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摘要： 該文較詳細(xì)地介紹了電力線遠(yuǎn)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(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)的具體實(shí)施方案。
關(guān)鍵詞： 遠(yuǎn)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(lèi)號(hào)： TM764.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼： B文章編號(hào): 1003-0867(2006)07-0008-02
隨著通信事業(yè)的發(fā)展，電力部門(mén)在不斷地尋求一種切實(shí)可行遠(yuǎn)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(wàn)戶(hù)，低壓電力線是一種廣泛的、現(xiàn)存的、由電力部門(mén)所擁有的網(wǎng)絡(luò)，輸送低壓的電力給用戶(hù)。對(duì)于電力部門(mén)而言，交流電力線路是一種理想的通信媒介，能夠通過(guò)低壓電力線來(lái)傳輸用電數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信和自動(dòng)化管理是電力部門(mén)公認(rèn)的最好方案。這樣，可以達(dá)到用很低的成本和管理費(fèi)用就可大大提高供電部門(mén)的生產(chǎn)效率和效益，提高供電部門(mén)的自動(dòng)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(hù)現(xiàn)場(chǎng)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(jìn)行電力線載波通信功能的操作，完成電能計(jì)量、電壓和功率測(cè)量等；集中器掛接在同一臺(tái)配變下的電力線上，根據(jù)設(shè)置的要求，定時(shí)或隨時(shí)通過(guò)電力線抄收臺(tái)變下所有載波電能表的測(cè)量數(shù)據(jù)并保存；主站計(jì)算機(jī)可通過(guò)電話網(wǎng)或其他通信媒介，對(duì)集中器發(fā)布設(shè)置、廣播命令或抄表命令，對(duì)集中器進(jìn)行綜合數(shù)據(jù)的抄收，對(duì)集中器下的任一臺(tái)載波電能表進(jìn)行讀數(shù)或通斷電控制，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表和監(jiān)控功能，極大減少電力部門(mén)的勞動(dòng)力，提高社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益；為電力管理上等級(jí)和現(xiàn)代化管理水平的提高打下堅(jiān)實(shí)的基矗
圖1低壓電力線載波自動(dòng)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(duì)各載波電能表實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳送，具有內(nèi)部硬時(shí)鐘可與系統(tǒng)進(jìn)行廣播校時(shí)，并實(shí)施定時(shí)抄表命令，存儲(chǔ)抄表數(shù)據(jù)，還可通過(guò)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(tái)區(qū)載波電能表連成本地網(wǎng)絡(luò)，能自動(dòng)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(chǔ)。通過(guò)抄表器或電話線將數(shù)據(jù)傳輸給電力局的計(jì)算機(jī)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(gè)能通過(guò)載波接口及RS-232接口與外界通信的單片機(jī)系統(tǒng)。
2.2數(shù)據(jù)采集終端
數(shù)據(jù)采集終端是一個(gè)測(cè)量電能表用電量的單片機(jī)系統(tǒng)，如圖3所示。
圖3數(shù)據(jù)采集終端原理
其中主機(jī)是核心，程序存在主機(jī)CPU中。由于單元式公寓一個(gè)單元大多為10～14戶(hù)，所以數(shù)據(jù)采集終端設(shè)計(jì)為16戶(hù)。表計(jì)輸出的采樣脈沖，經(jīng)過(guò)輸入電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)電平轉(zhuǎn)換，再經(jīng)施密持電路整形變換成方波，以滿(mǎn)足單片機(jī)對(duì)輸入信號(hào)的要求。因?yàn)閱纹瑱C(jī)的P0門(mén)只能通8路數(shù)據(jù)，所以16路脈沖，要采用分時(shí)制，先通1～8路，再通9～16路，故需要經(jīng)過(guò)一個(gè)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(zhuān)用計(jì)量芯片產(chǎn)生計(jì)量脈沖，隔離耦合到載波專(zhuān)用功能組件進(jìn)行處理、儲(chǔ)存，按設(shè)定的輸出比驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。根據(jù)集中器命令進(jìn)行載波收發(fā)，同時(shí)完成零點(diǎn)電量、整點(diǎn)電量、實(shí)時(shí)電量、逆計(jì)電量和電量?jī)鼋Y(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(jī)構(gòu)。
