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摘要： 該文較詳細地介紹了電力線遠程集中抄表系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成、工作原理和功能，并介紹了遠程集中抄表系統(tǒng)的具體實施方案。
關(guān)鍵詞： 遠程集中抄表系統(tǒng);載波通信；集中器；數(shù)據(jù)采集終端
中圖分類號： TM764.1文獻標(biāo)志碼： B文章編號: 1003-0867(2006)07-0008-02
隨著通信事業(yè)的發(fā)展，電力部門在不斷地尋求一種切實可行遠程集中抄表系統(tǒng)。電力與人們的生活息息相關(guān)，電力網(wǎng)聯(lián)系著千家萬戶，低壓電力線是一種廣泛的、現(xiàn)存的、由電力部門所擁有的網(wǎng)絡(luò)，輸送低壓的電力給用戶。對于電力部門而言，交流電力線路是一種理想的通信媒介，能夠通過低壓電力線來傳輸用電數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)通信和自動化管理是電力部門公認的最好方案。這樣，可以達到用很低的成本和管理費用就可大大提高供電部門的生產(chǎn)效率和效益，提高供電部門的自動化管理水平。
1系統(tǒng)構(gòu)成
系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。用戶現(xiàn)場可直接安裝電力載波電能表，也可以采用全電子式電能表增加載波采集終端，即可進行電力線載波通信功能的操作，完成電能計量、電壓和功率測量等；集中器掛接在同一臺配變下的電力線上，根據(jù)設(shè)置的要求，定時或隨時通過電力線抄收臺變下所有載波電能表的測量數(shù)據(jù)并保存；主站計算機可通過電話網(wǎng)或其他通信媒介，對集中器發(fā)布設(shè)置、廣播命令或抄表命令，對集中器進行綜合數(shù)據(jù)的抄收，對集中器下的任一臺載波電能表進行讀數(shù)或通斷電控制，從而實現(xiàn)遠程抄表和監(jiān)控功能，極大減少電力部門的勞動力，提高社會效益和經(jīng)濟效益；為電力管理上等級和現(xiàn)代化管理水平的提高打下堅實的基矗
圖1低壓電力線載波自動抄表系統(tǒng)
2系統(tǒng)工作原理
2.1集中器
數(shù)據(jù)集中器在抄表系統(tǒng)中起著很重要的作用，工作原理如圖2所示。
圖2集中器工作原理
集中器根據(jù)已設(shè)置好的不同的抄表方案對各載波電能表實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳送，具有內(nèi)部硬時鐘可與系統(tǒng)進行廣播校時，并實施定時抄表命令，存儲抄表數(shù)據(jù)，還可通過各種網(wǎng)絡(luò)媒介與主站完成數(shù)據(jù)交換。集中器的作用是將配變臺區(qū)載波電能表連成本地網(wǎng)絡(luò)，能自動抄錄數(shù)據(jù)采集終端及載波單只電能表的數(shù)據(jù)，集中并存儲。通過抄表器或電話線將數(shù)據(jù)傳輸給電力局的計算機中心。
從圖2可看出，數(shù)據(jù)集中器是由CPU、RAM、直流電源、指示電路及接口組成，是一個能通過載波接口及RS-232接口與外界通信的單片機系統(tǒng)。
2.2數(shù)據(jù)采集終端
數(shù)據(jù)采集終端是一個測量電能表用電量的單片機系統(tǒng)，如圖3所示。
圖3數(shù)據(jù)采集終端原理
其中主機是核心，程序存在主機CPU中。由于單元式公寓一個單元大多為10～14戶，所以數(shù)據(jù)采集終端設(shè)計為16戶。表計輸出的采樣脈沖，經(jīng)過輸入電路實現(xiàn)信號電平轉(zhuǎn)換，再經(jīng)施密持電路整形變換成方波，以滿足單片機對輸入信號的要求。因為單片機的P0門只能通8路數(shù)據(jù)，所以16路脈沖，要采用分時制，先通1～8路，再通9～16路，故需要經(jīng)過一個選通電路。
2.3載波電能表
載波電能表的工作原理如圖4所示。
