第六章遠方抄表與電能計費系統(tǒng)

第六章遠方抄表與電能計費系統(tǒng)1第一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五§6.1電能表的發(fā)展和現(xiàn)狀一、電能計量的概念：電力系統(tǒng)中裝設(shè)了各種各樣的測量表計，用于檢測所需要的各種參量，如電壓、電流、功率、頻率、電能等。這些儀表中有的反映瞬時值，有的記錄累積值，電能表是專門用來測量電能累積值的儀表。第二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五第三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五二、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：機械式（感應(yīng)式）電能表、機械電子式電能表和電子式電能表。第四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五三、電能表的發(fā)展過程和現(xiàn)狀：1、機械式電能表：利用電磁感應(yīng)原理來測量電能。結(jié)構(gòu)：由測量機構(gòu)和輔助部件兩部分組成。測量機構(gòu)包括驅(qū)動元件、轉(zhuǎn)動元件、制動原件、和軸承等。輔助部分包括基架、底座、表蓋、端鈕盒、銘牌等第五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五驅(qū)動元件：包括電壓元件和電流元件，作用是將交變的電壓和電流轉(zhuǎn)變?yōu)榇┻^轉(zhuǎn)盤的交變磁通，與其在轉(zhuǎn)盤中的感應(yīng)電流相互作用，產(chǎn)生驅(qū)動力矩，是轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動元件：由轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)盤構(gòu)成，能在驅(qū)動元件所建立的交變磁場作用下連續(xù)轉(zhuǎn)動。軸承：電能表的軸承是主要元件，下軸承位于轉(zhuǎn)軸下端，支撐轉(zhuǎn)動元件的全部重量，減小轉(zhuǎn)動時的摩擦，上軸承位于轉(zhuǎn)軸上端，起著導(dǎo)向作用。第六頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五制動元件：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，功能單一，已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代電能管理的要求。第七頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五2、機械電子式多功能電能表：在機械式電表的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它沿用了機械式電能表的測量機構(gòu)，數(shù)據(jù)處理機構(gòu)則用電子電路和微機控制系統(tǒng)實現(xiàn)，給現(xiàn)代化電能管理帶來一些方便，但其測量精度仍不能突破機械式電表的水平，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。第八頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五機電脈沖式電子電能表：主要由感應(yīng)式測量機構(gòu)、光電轉(zhuǎn)換器、分頻器和計數(shù)器等組成。第九頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五3、電子式電能表：是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種更新?lián)Q代產(chǎn)品，因其沒有機械轉(zhuǎn)動部分和計數(shù)機構(gòu)，又稱為靜止式電能表或固態(tài)電能表，與機械式相比具有測量精度高、性能穩(wěn)定、功耗低、體積小、重量輕等優(yōu)點，它還可以實現(xiàn)其它更豐富的功能，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。第十頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五第十一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五§6.2電子式電能表工作原理：電能是電功率對時間的積分，因此電子式電能表是采用乘法器和加法器來完成對電功率和電能的測量，乘法器使電壓、電流信號相乘產(chǎn)生功率信號，加法器使功率信號進行累加從而獲得電能數(shù)值。第十二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五第十三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五分類：根據(jù)轉(zhuǎn)換原理，電子式電能表可分為熱電轉(zhuǎn)換型、模擬乘法器型和數(shù)字乘法器型。熱電變換型電子式電能表：通過熱電轉(zhuǎn)換電路，使熱電偶的輸出與線路平均功率成正比，從而達到計量目的，該種表能在功率因數(shù)和波形畸變嚴(yán)重的情況下獲得較準(zhǔn)確的測量結(jié)果。第十四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五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。第十五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五數(shù)字乘法器型電子式電能表：是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。利用微處理器的強大處理能力，使這種電能表的功能更加豐富，可以完成其它原理的電能表無法完成的功能。第十六頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五第十七頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五一、多功能電子式電能表的功能：電子式電能表由于采用了微處理器，一般可以具有十余種基本功能，還可以加一些輔助功能，基本功能可以分為以下幾類：1、用電計量功能：包括累計計量和實時計量功能。累計計量功能：累計雙向供電的有功功率、無功功率和視在功率的消耗量，還可以累計掉電時間、掉電次數(shù)等?！?.3多功能電子式電能表第十八頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五實時計量功能：實測各相電流、相電壓及線電壓、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、供電頻率等。2、監(jiān)視功能：主要由最大需量監(jiān)視和防竊電監(jiān)視，還有缺相指示、斷電、恢復(fù)供電時間記錄和電壓異常報警等。3、控制功能：主要指復(fù)費率分時計費的時段控制，以及負(fù)荷控制功能。第十九頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五4、管理功能：包括按時段/費率進行計費、抄表等，費率可以根據(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)與子檢查功能：安裝監(jiān)視定時器以確保電表在程序發(fā)生異常導(dǎo)致死機后，能夠及時復(fù)位電能表，同時還要求可以通過程序進行硬件部分的自檢測。第二十頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五二、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行時仍能夠得到可靠的電源。第二十一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五2、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。第二十二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五4、掉電檢測和電源切換：電能表掉電后，在電容的作用下，電路的電源電壓成指數(shù)規(guī)律下降，當(dāng)下降到某一值時，掉電檢測電路應(yīng)能察覺，給出一個信號使微處理器進行緊急現(xiàn)場數(shù)據(jù)保護，并將電源切換到電池上和去掉不必要的負(fù)載。當(dāng)供電恢復(fù)時，掉電檢測和電源切換模塊又將表內(nèi)電路恢復(fù)到正常狀態(tài)。第二十三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五§6.4抄表技術(shù)綜述一、抄表計費的幾種方式：

