供電企業計量自動化系統的應用

摘要：計量自動化在電網企業中的應用范圍越來越廣泛，意義也越來越深遠。作為支撐智能電網之一的計量自動化系統在其中體現它的獨特意義。文中介紹計量自動化系統的現狀及在實際應用情況、故障處理等。

關鍵詞：計量自動化系統 電能量采集終端 RS485總線 通訊故障分析 低壓載波集中抄表

中圖分類號：TM933 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）09（c）-0096-01

計量自動化系統已覆蓋了電網全部變電站、地方電廠和專變用戶計量裝置。計量部門的主要工作是地網（廠站）遙測系統和專變用戶現場電能量采集設備的運行維護工作，也包括了終端的檢測動作。計量自動化系統在計量管理工作中的應用主要包括電量原始數據和負荷原始數據的遠程抄讀，并基于這些數據進行變電站報表功能應用、計量設備遠程監控、數據分析等工作，通過以上工作的開展大幅度減輕了變電站和供電公司抄表人員的工作量，同時通過設備監控可以及早發現設備缺陷，及時消除設備故障隱患，防止計量裝置故障運行時間過長，縮小故障影響范圍。

1 計量自動化系統工作的開展

由于計量點數量多且分部廣，計量自動化系統建設過程中遇到有較大的阻力。如現場終端安裝調試工作量大，遠程抄表通訊故障率高等問題，為了解決以上問題，計量部門想方設法對設備進行規范化管理，從源頭把關，加強室內配變終端、低壓集抄RS-485電能表及載波表計的校驗檢測力度。

2 計量自動化系統功能應用

（1）電能量采集終端

電能量采集終端設備是介于計量主站與電能表之間的中間設備。主要是用來進行電能量數據采集、處理、儲存、長時間保存、遠方傳輸的，一般安裝在現場與表計連接、對遠方原始電量、負荷數據進行采集和上傳。由于表計和終端的通訊方式林林種種，電能量采集終端必須具有豐富的電表規約庫，還要能同時支持國際DL/T-645通訊規約及多種電表規約。電能量采集終端支持以不同的通信端口和多個主站同時進行通信的功能，并且可以按照不同主站的要求設置相應的傳輸數據內容。其中有通訊模塊，根據通訊方式不同分為GPRS通訊模塊、CDMA通訊模塊、RS485通訊模塊、FSK通訊模塊、PSTN采集模塊等。電能量采集終端能完成對廠站電能數據的高精度采集，有一定的存儲容量，能將電量數據保存一定的天數。采集周期從1min～24h供選。可以按指定的起止時間、指定的內容向主站傳送信息。除了能存儲和傳送帶時標的電能量外，還能按要求傳送和存儲電壓、電流、功率、電表內事件記錄、電表內窗口電量、月凍結電量、分時電量、需量以及終端本身的事件記錄等信息。它還具備接入常用規約的多功能電子式電能表和脈沖電能表的功能。多功能電子式電能表接入時采用RS232或RS485的輸入方式。脈沖電能表采用無源脈沖輸入方式；電能采集終端可以幾路脈沖量輸入；多功能電子式電能表可以多塊電表接入；多功能電能表可擴展CS（電流環）接口。

（2）RS485總線

RS485總線是是現代通訊技術的工業標準之一。RS485總線用于多點互連，可以簡單地用一對雙絞線來實現。由于采用平衡發送和差分接收，即在發送端，驅動器將TTL電平信號轉換成差分信號輸出；在接收端，接收器將差分信號變成TTL電平，因此具有抗共模干擾的能力。根據RS-485標準，傳送數據速率達100kbit/s時，通訊距離可達1300m。RS485總線包括數據采集器和數據集中器兩個獨立的子系統。數據集中器在這種主從式的連接中是作為主機，數據采集器則為從機。拓撲結構網絡中只能有一個主設備，從設備只執行操作指令而不主動進行通訊。數據集中器作為主設備，主動發出一個指令開始通訊，即發送指令和數據，從設備數據采集器就隨時準備接應總線指令，回應數據集中器。

（3）通訊故障分析

終端與電能表的關系圖如下。

1）情況一：如圖，如果在同一層面的RS485接口上所有表計全部都通信不成功的話，則應該是終端接口和接口的RS485總線有異常。首先檢查終端RS485口是否損壞，如是，則需要更換RS485接口集成電路芯片。如不是，則檢查該接口RS485總線是否斷線或接線錯誤，特別是終端對表計遠距離接線傳輸的情況。2）情況二：如圖，如果在同一層面上的RS485接口上的個別表計通信不成功，則首先仔細檢查核對表計規約、地址、波特率等參數設置是否與表計一致。以及檢查表計接線及表計接口有損壞。3）情況三：通信不穩定。首先從布線考慮，在通訊距離較遠的前提下，重新檢查布線是否滿足要求，特別是屏蔽層接地問題。其次，通過在終端RS485口增加上下拉電阻來提高整個總線的抗干擾能力。4）情況四：數據缺失。RS485端口接入表計數目太多，則終端完整采集該總線上所有表計所用時間可能會超過一輪抄表時間間隔，這樣就導致了時間點上的數據缺失，影響終端的采集完整率。要解決這種情況，應盡量將電表平均接入每個RS485端口，電表所抄數據量以實際使用為標準。

（4）低壓載波集中抄表

低壓集抄系統主要是完成低壓居民小區單相電子表的采集。通訊方式的選擇直接關系到系統采集數據的穩定性。所以，具體采用何種通訊方式選擇時，需要綜合考慮系統覆蓋面、用戶的分布、數量、計量點周圍環境以及系統的擴展升級和兼容性問題。低壓集抄系統常見的有RS-485總線網和低壓電力線載波通訊網。隨著擴頻通訊技術的不斷推廣，低壓電力線載波通訊廣泛地應用于低壓小區集抄系統。利用低壓電力線作為自動抄表系統的底層數據通道，成本低、方便、準確。電網智能化的實現，離不開計量自動化的推廣運行。計量自動化系統為我們日常工作帶來了極大的便利，也給我們提供了堅實的數據基礎，我們必須加大力度，積極推廣及研發計量自動化系統新技術，確保在今后的工作中用好更好維護好系統。