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专家畅谈集中式抄表以及安装问题解决方案

发布时间:2021-05-13 9:29

一、前言

随着我国电力系统的改造深化,电力事业的迅速发展,电力已作为商品进入了市场,用电核算、用电收费以及相应的电能电量的计算计费系统的控制和管理有待进一步改造和完善,为此,九八年国家电力总公司做出了在全国范围内用三至五年时间实现“一户一表、集中抄表”的战略部署。

集中抄表系统是当代微电子技术,智能仪器、通信、计算机技术等多项专业范围内先进技术的集成。通过公共低压电力线采集住户用电量信息,实现集中存储、统一管理,极大地提升了物业管理部门和水电气政府职能部门的管理水平与经济效益。由于受到行业管理体制以及诸多客观条件的影响,该系统目前主要是面向住宅用户和物业管理部门,下一代产品将主要面向水电气等的政府管理职能部门,实现真正意义上“本地网”的集中管理,统一计费,统一营收,做到整个社会范围内的能源管理自动化。

以往每一个住宅楼都需派专人抄表,不仅抄收数据烦琐,而且统计困难。采用集抄系统后,计算机直接采集每个住户的水电气数据,并进行分析、整理、存储,同时计算出相关的费用。从社会效益讲,集抄系统同步实现了集中智能管理,减少了人为因素带来的诸多不利,电费政策变动时卡式电表需要操作人员现场对表改动,而集抄系统通过管理中心改变软件设置便可实现,集抄系统电能表的功耗为0.5W,仅是卡式表功耗的20%。98年广东省在全省范围内推行全电子电能表,由于其功耗小,一年就在全省节电近亿元。另外,成都市的“一户一表”工程被列为市政工作的十大好事之一。中央电视台报道广州市专项拨款上亿元用于集抄系统、西安晚报8月11日也同样报道了关于省人大代表提出的“一户一表”方案后社会的反响,所以选择电力载波表集中抄表系统,能更好的满足用户需求达到科学管理、减员增效果的目的。这也是国内外电力系统普遍推荐最佳的抄表管理系统。

二、工作原理

(1)由安装在电表表尾的采集头采集电表输出的计度脉冲,经采集器处理且通过低压电力线(或专线)上传至集中器。
(2)安装在配电房的集中器,通过低压电力线收集各采集器中的电表用电数据,并将所收到的用电数据进行有效管理。并根据电脑指令(即抄表软件),借助公共电话网,将小区各电表的数据(集中器内)抄收到电脑中。
(3)安装在室外配电柜的中继器可增加集中器及采集器的通信成功率,以便保证集抄系统正确可靠的工作。
(4)由安装在配电房的集抄软件,完成小区的电表抄收,用电报告生成及数据交换。

三、特点

1.维护容易
系统正常运行后将处于免维护状态。若需要更换网络中设备包括电表,只要在更换后通过微机重设有关参数即可,无需变动现场其它硬件及参数,整个操作仅需几分钟,这在以单片机为核心的其它类型集抄系统中是难以做到的,因为它们是非网络型产品。

2.系统升级方便
随着供电业的发展,有些运行参数及行为需作调整。这对我们的系统来说毫无问题,化几分钟便能改过来,但对于非网络型的其它集抄系统就无法办到了,他们必须修改硬件,拆了重装!

3.实时采集
由于我们的集抄系统是网络型产品,因此它与别的集抄系统有本质上的区别。系统中任何成员地位均等,随时可收发数据,无需主控节点管理和轮询,这就充分体现了它的实时性。