1、手工抄表方式：抄表員帶質(zhì)紙和筆到現(xiàn)場根據(jù)用戶的電能表的讀數(shù)計算電費。

2、本地自動抄表方式：采用便攜、使用方便的抄表設(shè)別到現(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，不必到用戶現(xiàn)場，在附近一定的距離內(nèi)能自動抄到電能數(shù)據(jù)。第二十四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五

4、預(yù)付費電能計費方式：通過磁卡或IC卡與預(yù)付費電能表相結(jié)合，實現(xiàn)用戶先交錢購回一定的電量，用完這部分電量后自動斷電的方式。

5、遠程抄表方式：采用低壓配電線、電話網(wǎng)、無線電或現(xiàn)場總線等多種通信方式，結(jié)合點表上的軟件和供電局內(nèi)的計算機系統(tǒng)，不必外出就可抄到用戶的電能數(shù)據(jù)。第二十五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五二、預(yù)付費電能計量方式：由于有些電力用戶法律觀念淡薄，拖欠電費，所以預(yù)付費電能計量方式受到關(guān)注，預(yù)付費電能表是這種計量方式的核心設(shè)備，預(yù)付費電能表主要分為投幣式預(yù)付費電能表、磁卡式預(yù)付費電能表和IC卡式預(yù)付費電能表三種第二十六頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五三、預(yù)付費計費方式和遠程自動抄表計費方式的比較：1、預(yù)付費電能計費方式不能使供電管理部門了解用戶的實際用電情況和對電能的需求，難于掌握用電規(guī)律，確定最佳供電方案。2、采用預(yù)付費電能計費方式，要改革供電部門的售電機構(gòu)，還要廣設(shè)售電網(wǎng)點。第二十七頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五

3、拖欠電費現(xiàn)象應(yīng)用過法律途徑解決，而不是拉閘限電，拉閘限電雙方都有損失。4、自動抄表計費系統(tǒng)是一種自動化程度更高、更先進的計費方式，便于將計算機網(wǎng)絡(luò)和營業(yè)管理相結(jié)合，稱為配電自動化系統(tǒng)的一部分，以后還可以發(fā)展成和銀行計算機結(jié)合的收費方式，確保了電力企業(yè)的合法權(quán)益。缺點是系統(tǒng)建設(shè)復(fù)雜。第二十八頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五§6.5采用IC卡電能表的預(yù)付費系統(tǒng)一、IC卡電能表的組成：第二十九頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五二、預(yù)付費電能計費管理系統(tǒng)：采用IC卡預(yù)付費電能表后，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)計算機連接。功能主要有：日常售電；用戶查詢；系統(tǒng)管理；打印制表等。第三十頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五三、售電管理計算機網(wǎng)絡(luò)第三十一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五IC卡預(yù)付費電能表一般應(yīng)具有如下功能：（1）IC卡預(yù)付電費。（2）分時（峰、谷、平時段）計量有功電度和無功電度并計費。（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。第三十二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五§6.5自動抄表技術(shù)一、本地抄表技術(shù)：采用攜帶方便、操作簡單可靠的抄表微機來完成抄表工作。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。第三十三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五二、遠程自動抄表技術(shù)是一種不需要人員到達現(xiàn)場就能完成自動抄表的新型抄表方式，它利用通信網(wǎng)絡(luò)將電能數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)接嬎銠C電能計費管理中心進行處理，不但降低了勞動強度，還提高了抄表的準(zhǔn)確性和及時性，杜絕了誤抄、漏抄等現(xiàn)象。第三十四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五三、遠程自動抄表電能計費系統(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、抄表交換機和中央信息處理機四部分。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)，并將它們的用電數(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。第三十五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五抄表交換機：是遠程抄表系統(tǒng)的二次集中設(shè)備，它將抄表集中器的數(shù)據(jù)收集過來，再通過一定的通信方式傳送到電能計費中心的計算機網(wǎng)絡(luò)。中央信息處理機：電能計費中