2.4主站
主站在計(jì)算機(jī)上運(yùn)用電力載波遠(yuǎn)程用電管理軟件，經(jīng)電話網(wǎng)或其他網(wǎng)絡(luò)媒介對(duì)集中器進(jìn)行抄表和各種方案設(shè)置，并可通過(guò)集中器對(duì)載波電能表進(jìn)行實(shí)時(shí)操作，例如綜合數(shù)據(jù)的抄讀、電能表實(shí)時(shí)電量讀取，遠(yuǎn)程拉、合閘控制；集中器校時(shí)、廣播校時(shí)等操作。主站可以對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合整理分析，計(jì)算線損率和兩相平衡率并可依用戶(hù)要求輸出各種報(bào)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(jì)算機(jī)硬件、計(jì)算機(jī)軟件、調(diào)制解調(diào)器、公用電話網(wǎng)或電臺(tái)等數(shù)據(jù)傳輸通道。本系統(tǒng)只用1臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)完成表計(jì)數(shù)據(jù)的查詢(xún)、建庫(kù)，以及各種處理功能。當(dāng)然，也可考慮配備多臺(tái)計(jì)算機(jī)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接到電業(yè)局各部門(mén)完成各種處理功能。通過(guò)主站操作，用電管理人員可以隨時(shí)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(jī)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(mén)根據(jù)不同需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，電能表自帶軟時(shí)鐘可自動(dòng)記錄每日的零點(diǎn)電量和各整點(diǎn)電量值，并防止人為竊電行為。電能表可進(jìn)行反向功率判別，記錄逆計(jì)電量，系統(tǒng)可根據(jù)要求完成定時(shí)或固定時(shí)間間隔，抄讀用電量數(shù)據(jù)和召抄實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
3.2用電情況監(jiān)測(cè)
提高了供電部門(mén)對(duì)用戶(hù)用電情況的監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)相位識(shí)別，由此可以計(jì)算三相供用電的平衡情況和各相的線損率，統(tǒng)計(jì)各用戶(hù)的用電情況記錄，提高供電部門(mén)的供電效率和效益，同時(shí)也提高了自動(dòng)化管理水平。
3.3交費(fèi)監(jiān)管
電能表可內(nèi)置控制繼電器，供電部門(mén)可根據(jù)用戶(hù)交費(fèi)情況進(jìn)行遠(yuǎn)程拉合閘控制，并可隨時(shí)監(jiān)測(cè)用戶(hù)端的供電情況，便于供電部門(mén)及時(shí)有效的收取電費(fèi)。
3.4供電監(jiān)測(cè)
系統(tǒng)記錄日最高電壓、最低電壓、停電次數(shù)和累計(jì)停電時(shí)間，可作為供電部門(mén)內(nèi)部的供電質(zhì)量考核，促進(jìn)和提高電力部門(mén)的整體管理水平。
4結(jié)論
低壓電力線載波自動(dòng)抄表系統(tǒng)適用于電力部門(mén)對(duì)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(yuǎn)程自動(dòng)采集，數(shù)據(jù)集中，交費(fèi)管理，用電統(tǒng)計(jì)分析，復(fù)合監(jiān)測(cè)以及綜合查詢(xún)等項(xiàng)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(qiáng)、功能全、模塊體積孝功耗低，系統(tǒng)操作界面簡(jiǎn)單易懂、安裝維護(hù)方便。這套系統(tǒng)的使用極大地減少了電力部門(mén)的勞動(dòng)量，提高了電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化管理水平，有很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)系統(tǒng)稍加擴(kuò)充，便可完成對(duì)煤氣表、自來(lái)水表的自動(dòng)抄收，從而推進(jìn)智能化小區(qū)的建設(shè)。
參考文獻(xiàn):
[1]劉健,倪建立.配電網(wǎng)白動(dòng)化新技術(shù).中國(guó)水利水電出版社,2004.
[2]孫際明,孔澤明,張小水.一種電能計(jì)量管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì).電力系統(tǒng)白動(dòng)化,1997,21(12).
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