4.远程管理
由于我们的集抄系统是网络型产品,因此它除了数据采集外只要稍微增加一点功能器件,便可使集抄系统拥有控制功能,形成真正的具有远程管理能力的测控系统。

四、技术性能与指标

系统符合中华人民共和国电力行业标准。
系统采用24小时不间断工作制。
由于利用低压线路作为网络通讯信道,通讯安全可靠,故不需现场布线,所有节点只要就近接上同一相线即可上网运行。其通讯符合FCC(美国联邦通讯委员会)和CENELEC(欧洲电气技术标准委员会)EN50065-1标准,频带使用范围为125~140kHZ。
系统不需专用的中央处理机和服务器,每个节点均使用独立电源,独立工作。任何节点的故障、撤离或增加节点都不影响系统的正常运行。系统可以通过远端PC机或手持抄表机接收数据、设置或修改网络各节点的参数,如表编号、表常数、表底数以及重组时间段等。
所有节点均采用三相电源并行工作,断开任一相或二相电源,都不会影响节点的正常工作。
每个采集器节点可同时收集16块电能表的脉冲数据,并具有电能表故障自动检测功能,一旦电能表在有负载而不发出脉冲计数时,能被及时检测到,并在电能表数据传输的同时发送故障标志。
电能表数据可以在多个时段内分别累计,以利于供电部门使用峰、谷、平多时段分时计价制。
系统具备了二种数据传输方法,即远端上位机通过串口所接的调制解调器(Modem)经由电话线路以及现场使用抄表微机联接集中器节点发送指令和采集数据。
系统无需使用号码盘设置节点硬地址,而是在各节点使用遥控设置地址编号。
当表常数为1600imp/kW.h时,采集器节点可正确采集16路连续2.5HZ的脉冲频率,即允许每块单相电能表的输出电流达到25A。
当配变停电或电网电压波动时,电表数据不会丢失,其可靠保存期达10年以上。
系统允许电网电压变化范围为220V±15%。
节点采用L-N差模方式低压电源线信道数据包传输方式,电源线传输速率为1200bps。电话线和抄表微机数据通信速率为9600bps。
节点平均输入功率小于6W。
系统符合ISO(国际标准化组织)的OSI(开放系统互连)标准。
系统采取二级抗浪涌电压及过流措施,具有电网电压变化时的自适应性及抗御感应雷击的功能。
本系统已在电磁兼容监测中心通过IEC1000-4-1、IEC1000-4-4及IEC1000-4-5电快速瞬变脉冲群抗扰度和浪涌抗扰度测试(E字第029601号测试报告)。电快速瞬变脉冲群抗扰度严酷等级达到Ⅳ级(2000V);浪涌抗扰度严酷等级达到Ⅲ级(6000V)。
系统可连续运行十年以上。
节点工作温度:-25℃~+55℃;相对湿度:≤95%(不凝结)。
本系统也适用于其他脉冲制式的计量表具或专用仪器设备。

五、常见问题解答

1、安装集抄系统需要具备什么样的条件呢?

1)用户现场采用的表应具有脉冲发讯功能。
由于集抄系统采集的数据来源于脉冲发讯表,脉冲发讯表的质量一定要可靠,发讯的脉冲必须准确。

2)需要远程抄表管理的用户,应配备远程抄表信道和设备,以便上位机和集中器建立通讯连接。
如:PSTN(固定电话网),为有线远程信道,用户需向电信部门申请开通。

3)对于住宅小区物业管理用户,上位机(抄表管理系统)和集中器可以安装在一起,比如监控室,可通过RS232接口直接连接,不必配备远程抄表信道和设备。如果上位机和集中器安装距离较远,可通过小区内部电话线实现抄表管理。条件好的小区,可通过以太网,实现网络抄表管理。

4)若下行信道(集中器和末端设备:采集器、智能表、断电控制模块等的通讯信道)采用RS485通讯方式,用户必须具备电缆铺设条件。

5)采用抄表管理系统的用户,需要良好的管理体制,工作人员有较高的素质。

2、采集器的规格和类型?

采集器是集抄系统的末端设备,用于采集表数据。MRU内部含有微处理器电路,主要实现表数据采集、数据通讯的功能。因此,MRU是智能设备。由于集抄系统的复杂性,MRU也分为多种类型,采集器产品主要包括:

按用途分:电表采集器
按通道数量分:16表
按通讯方式分:载波通讯式、RS485总线式。
按功耗方式分:低功耗方式、普通方式。
3、485总线方式和载波方式各有什么的优缺点?

