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低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)在農(nóng)網(wǎng)的應(yīng)用論文
摘要：本文提出在農(nóng)村電網(wǎng)有條件的地方可優(yōu)先采用低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)。以DAX43型集中抄表系統(tǒng)為例，就其結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)功能、調(diào)試驗(yàn)收原則和應(yīng)用技術(shù)關(guān)鍵進(jìn)行了探討，以推動這項(xiàng)技術(shù)在農(nóng)村配電網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展。
關(guān)鍵詞：抄表系統(tǒng) 配電網(wǎng) 應(yīng)用
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
DAX43型集中抄表系統(tǒng)由電子式載波電能表、集中器、信道及管理主機(jī)等構(gòu)成；系統(tǒng)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(jī)之間目前采用電話線通訊方式。其主要結(jié)構(gòu)組成。
2 系統(tǒng)功能
(1) DAX43型集中抄表系統(tǒng)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(diào)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(fù)荷范圍寬、自身功耗低、升級換代便利等特點(diǎn)，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(shù)。在非傳輸狀態(tài)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(shù)據(jù)，存貯2個抄表日的表示數(shù)，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(shù)量小于1000塊時，集中器抄收間隔不大于35min，整點(diǎn)抄收數(shù)據(jù)可保存3個月。能夠在本地或遠(yuǎn)方設(shè)置各用戶電能表的電量底數(shù)、表常數(shù)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(biāo)準(zhǔn)的RS－232C及MODEM接口，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方全自動抄表或現(xiàn)場集中抄表。如需記錄6個及以上重要用戶的用電參數(shù)變化情況，可適當(dāng)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(tǒng)的中心管理平臺，它具有遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)用戶的信息檔案，通過通訊信道與遠(yuǎn)方集中器連接，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動抄表、檢測用電警示信息、凍結(jié)數(shù)據(jù)、通電斷電、自動校時、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)上傳等功能，可查詢、分析、打印抄表數(shù)據(jù)，系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的ACCESS數(shù)據(jù)庫接口，已與供電所計算機(jī)營銷管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鏈接，通過營銷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動計算電費(fèi)的全過程管理。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫單機(jī)板采用ACCESS或FOXPRO，網(wǎng)絡(luò)版采用SYBASE、SQLSERVER、DB2等。
(4) 系統(tǒng)可對單相用戶進(jìn)行遠(yuǎn)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(shè)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(shè)中間繼電器的方式完善出口控制回路。
(5) 抄表機(jī)與集中器配合可使集中抄表系統(tǒng)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(shí)現(xiàn)了串行通訊。抄表機(jī)可全抄上一時段集中器所抄全部或某一電能表的示數(shù)，抄指定電能表的當(dāng)前示數(shù)；可設(shè)置集中器時鐘、鎖定日期，設(shè)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(shù)據(jù)記錄，查詢或刪除某一電表或集中器的數(shù)據(jù)記錄；可將所抄電能表數(shù)據(jù)上報給管理主機(jī)，方便用戶在管理主機(jī)查詢修改數(shù)據(jù)，可從管理主機(jī)下載表地址、系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)庫及抄表機(jī)參數(shù)庫。
3 信道
