低壓電力用戶集中抄表系統在農網的應用論文

　　摘要：本文提出在農村電網有條件的地方可優先采用低壓電力用戶集中抄表系統。以DAX43型集中抄表系統為例，就其結構與系統功能、調試驗收原則和應用技術關鍵進行了探討，以推動這項技術在農村配電網的應用和發展。

　　關鍵詞：抄表系統 配電網 應用

　　1 系統結構

　　DAX43型集中抄表系統由電子式載波電能表、集中器、信道及管理主機等構成；系統電子式載波電能表與集中器之間采用低壓電力線載波通訊，集中器與管理主機之間目前采用電話線通訊方式。其主要結構組成。

　　2 系統功能

　　(1) DAX43型集中抄表系統采集模塊由單相或三相電子式載波電能表組成，其原理電路由電流取樣電路、電壓取樣電路、計量集成電路、外圍調整電路、電源電路、計度器等部分組成。電子式載波電能表具有精度及靈敏度高、可靠性好、計量負荷范圍寬、自身功耗低、升級換代便利等特點，尤其是三相電子電能表在三相四線供電線路上有二相斷電時，仍能正常計數。在非傳輸狀態下，測得采集模塊消耗的視在功率不大于0.5VA/塊，有功功率不大于0.3W/塊。

　　(2) 集中器能夠自動采集終端電能表數據，存貯2個抄表日的表示數，采集存貯抄表日之間5個時段的累計用電量等；在采集模塊數量小于1000塊時，集中器抄收間隔不大于35min，整點抄收數據可保存3個月。能夠在本地或遠方設置各用戶電能表的電量底數、表常數及自動抄表日期，具有自動校時、記錄采集模塊異常功能，其標準的RS－232C及MODEM接口，可實現遠方全自動抄表或現場集中抄表。如需記錄6個及以上重要用戶的用電參數變化情況，可適當提高采集終端的硬、軟件配置水平。

　　(3) 主站軟件是集中抄表系統的中心管理平臺，它具有遠程自動抄表系統用戶的信息檔案，通過通訊信道與遠方集中器連接，可實現遠程自動抄表、檢測用電警示信息、凍結數據、通電斷電、自動校時、參數設置、數據上傳等功能，可查詢、分析、打印抄表數據，系統具有標準的ACCESS數據庫接口，已與供電所計算機營銷管理系統實現鏈接，通過營銷系統實現了自動計算電費的全過程管理。系統數據庫單機板采用ACCESS或FOXPRO，網絡版采用SYBASE、SQLSERVER、DB2等。

　　(4) 系統可對單相用戶進行遠程拉、合閘控制；對于三相用戶，因其電能表輸出控制回路與電氣一次開合設備的控制回路難以配合，目前仍不具備拉、合閘控制能力；如有特殊需要，可通過增設中間繼電器的方式完善出口控制回路。

　　(5) 抄表機與集中器配合可使集中抄表系統在沒有電話線或電話線故障時仍可照常抄表，其硬件采用蘭德掌上電腦，它與集中器之間采用RS-232串口實現了串行通訊。抄表機可全抄上一時段集中器所抄全部或某一電能表的示數，抄指定電能表的當前示數；可設置集中器時鐘、鎖定日期，設定抄表日、分時啟動日期，給集中器下載表地址；能夠分級顯示電能表及集中器數據記錄，查詢或刪除某一電表或集中器的數據記錄；可將所抄電能表數據上報給管理主機，方便用戶在管理主機查詢修改數據，可從管理主機下載表地址、系統管理數據庫及抄表機參數庫。

　　3 信道

　　(1) 受農村配電網通訊條件的限制，集中器與主站之間的上行信道主要采用公用電話網絡實現信號傳輸，也可選用音頻電纜、RS-485專線、電力載波或光纖通信。

　　集中器與采集模塊之間的下行信道主要采用電力線載波通道。利用農村配電網實現載波通訊方案，既可省去繁雜的施工布線，又可減少維護工作量，是低壓電力用戶集中抄表系統較為理想的通訊方式；DAX43型系統載波通訊頻率設定在7～7.5kHz之間，帶寬4kHz。

