自動(dòng)抄表系統的技術(shù)介紹和系統構成

一、概述

應用自動(dòng)抄表系統的意義

自動(dòng)抄表集計算機技術(shù)、通信技術(shù)、用電及計量技術(shù)于一體，具有抄收速度快，計算精度高，抄表同時(shí)性好，可直接與營(yíng)業(yè)計算機聯(lián)網(wǎng)等突出的優(yōu)點(diǎn)。采用自動(dòng)抄表系統可以緩解抄表人員的勞動(dòng)強度、降低人為因素造成的抄表誤差、并能迅速地統計低壓實(shí)時(shí)線(xiàn)損，降低用電成本，同時(shí)對于加強用電管理、防止國家電力資源的大量流失、杜絕貪污腐敗現象都具有積極的意義。

自動(dòng)抄表系統的發(fā)展現狀

國家電力公司要求所有抄表裝置必須通過(guò)檢測，方能投入運行。

檢測按照電力行業(yè)標準DL/T 698-1999 “低壓電力用戶(hù)集中抄表系統技術(shù)條件”進(jìn)行

電力部質(zhì)檢中心配用電自動(dòng)化檢測站經(jīng)國家質(zhì)檢總局授權負責配電及抄表產(chǎn)品的檢測

國內生產(chǎn)自動(dòng)抄表的廠(chǎng)家超過(guò)150家

通過(guò)電力工業(yè)部電力設備及儀表檢測中心檢測的廠(chǎng)家接近100家

受理的專(zhuān)利超過(guò)165項

據不完全統計，安裝的自動(dòng)抄表用戶(hù)超過(guò)250萬(wàn)戶(hù)

抄表技術(shù)多樣化：總線(xiàn)、載波、紅外、工頻、超窄帶（UNB）

抄表方式多樣化：?jiǎn)伪?、多?br />
系統功能逐步完善：除抄表外，還具有線(xiàn)損統計、用電考核、遠程控制、自動(dòng)收費并與銀行聯(lián)網(wǎng)等

二、抄表系統的構成

三、 485總線(xiàn)方式自動(dòng)抄表系統

485總線(xiàn)方式自動(dòng)抄表系統

485總線(xiàn)方式抄表系統主要由電能表、采集器、集中器、數據信道機以及主臺計算機組成。

485總線(xiàn)抄表系統應用方式如下：

單485總線(xiàn)系統

雙485總線(xiàn)系統

單485總線(xiàn)抄表系統的優(yōu)點(diǎn)

技術(shù)簡(jiǎn)單、成熟，易于實(shí)現；對全電子式電能表，無(wú)須改造；總線(xiàn)傳輸速率高，可靠性高

采用相應的信道編碼技術(shù)，網(wǎng)線(xiàn)的合理配置，可使抄收率和數據可用率達到兩個(gè)100%

采用多塊表集中抄收的方式降低了每戶(hù)成本，同時(shí)也降低了整個(gè)系統造價(jià)

單485總線(xiàn)抄表系統的缺點(diǎn)

施工布線(xiàn)工作量大，網(wǎng)線(xiàn)易受人為破壞

線(xiàn)路損壞后，故障點(diǎn)不易查找

易受雷擊和過(guò)電壓的影響

單485總線(xiàn)抄表系統的應用范圍

該系統適用于城市居民小區和較密集的商住樓，且電能表已安裝在集中式表箱中。
3.2 雙485總線(xiàn)抄表系統的結構

雙485總線(xiàn)抄表系統的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

采用了雙485總線(xiàn)結構，故數據傳輸速率高，可靠性高，又因為電能表采用內置式485轉換模塊，脈沖傳輸更為可靠

缺點(diǎn)

施工布線(xiàn)工作量大，網(wǎng)線(xiàn)易受人為破壞

四、載波抄表系統

4.1 低壓電力線(xiàn)的基本傳輸 特性以及通信技術(shù)

低壓電力線(xiàn)的基本傳輸特性

影響電力線(xiàn)載波傳輸質(zhì)量的兩個(gè)因素

電力網(wǎng)絡(luò )的阻抗特性及其衰減，制約著(zhù)信號的傳輸距離

噪聲干擾，決定著(zhù)數據傳輸的質(zhì)量

主要的電力線(xiàn)載波技術(shù)

窄帶電力線(xiàn)載波技術(shù)主要有：

模擬的 FM

數字的 FSK

數字的 QPSK

擴頻技術(shù)主要有：

直接序列擴頻 DS

跳頻 FH

線(xiàn)性調頻 Chirp

4.2 單表載波模塊的抄表系統

圖4 單表載波抄表系統示意圖

單表載波模塊抄表系統的優(yōu)點(diǎn)

充分利用電力線(xiàn)資源，無(wú)須重新布線(xiàn)，技術(shù)先進(jìn)，是抄表技術(shù)的發(fā)展方向。

單表載波模塊抄表系統的缺點(diǎn)