RS485总线和PLC电力载波都是有线通讯方式,但二者有明显的区别,各有优缺点,主要体现在如下几方面:

1)通讯速率:
RS485的通讯速率明显优于PLC。电网的干扰会影响PLC通讯,从而使通讯距离缩短,此时可能会起用PLC的中继功能,通讯速率也会明显下降。

2)现场施工:
采用PLC通讯的大优点是不需要铺设专用电缆,不破坏路面或其它设施,不影响美观。

3)维护:
因没有专用电缆,载波方式易于维护。对RS485方式而言,通讯电缆的短路、开路故障查找困难,节点的故障也可能使总线挂死,而且容易遭到雷电的袭击。

4)可靠性:
由于RS485总线电缆易发生故障,可靠性较PLC方式差。

5)成本:
由于节省了施工和电缆费用,PLC方式的成本低。

4、采集器和集中器是否都具有红外线通讯方式呢?

采集器和集中器都配备了红外通讯接口,这是我们系统的特色。通过红外接口,可以实现抄表、设置、检测等功能。

5、系统性能如何?稳定性怎样?其特点如何?

1)灵活的通讯方式。
上行接口包括:PSTN电话线通讯接口,IRDA红外接口。
下行接口包括:RS485接口,PLC电力载波通讯接口。
2)可靠的脉冲采集方案。
采集器在采集脉冲时,不仅仅进行简单的计数,而采用了软、硬件兼施的伪脉冲剔除措施,从而保证了脉冲采集的可靠性。
3)优秀的低功耗性能。
低功耗采集器设计有非易失性存储器,停电时可维持10年以上而不丢失数据。
4)混合载波通讯方案。
现场通讯方案既可选取RS485方式,也可以选取PLC电力载波方式。使得现场安装非常灵活方便,用户有了更多的选择。
5)具有防雷功能。
RS485总线易遭受雷电的破坏,我们为系统配备了总线避雷器,该避雷器具有3级防护措施,能对系统进行有效的保护。

六、技术优势

1)与国外同类相比

目前,发达国家电网运行状况已非常完善,电网管理水平较高,载波传输速率也比较高。但因国外载波技术是建立在国外电网信号干扰小的基础上,而我国的电网干扰信号十分复杂。并且,国外尚未将载波技术应用于远程断电、抄表及警告提示,因此,国外的载波扩频技术在集中抄表系统的使用水平尚不及我国。我公司研制、开发的低压电力载波集中抄表系统是为我国现阶段电网具体情况量身定做的集中抄表系统,与国外集抄系统相比该系统具有以下优势:

适用于我国现阶段电网管理水平较低、载波传输速率较低的特点。

具有利用载波技术实现远程断电、抄表及警告提示等功能。

2)与国内同类相比

接力(中继)功能
基于PLC技术的自动抄表产品都将受到传输距离的限制。
电力线载波集中抄表系统的载波表具备相互支持、相互中继的能力。

投资最省
首先,本系统的设计原则之一是将需求大的设备成本压到最低,将昂贵设备的数量压到最少;
其次,此系统利用电力线做通讯介质,免去了建设专线的施工和投资,避开了无线设备的昂贵价格。安装使用简单方便接线少(与普通电表安装方法相同),无须专门信号线,不必集中装表。它是目前安装施工量最小的产品。

远程控制通、断电
目前很多国内的抄表系统一般只是单纯的实现抄表的功能,但是对于用户拖欠电费的情况却无计可失。而本系统对如何催交电费提出了一套解决方案,从而解决了一直令用电收费部门头痛的事。通过远方控制的现代化手段实现远方控制断电、送电;上位机软件可发出指令在数秒钟之内远方控制某块载波表断电、送电。大大减轻抄表人员的工作,将生产力解放出来。

目前我国有能力生产集中抄表系统的企业大约有10家,此类产品的种类也十分繁多,但80%的厂家都由于生产规模有限和技术落后导致产品质量有明显缺陷或性能不够稳定,没有得到大范围推广。综上所述,可以得出结论:低压电力载波集中抄表系统技术先进、质量可靠、具有其它厂家不可替代的优越性。

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