　　(2) 載波通信的傳輸速率是集中抄表系統的一項重要指標。通信速率高、誤碼率高，通信成功率就降低；電能表集中抄表系統在性價比合適的前提下，通常選用較低的速率，但速率過低，又需要集中器和終端設備長時間地處于發送狀態，增大系統整體功耗。DAX43系統的通訊速率通常可在300～600baud之間調整。

　　(3) 在電能表集中抄表系統信道規劃設計時，應按照系統發展規劃，在主站端配置小型程控機(n≤32)，實現多個信道的集中管理；若農村配電網有多個配變臺區，電能表集中抄表系統就必須就地配置2個及以上集中器時，應增設通訊線路分配器(微型程控機)，以降低系統通訊運行成本。

　　4 系統檢驗及現場驗收

　　4.1 電子式電能表檢驗

　　(1) 農村配電網所用電子式載波電能表在現場安裝前，應按照《電子式電能表檢定規程》(JJG596－1999)規定的項目，進行工頻耐壓、絕緣電阻、功率消耗、停電數據保持、電源變化、結構與通電檢查、啟動及潛動試驗、校核計度器示數、確定電能測量基本誤差、確定電能測量標準偏差估計值、確定日計時誤差和時段投切誤差等項目檢測。

　　(2) 潛動(無負載狀態)測試是電能表校驗的重要項目，測試標準規定在電流回路開路，電壓回路所加電壓為參比電壓的115%時，電能表在規定的時間Δt內，輸出脈沖不應大于1個；其規定時間測算公式如下。

　　1級表：Δt=600×106/(K×m×Un×Imax)

　　2級表：Δt=480×106/(K×m×Un×Imax)

　　式中 K-電能表輸出單元發出的脈沖數/kW·h

　　m-測量相數

　　Un-參比電壓(V)

　　Imax-最大電流(A)

　　以規格為5(20)A、1級單相電能表為例，當電能表脈沖常數C＝3200imp/kW·h、參比電壓為220V時，計算其潛動規定時間Δt為42.6min。

　　(3) 電能表精度校驗時可采用光電頭采樣或脈沖采樣，電能表脈沖輸出端口與檢測設備連接可在以下兩種方式中選取一種。

　　VDD-檢測設備中微處理器的工作電源：VDD≤15V(DC)；R-上拉電阻：R≥20K。

　　4.2 現場驗收原則

　　(1) 低壓用戶集中抄表系統運行時間達到3個月及以上時，可組織現場驗收；系統構成要求采集模塊不得少于250臺，集中器與最遠采集模塊之間的供電距離不少于300m，且運行氣候環境及電源條件符合《低壓電力用戶集中抄表系統技術條件》(DL/T 698－1999)的相關規定。

　　(2) 主站、集中器、采集模塊現場驗收要符合有關技術要求。

　　5 應用技術關鍵

　　(1) 系統實用性。低壓用戶電能表集中抄表系統選型時應注重實用性；避免一些科技含量雖高，但產品質量不過關，甚至結構、可靠性都很差的產品被使用。要對產品的軟、硬件接口進行技術分析，盡量在數據格式、通訊規約方面滿足現有或發展中的電力營銷管理軟件、MIS系統的要求；應采用基于新型數據庫管理系統的軟件，以提高系統分析、處理及管理數據的效能。從發展的眼光來看，系統宜融入電壓合格率、供電可靠性統計及分析功能。

　　(2) 通訊可靠性。低壓電力載波通訊充分利用了農村配電網絡資源，有利于電力企業運營管理，具有廣闊的發展前景。但應注重抑制低壓電力線干擾，提高系統通訊速率和可靠性的研究；應統籌考慮低壓用戶集中抄表系統形成區域網絡時，集中器與主站之間通訊網絡的管理方式。

　　(3) 計算機網絡的應用。利用計算機網絡實現自動抄表數據的傳輸是發展的必然趨勢。目前由于其軟、硬件配置成本較高，限制了它在集中抄表系統中的應用。采用當前主流技術，按照功能實用、價格合理、維護方便的原則，選擇網絡型系統管理軟件是該領域技術發展的方向。

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