淺談三種電能表的抄讀方式及其檢定情況

廣州供電局有限公司計量中心 陳 寧 張慧賢

1.引言

隨著電力工業(yè)的發(fā)展和電力商業(yè)化運行的需要，傳統(tǒng)的手工抄表，費時，費力，準確性和及時性得不到可靠的保障。數據的準確度和及時性，直接影響營銷及相關部門進行更深層次的分析，電力企業(yè)對電能表數據的自動抄讀和計量管理信息系統(tǒng)的應用日益重視。電能表數據自動抄讀的及時性和正確性直接影響到電力企業(yè)的工作成本和計費效率，因此隨著科技的不斷發(fā)展，越來越多的電能表數據抄讀技術被開發(fā)并投入使用。要配合的相應自動抄讀技術的使用，首先就需要電能表數據傳輸技術方面的相應發(fā)展。為配合多元化抄讀技術的試驗和實施，計量部在2009年檢定的單相電子式電能表就有RS-485接口單相電子式電能表、單相載波電子式電能表和單相無線電子式電能表。

2.三種單相電子式電能表的抄表方式

電能表的抄讀技術大致可以分為本地抄表技術和遠程抄表技術兩大類，這兩種抄表方式并不完全分立，在一個電力管理系統(tǒng)中是可以同時存在。就計量部2009年檢驗的三種單相電子式電能表而言，基本上都可以實現(xiàn)本地抄表和遠程抄表，在實際工作中這兩種方式各有側重，互為補充。

2.1 RS485接口單相電子式電能表抄表方式

廣州地區(qū)從2006年開始安裝RS485接口單相電子式電能表，至2009年底已完成了將近九十萬只電能表的檢定和配送工作，數十萬只電能表已經在現(xiàn)場投入運行，是廣州地區(qū)應用最為廣泛的單相電子式電能表，下文將從本地抄表和遠程抄表兩個方面進行分析。

2.1.1 本地抄表方式

RS485接口單相電子式電能表本地通信抄表技術，是利用RS485總線將小范圍的電表連接成網絡，通過紅外或RS485設備進行現(xiàn)場抄表。RS485技術是傳統(tǒng)的總線式聯(lián)網方案，該技術在多功能電能表和關口電能表中有較為廣泛的使用。其RS485抄表構成技術示意圖如圖1。

由采集器通過RS485網絡對電能表進行電量抄讀，并保存在采集其中，再由抄表器定期抄讀采集器內數據，抄表器與計算機管理系統(tǒng)進行通信，實現(xiàn)電量的最終抄讀。RS485抄表技術可以很容易和其他抄表手段相結合，能更有效的實現(xiàn)集中抄表目的。

2.1.2 RS485總線式遠方抄表系統(tǒng)

RS485總線式遠方抄表系統(tǒng)采用RS485網絡通信方式，相關技術在我國電力行業(yè)中有一定程度的使用。其系統(tǒng)構架框圖舉例如圖2所示。

抄表集中器通過RS485采集帶RS485接口的電能表電量，抄表集中器可通過RS485專線傳送給中繼器，由中繼器通過通信網絡將有關數據傳給中心計算機。總線式抄表系統(tǒng)的主要特點是數據通道穩(wěn)定，傳輸速率快，不受外界溫度等環(huán)境變量或負載變化的干擾，并能實時監(jiān)控電能表使用狀態(tài)，可遠程人工點擊軟件按鈕拉閘斷電和合閘送電，方便電路檢修。

2.2 單相載波電子式電能表抄表方式

電力載波通信是一個很早就已經提出并且已經應用的技術，最大的優(yōu)勢就是可以利用電力線網絡作為一種傳輸介質，抄表系統(tǒng)簡潔，成本低廉，如果技術成熟，將是電力抄表系統(tǒng)的最佳通信資源。單相載波電子式表是應用電力線載波通訊技術與電子電能計量技術研制的低壓電力線載波自動抄表電能表，其與電力線載波抄表集中器和中繼器及管理主站一同組成低壓電力線載波自動抄表系統(tǒng)，完成計量數據遠距離傳輸和通斷電控制功能。

載波抄表是通過中心計算機把信號發(fā)送到抄表集中器后，其通過電力線將信號發(fā)送到載波芯片，載波芯片動作后將數據通過電力線返回到抄表集中器存儲，中心計算機再從抄表集中器讀取數據，如圖3。