高頻載波信號只能在一個(gè)臺區內傳輸，無(wú)法跨臺區傳送信號

載波信號易受干擾，實(shí)現全天候對電能表的可靠抄收比較困難

由于單表模塊尺寸和成本的限制，使得在軟件和硬件上，很難進(jìn)一步提高模塊的可靠性和穩定性
4.3 多表一個(gè)采集器的載波 抄表方式

抄表方式類(lèi)似于485總線(xiàn)的抄表方式，多塊電能表共用1個(gè)采集器。唯一不同的是采集終端（模塊）與集中器之間的通信不是采用485雙絞線(xiàn)，而是通過(guò)低壓電力線(xiàn)實(shí)現載波通信。

五、其它特殊自動(dòng) 抄表系統

5.1 超窄帶（UNB）載波抄表 系統（跨臺區單表載波）

圖5 UNB載波抄表系統示意圖

5.2 紅外抄表系統

系統由主站、紅外掌上機、采集器和電能表構成，采集器完成對某一表箱中的所有電表的電量采集，不設集中器，也不需要通信線(xiàn)路，抄表時(shí)由工作人員到現場(chǎng)，用掌上機抄收采集器中存儲的電能表數據，然后返回主站，將掌上機中已抄收的電能表數據通過(guò)RS232口，傳送到主站計算機。

5.3 配變抄表系統

系統由主站、信道、抄表終端和配變總表構成。

該系統主要實(shí)現對配電變壓器總表電能量的抄收，抄表終端可以直接采集電能表的脈沖信號，也可抄收多功能電能表的數據，并通過(guò)通信線(xiàn)路和設備將所抄數據傳送到主站中。信道一般采用公用電話(huà)網(wǎng)(PSTN)，也可采用其他通信信道，如無(wú)線(xiàn)電、光纖、載波等。

5.4 工頻抄表系統

工頻抄表系統類(lèi)似于超窄帶抄表系統，不過(guò)它使用的是通過(guò)工頻過(guò)零點(diǎn)進(jìn)行調制的載波通信技術(shù)，相比超窄帶抄表系統而言，易受諧波干擾的影響，且需要較大的注入功率，但傳輸速率比超窄帶抄表系統高。

六、自動(dòng)抄表系統的模式探討

1 對于電能表已經(jīng)集中安裝的居民小區和密集住宅區，宜選用485總線(xiàn)或“多表一個(gè)采集器”的載波方式，或兩者混合方式組建自動(dòng)抄表系統

2 對于電能表已經(jīng)集中安裝，但居民樓比較松散的居民區，宜采用“多表一個(gè)采集器”的載波抄表方式

3 對于電能表沒(méi)有集中安裝的居民區，宜采用“一表一個(gè)采集器”的即單表載波抄收方式

4 對于新建小區或者其它不允許布線(xiàn)的地區，宜采用單表載波方式

5 對于農村地區，由于情況比較復雜，應因地制宜選擇恰當的自動(dòng)抄收方式，如：桿下紅外抄收，載波抄收，485總線(xiàn)方式抄收等

6 積極采用新的自動(dòng)抄表技術(shù)和傳輸技術(shù)組建自動(dòng)抄表系統（如超窄帶載波抄表系統等）

七、關(guān)于推廣自動(dòng)抄表系統的建議

1 我國自動(dòng)抄表系統經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和應用，已經(jīng)形成了具有自己特色的自動(dòng)抄表技術(shù)，總體上已達到國際先進(jìn)水平，可以滿(mǎn)足實(shí)用化的要求

2 我國已經(jīng)形成了以載波抄表為主，多種抄表技術(shù)并存的格局，產(chǎn)品的多樣化已經(jīng)基本上可以滿(mǎn)足國內不同地區的自動(dòng)抄表需求

3 自動(dòng)抄表系統的實(shí)施應遵從先試點(diǎn)，后推廣的方針

4 由于國內生產(chǎn)自動(dòng)抄表系統的廠(chǎng)家眾多，供電企業(yè)在選擇自動(dòng)抄表系統時(shí)應根據自己的實(shí)際條件及要求，謹慎選擇相應的產(chǎn)品

5 國家主管部門(mén)應加強宏觀(guān)指導和行業(yè)指導，制定相應的通信規約標準，提高各廠(chǎng)家產(chǎn)品的兼容性(特別是主站系統的兼容性）

6 在建設自動(dòng)抄表系統的同時(shí)，應綜合考慮其它功能，如配電變壓器監測、防竊電、線(xiàn)損統計等

7 研究自動(dòng)抄表系統、計費收費系統、用電信息發(fā)布系統、用電信息查詢(xún)系統、以及用電交易系統（EDI的應用）的數據互聯(lián)和交換技術(shù)

8 研究抄表系統網(wǎng)絡(luò )的安全性。特別是當抄表系統與營(yíng)業(yè)計費系統及銀行系統聯(lián)網(wǎng)后，網(wǎng)絡(luò )安全性尤為重要