)備和參數(shù)對信號的影響，也就是說通過降低調(diào)制頻率來適應(yīng)電網(wǎng)環(huán)境。其特點(diǎn)如下：1)

完全利用現(xiàn)存的電力網(wǎng)絡(luò)作為傳輸載體，無需增加額外的系統(tǒng)設(shè)備，對現(xiàn)有系統(tǒng)沒有特殊要求，節(jié)約了大量的開支。2)

信號在傳輸過程中，無泄漏和旁路現(xiàn)象，衰減小，不需要濾波器和阻波器。3)

可以實(shí)現(xiàn)跨臺區(qū)通信，不需轉(zhuǎn)接設(shè)備，減少了地域性的限制。4)

實(shí)現(xiàn)完全的雙向通信，上下行通道互不干擾。可以進(jìn)行多通道通信。對遠(yuǎn)端設(shè)備或儀表的訪問是直接的，無需中繼環(huán)節(jié)。5)

對電網(wǎng)本身沒有干擾，完全處于容許范圍以內(nèi)。6)

對電網(wǎng)本身的頻率和幅值變化不敏感，抗干擾能力強(qiáng)。7)

信號在過零點(diǎn)附近調(diào)制，所需的調(diào)制功率小，易于實(shí)現(xiàn)。配電網(wǎng)工頻畸變載波穿越臺區(qū)自動抄表，具有成本低、傳輸可靠性高、無附加設(shè)備和無需改造配電網(wǎng)等特點(diǎn)，特別適合中國國情。4.系統(tǒng)完成的功能及主要技術(shù)指標(biāo)

適合的電表：機(jī)械表（有紅外轉(zhuǎn)接過程）、脈沖表、485接口智能表。

抄表模塊配置：1--4路脈沖、1個485接口、1個可

停電送電的繼電器接口、1個紅外接口（配合掌上電腦使用）

主站抄收容量：可管理10萬只用戶電度表。

主站抄收速率：用戶電度表/7秒﹒

抄收距離：不小于25km。

一次抄收成功率：不小于80％。

功耗：（1）主站：不大于200VA，60W。（2）采集模塊：8VA,0.5W。（3）采集終端：0.5VA/戶，0.3W/戶。

到戶表記、臺區(qū)考核表、動力用戶（帶互感器）表的抄取準(zhǔn)確率為100%

對所有電表發(fā)廣播駐留電度功能，駐留時刻電度抄

取率100%

對高低壓缺相、斷地線、停電等情況，電量不丟失

對于單一模塊的隨機(jī)召喚，在任何10分鐘內(nèi)的通訊

成功率不小于80%

預(yù)置參數(shù)：6，400/3,200/1,600/800imp./kw﹒h(或根據(jù)用戶電度表預(yù)置相應(yīng)值)。

功能：1）

主站功能——參數(shù)設(shè)置、電壓過零檢測、同步調(diào)制、信號解碼（抄收電度）、測試、自診斷、較時和擴(kuò)展功能。2