圖4載波電能表工作原理
使用全電子電能表專用計量芯片產(chǎn)生計量脈沖，隔離耦合到載波專用功能組件進行處理、儲存，按設(shè)定的輸出比驅(qū)動步進電機。根據(jù)集中器命令進行載波收發(fā)，同時完成零點電量、整點電量、實時電量、逆計電量和電量凍結(jié)，并記錄電壓、功率、日最高和最低電壓，可附帶拉、合閘控制機構(gòu)。
2.4主站
主站在計算機上運用電力載波遠程用電管理軟件，經(jīng)電話網(wǎng)或其他網(wǎng)絡(luò)媒介對集中器進行抄表和各種方案設(shè)置，并可通過集中器對載波電能表進行實時操作，例如綜合數(shù)據(jù)的抄讀、電能表實時電量讀取，遠程拉、合閘控制；集中器校時、廣播校時等操作。主站可以對得到的數(shù)據(jù)進行綜合整理分析，計算線損率和兩相平衡率并可依用戶要求輸出各種報表。主站的工作原理如圖5所示。
圖5主站工作原理
主站系統(tǒng)包括計算機硬件、計算機軟件、調(diào)制解調(diào)器、公用電話網(wǎng)或電臺等數(shù)據(jù)傳輸通道。本系統(tǒng)只用1臺計算機來完成表計數(shù)據(jù)的查詢、建庫，以及各種處理功能。當(dāng)然，也可考慮配備多臺計算機，應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)連接到電業(yè)局各部門完成各種處理功能。通過主站操作，用電管理人員可以隨時獲取所需要的各種數(shù)據(jù)信息，它是本系統(tǒng)最主要的人機界面。
3系統(tǒng)的功能
3.1電量抄讀
提供各種抄讀方案便于供電部門根據(jù)不同需要對數(shù)據(jù)進行整理和分析，電能表自帶軟時鐘可自動記錄每日的零點電量和各整點電量值，并防止人為竊電行為。電能表可進行反向功率判別，記錄逆計電量，系統(tǒng)可根據(jù)要求完成定時或固定時間間隔，抄讀用電量數(shù)據(jù)和召抄實時數(shù)據(jù)。
3.2用電情況監(jiān)測
提高了供電部門對用戶用電情況的監(jiān)測，系統(tǒng)能夠自動相位識別，由此可以計算三相供用電的平衡情況和各相的線損率，統(tǒng)計各用戶的用電情況記錄，提高供電部門的供電效率和效益，同時也提高了自動化管理水平。
3.3交費監(jiān)管
電能表可內(nèi)置控制繼電器，供電部門可根據(jù)用戶交費情況進行遠程拉合閘控制，并可隨時監(jiān)測用戶端的供電情況，便于供電部門及時有效的收取電費。
3.4供電監(jiān)測
系統(tǒng)記錄日最高電壓、最低電壓、停電次數(shù)和累計停電時間，可作為供電部門內(nèi)部的供電質(zhì)量考核，促進和提高電力部門的整體管理水平。
4結(jié)論
低壓電力線載波自動抄表系統(tǒng)適用于電力部門對居民區(qū)、工廠、變電所等用電區(qū)域或者居住小區(qū)、工廠內(nèi)部用電狀態(tài)數(shù)據(jù)的管理。它具有遠程自動采集，數(shù)據(jù)集中，交費管理，用電統(tǒng)計分析，復(fù)合監(jiān)測以及綜合查詢等項功能。
該系統(tǒng)具有技術(shù)水平高、可靠性好、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、適應(yīng)性強、功能全、模塊體積孝功耗低，系統(tǒng)操作界面簡單易懂、安裝維護方便。這套系統(tǒng)的使用極大地減少了電力部門的勞動量，提高了電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化管理水平，有很好的社會效益和經(jīng)濟效益。對系統(tǒng)稍加擴充，便可完成對煤氣表、自來水表的自動抄收，從而推進智能化小區(qū)的建設(shè)。
參考文獻:
[1]劉健,倪建立.配電網(wǎng)白動化新技術(shù).中國水利水電出版社,2004.
[2]孫際明,孔澤明,張小水.一種電能計量管理系統(tǒng)的設(shè)計.電力系統(tǒng)白動化,1997,21(12).
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