但由于載波式遠方抄表有線路阻抗無法匹配、線路衰減大、時變性和區(qū)域性大等問題，在實際使用中采用了過零點點至技術和直序擴頻通信技術等方法，為實現(xiàn)在低壓電力線上可靠傳輸數據而改進。低壓載波抄表技術及產品自90年代中期進入我國，經過多年的發(fā)展部分產品水平已達到實用要求，也已經部分地區(qū)居民用戶集抄中占有一定比例。

2.3 單相無線電子式電能表抄表方式

無線通信技術是傳統(tǒng)的數據抄收手段，該技術在多功能能電能表和關口電能表中有一定程度的使用，近年來因居民單相表計數量上的增加和對抄表及時性的要求，廣州地區(qū)也開始引進單相無線電子式電能表，該表可利用無線通訊技術與微機實現(xiàn)通訊，具有計量準確、通信可靠、抄表方便，可以遠程監(jiān)控、遠程維護。其工作技術構成如圖4。

無線抄表系統(tǒng)可以擺脫人工抄表的麻煩，利用數據通訊協(xié)議傳輸數據。可以很容易地和其他抄表手段相結合，能更有效的實現(xiàn)抄表目的。同時也可以通過現(xiàn)場通信手段的改造，較為容易地實現(xiàn)遠程抄表。

3.三種單相電子式電能表的檢定情況

3.1 RS485接口單相電子式電能表檢定情況

廣州城區(qū)自從2006年開始引入RS485接口單相電子式電能表，截止2009年底共對近九十萬只該類型電能表進行首檢工作，涉及的電能表生產廠家從原來的一家發(fā)展到2009年的六家，而歷年的首檢合格率如圖5所示，合格率都穩(wěn)定地保持在99.94%-99.95%，表示各廠家的RS485接口單相電子式電能表的生產工藝相對已經較為成熟，產品的技術參數都較為穩(wěn)定。

通過對在首檢過程中發(fā)現(xiàn)的505只故障電能表分析，并對其故障原因進行整理得下圖6。

由上圖可以看出電能測量基本誤差不合格占電能表故障原因的一半，經分析發(fā)現(xiàn)造成該情況主要牽涉到電能表內部的幾個元器件和組裝焊接工藝等方面；其次是直觀檢查和通電不合格項及多功能試驗不合格，涉及到電能表的外殼損壞、開路、485芯片故障等多個方面因素。

3.2 單相載波電子式電能表檢定情況

廣州地區(qū)從2009年開始引入單相載波電子式電能表，第一年度計劃共為4275只，其中首檢發(fā)現(xiàn)不合格電能表1只，合格率達到99.98%。不合格電能表的判定原因為“不發(fā)脈沖”，據分析是其內部電能計量專用芯片發(fā)生故障所致。

3.3 單相無線電子式電能表檢定情況

2009年廣州地區(qū)第一次購買了630只單相無線電子式電能表，其首檢合格率為100%，并未發(fā)現(xiàn)不合格電能表。

由于單相載波電子式電能表和單相無線電子式電能都是首次、而且是小批量進入廣州地區(qū)，因此其首檢量并未有足夠的代表性。但我們可以通過對上述三種單相電子式電能表的工作、特別是抄表方式的差異去進一步研究它們各自的技術特性，在其后的首檢過程中繼續(xù)有針對性地積累關鍵元器件的運行數據機故障情況，為日后的檢定及現(xiàn)場運行、電能數據抄讀等工作做好技術準備。

4.結束語

隨著電能計量的要求提高，電能表數據抄讀的技術發(fā)展，各種抄讀方法特別是居民用戶的遠程集中抄表技術將逐漸成熟，并將陸續(xù)投入實際運行中使用。因此可以預見的是，將會有更多帶有新抄讀方式的電能表進入廣州地區(qū)。作為電能表的首檢部門，除了要繼續(xù)提高自身對電能表本身技術參數的認識外，還應該對各種電能表運行和抄讀知識進行了解。只有明白電能表在運行中和抄讀中的工作原理和狀況，才能對每一個檢定項目的具體作用有清晰的了解，提高自身工作的認識和針對性。隨著社會的發(fā)展和用戶對電能要求的提高，電力供應部門也將要不斷提升自身的服務質量，電能表除了對電能進行計量外還將通過各種遠程抄錄數據方式對電網和用戶用電情況進行遠程監(jiān)控和管理，建立一個高效完善的電能計量管理信息系統(tǒng)。

[1]電子式標準電能表技術條件.DL/T 585-95.

[2]陳向群.電能計量——技能考核培訓教材[M].