自动抄表系统的技术介绍和系统构成

一、概述

应用自动抄表系统的意义
 
自动抄表集计算机技术、通信技术、用电及计量技术于一体，具有抄收速度快，计算精度高，抄表同时性好，可直接与营业计算机联网等突出的优点。采用自动抄表系统可以缓解抄表人员的劳动强度、降低人为因素造成的抄表误差、并能迅速地统计低压实时线损，降低用电成本，同时对于加强用电管理、防止国家电力资源的大量流失、杜绝贪污腐败现象都具有积极的意义。
 
自动抄表系统的发展现状
 
国家电力公司要求所有抄表装置必须通过检测，方能投入运行。
 
检测按照电力行业标准DL/T 698-1999 “低压电力用户集中抄表系统技术条件”进行
 
电力部质检中心配用电自动化检测站经国家质检总局授权负责配电及抄表产品的检测
 
国内生产自动抄表的厂家超过150家
 
通过电力工业部电力设备及仪表检测中心检测的厂家接近100家
 
受理的专利超过165项
 
据不完全统计，安装的自动抄表用户超过250万户
 
抄表技术多样化：总线、载波、红外、工频、超窄带（UNB）
 
抄表方式多样化：单表、多表
 
系统功能逐步完善：除抄表外，还具有线损统计、用电考核、远程控制、自动收费并与银行联网等
 
二、抄表系统的构成
 

 
三、 485总线方式自动抄表系统
 
485总线方式自动抄表系统
 
485总线方式抄表系统主要由电能表、采集器、集中器、数据信道机以及主台计算机组成。
 
485总线抄表系统应用方式如下：
 
单485总线系统
 
双485总线系统
 

 
单485总线抄表系统的优点
 
技术简单、成熟，易于实现；对全电子式电能表，无须改造；总线传输速率高，可靠性高
 
采用相应的信道编码技术，网线的合理配置，可使抄收率和数据可用率达到两个100%
 
采用多块表集中抄收的方式降低了每户成本，同时也降低了整个系统造价
 
单485总线抄表系统的缺点
 
施工布线工作量大，网线易受人为破坏
 
线路损坏后，故障点不易查找
 
易受雷击和过电压的影响
 
单485总线抄表系统的应用范围
 
该系统适用于城市居民小区和较密集的商住楼，且电能表已安装在集中式表箱中。
3.2 双485总线抄表系统的结构 
 

 
双485总线抄表系统的优缺点
 
优点
 
采用了双485总线结构，故数据传输速率高，可靠性高，又因为电能表采用内置式485转换模块，脉冲传输更为可靠
 
缺点
 
施工布线工作量大，网线易受人为破坏
 
四、载波抄表系统
 
4.1 低压电力线的基本传输 特性以及通信技术
 
低压电力线的基本传输特性
 
影响电力线载波传输质量的两个因素
 
电力网络的阻抗特性及其衰减，制约着信号的传输距离
 
噪声干扰，决定着数据传输的质量
 
主要的电力线载波技术
 
窄带电力线载波技术主要有：
 
模拟的 FM
 
数字的 FSK
 
数字的 QPSK
 
扩频技术主要有：
 
直接序列扩频 DS
 
跳频 FH
 
线性调频 Chirp
 
4.2 单表载波模块的抄表系统
 

 
图4 单表载波抄表系统示意图
 
单表载波模块抄表系统的优点
 
充分利用电力线资源，无须重新布线，技术先进，是抄表技术的发展方向。
 
单表载波模块抄表系统的缺点
 
高频载波信号只能在一个台区内传输，无法跨台区传送信号
 
载波信号易受干扰，实现全天候对电能表的可靠抄收比较困难
 
由于单表模块尺寸和成本的限制，使得在软件和硬件上，很难进一步提高模块的可靠性和稳定性
4.3 多表一个采集器的载波 抄表方式
 
抄表方式类似于485总线的抄表方式，多块电能表共用1个采集器。唯一不同的是采集终端（模块）与集中器之间的通信不是采用485双绞线，而是通过低压电力线实现载波通信。
 
五、其它特殊自动 抄表系统
 
5.1 超窄带（UNB）载波抄表 系统（跨台区单表载波）
 

 
图5 UNB载波抄表系统示意图
 
5.2 红外抄表系统
 
系统由主站、红外掌上机、采集器和电能表构成，采集器完成对某一表箱中的所有电表的电量采集，不设集中器，也不需要通信线路，抄表时由工作人员到现场，用掌上机抄收采集器中存储的电能表数据，然后返回主站，将掌上机中已抄收的电能表数据通过RS232口，传送到主站计算机。
 
5.3 配变抄表系统
 
系统由主站、信道、抄表终端和配变总表构成。
 
该系统主要实现对配电变压器总表电能量的抄收，抄表终端可以直接采集电能表的脉冲信号，也可抄收多功能电能表的数据，并通过通信线路和设备将所抄数据传送到主站中。信道一般采用公用电话网(PSTN)，也可采用其他通信信道，如无线电、光纤、载波等。
 
5.4 工频抄表系统
 
工频抄表系统类似于超窄带抄表系统，不过它使用的是通过工频过零点进行调制的载波通信技术，相比超窄带抄表系统而言，易受谐波干扰的影响，且需要较大的注入功率，但传输速率比超窄带抄表系统高。
 
六、自动抄表系统的模式探讨
 
1 对于电能表已经集中安装的居民小区和密集住宅区，宜选用485总线或“多表一个采集器”的载波方式，或两者混合方式组建自动抄表系统
 
2 对于电能表已经集中安装，但居民楼比较松散的居民区，宜采用“多表一个采集器”的载波抄表方式
 
3 对于电能表没有集中安装的居民区，宜采用“一表一个采集器”的即单表载波抄收方式
 
4 对于新建小区或者其它不允许布线的地区，宜采用单表载波方式
 
5 对于农村地区，由于情况比较复杂，应因地制宜选择恰当的自动抄收方式，如：杆下红外抄收，载波抄收，485总线方式抄收等
 
6 积极采用新的自动抄表技术和传输技术组建自动抄表系统（如超窄带载波抄表系统等）
 
七、关于推广自动抄表系统的建议
 
1 我国自动抄表系统经过多年的发展和应用，已经形成了具有自己特色的自动抄表技术，总体上已达到国际先进水平，可以满足实用化的要求
 
2 我国已经形成了以载波抄表为主，多种抄表技术并存的格局，产品的多样化已经基本上可以满足国内不同地区的自动抄表需求
 
3 自动抄表系统的实施应遵从先试点，后推广的方针
 
4 由于国内生产自动抄表系统的厂家众多，供电企业在选择自动抄表系统时应根据自己的实际条件及要求，谨慎选择相应的产品
 
5 国家主管部门应加强宏观指导和行业指导，制定相应的通信规约标准，提高各厂家产品的兼容性(特别是主站系统的兼容性）
 
6 在建设自动抄表系统的同时，应综合考虑其它功能，如配电变压器监测、防窃电、线损统计等
 
7 研究自动抄表系统、计费收费系统、用电信息发布系统、用电信息查询系统、以及用电交易系统（EDI的应用）的数据互联和交换技术
 
8 研究抄表系统网络的安全性。特别是当抄表系统与营业计费系统及银行系统联网后，网络安全性尤为重要