(1) 受農(nóng)村配電網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)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(nóng)村配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)載波通訊方案，既可省去繁雜的施工布線，又可減少維護(hù)工作量，是低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)較為理想的通訊方式；DAX43型系統(tǒng)載波通訊頻率設(shè)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(tǒng)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。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(tǒng)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(shè)備長時間地處于發(fā)送狀態(tài)，增大系統(tǒng)整體功耗。DAX43系統(tǒng)的通訊速率通�？稍�300～600baud之間調(diào)整。
(3) 在電能表集中抄表系統(tǒng)信道規(guī)劃設(shè)計時，應(yīng)按照系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃，在主站端配置小型程控機(jī)(n≤32)，實(shí)現(xiàn)多個信道的集中管理；若農(nóng)村配電網(wǎng)有多個配變臺區(qū)，電能表集中抄表系統(tǒng)就必須就地配置2個及以上集中器時，應(yīng)增設(shè)通訊線路分配器(微型程控機(jī))，以降低系統(tǒng)通訊運(yùn)行成本。
4 系統(tǒng)檢驗(yàn)及現(xiàn)場驗(yàn)收
4.1 電子式電能表檢驗(yàn)
(1) 農(nóng)村配電網(wǎng)所用電子式載波電能表在現(xiàn)場安裝前，應(yīng)按照《電子式電能表檢定規(guī)程》(JJG596－1999)規(guī)定的項(xiàng)目，進(jìn)行工頻耐壓、絕緣電阻、功率消耗、停電數(shù)據(jù)保持、電源變化、結(jié)構(gòu)與通電檢查、啟動及潛動試驗(yàn)、校核計度器示數(shù)、確定電能測量基本誤差、確定電能測量標(biāo)準(zhǔn)偏差估計值、確定日計時誤差和時段投切誤差等項(xiàng)目檢測。
(2) 潛動(無負(fù)載狀態(tài))測試是電能表校驗(yàn)的重要項(xiàng)目，測試標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(guī)定的時間Δt內(nèi)，輸出脈沖不應(yīng)大于1個；其規(guī)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(fā)出的脈沖數(shù)/kW·h
m-測量相數(shù)
Un-參比電壓(V)
Imax-最大電流(A)
以規(guī)格為5(20)A、1級單相電能表為例，當(dāng)電能表脈沖常數(shù)C＝3200imp/kW·h、參比電壓為220V時，計算其潛動規(guī)定時間Δt為42.6min。
(3) 電能表精度校驗(yàn)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(shè)備連接可在以下兩種方式中選取一種。
VDD-檢測設(shè)備中微處理器的工作電源：VDD≤15V(DC)；R-上拉電阻：R≥20K。
4.2 現(xiàn)場驗(yàn)收原則
(1) 低壓用戶集中抄表系統(tǒng)運(yùn)行時間達(dá)到3個月及以上時，可組織現(xiàn)場驗(yàn)收；系統(tǒng)構(gòu)成要求采集模塊不得少于250臺，集中器與最遠(yuǎn)采集模塊之間的供電距離不少于300m，且運(yùn)行氣候環(huán)境及電源條件符合《低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)技術(shù)條件》(DL/T 698－1999)的相關(guān)規(guī)定。
(2) 主站、集中器、采集模塊現(xiàn)場驗(yàn)收要符合有關(guān)技術(shù)要求。
5 應(yīng)用技術(shù)關(guān)鍵
(1) 系統(tǒng)實(shí)用性。低壓用戶電能表集中抄表系統(tǒng)選型時應(yīng)注重實(shí)用性；避免一些科技含量雖高，但產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)，甚至結(jié)構(gòu)、可靠性都很差的產(chǎn)品被使用。要對產(chǎn)品的軟、硬件接口進(jìn)行技術(shù)分析，盡量在數(shù)據(jù)格式、通訊規(guī)約方面滿足現(xiàn)有或發(fā)展中的電力營銷管理軟件、MIS系統(tǒng)的要求；應(yīng)采用基于新型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的軟件，以提高系統(tǒng)分析、處理及管理數(shù)據(jù)的效能。從發(fā)展的眼光來看，系統(tǒng)宜融入電壓合格率、供電可靠性統(tǒng)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(nóng)村配電網(wǎng)絡(luò)資源，有利于電力企業(yè)運(yùn)營管理，具有廣闊的發(fā)展前景。但應(yīng)注重抑制低壓電力線干擾，提高系統(tǒng)通訊速率和可靠性的研究；應(yīng)統(tǒng)籌考慮低壓用戶集中抄表系統(tǒng)形成區(qū)域網(wǎng)絡(luò)時，集中器與主站之間通訊網(wǎng)絡(luò)的管理方式。
(3) 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)自動抄表數(shù)據(jù)的傳輸是發(fā)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(tǒng)中的應(yīng)用。采用當(dāng)前主流技術(shù)，按照功能實(shí)用、價格合理、維護(hù)方便的原則，選擇網(wǎng)絡(luò)型系統(tǒng)管理軟件是該領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的方向。
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