電能計(jì)量自動(dòng)化終端維護(hù)處理方法

摘要：隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大以智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的使用勢(shì)在必行。文章從電能計(jì)量自動(dòng)化采集終端的基本簡(jiǎn)介入手，對(duì)終端常見的故障及處理方法進(jìn)行探討，從現(xiàn)場(chǎng)電能量采集終端以及低壓載波集中抄表技術(shù)等方面提出計(jì)量自動(dòng)化采集終端運(yùn)維方法，文章具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)；RS485通訊模塊；電能量采集終端；低壓載波抄表

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2014）15-0024-02

近年來，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的迅速擴(kuò)大，電網(wǎng)建設(shè)朝著大容量、高性能、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，各類用戶電能計(jì)量點(diǎn)不斷的增多，傳統(tǒng)的電能計(jì)量裝置進(jìn)行抄度計(jì)費(fèi)、現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)等工作時(shí)，一般由人工抄表記錄的方式，故障處理方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代化電能計(jì)量的管理要求，因此電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)也備受重視，并隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而不斷改進(jìn)。

1電能計(jì)量自動(dòng)化終端簡(jiǎn)介

1.1電能計(jì)量自動(dòng)化終端概述

在電能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中，電能量采集終端設(shè)備作為電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)重要的組成部分，它是介于計(jì)量主站與電能表之間的中間設(shè)備，主要由電能量數(shù)據(jù)采集、儲(chǔ)存、處理、長(zhǎng)時(shí)間保存、遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ艿脑O(shè)備組成。終端設(shè)備與主站共同構(gòu)成電能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，一般安裝在現(xiàn)場(chǎng)連接表計(jì)，進(jìn)行遠(yuǎn)方原始電量、負(fù)荷數(shù)據(jù)的采集和上傳。

電能量采集終端可以支持不同的通信端口以及多個(gè)不同主站同時(shí)通信，并具有按照不同主站的需求設(shè)置傳輸數(shù)據(jù)內(nèi)容的功能。采集終端內(nèi)含通訊模塊，按照不同的通訊方式，可分為GPFIS通訊模塊、FSK通訊模塊、CDMA通訊模塊、以及PSTN采集模塊等，電力企業(yè)可以根據(jù)自己的需要選擇所需模塊，國(guó)內(nèi)大多采用的模塊為RS485通訊模塊。

1.2電能計(jì)量自動(dòng)化終端的功能

電能計(jì)量采集終端的基本功能如下：

①可以完成對(duì)廠站電能量數(shù)據(jù)的高精度采集。一般采集周期可選擇1 min~24 h，采集終端可以按指定的時(shí)間起點(diǎn)、內(nèi)容傳送信息至主站；②可以按要求向主站傳送和存儲(chǔ)電表窗口電量、月凍結(jié)電量、需量、分時(shí)電量、電流、電壓、功率、電表內(nèi)事件記錄（如失壓、失流）及本身的事件記錄等信息；③可以接入多功能電子式電能表以及脈沖電能表。一般采用RS232或RS485方式接入多功能電子式電能表，無源脈沖輸入方式接入脈沖電能表。電能采集終端可以擴(kuò)展成幾路脈沖量輸入，也支持同時(shí)接入多塊多功能電子式電能表，對(duì)于國(guó)外品牌的多功能電能表，一般可擴(kuò)展為CS（電流環(huán)）接口；④可以接入廠站內(nèi)常用規(guī)約的多功能電子式電能表；⑤電能量采集終端數(shù)據(jù)有一定的存儲(chǔ)容量，可以將電能量數(shù)據(jù)保存相應(yīng)的天數(shù)。

2終端常見故障類型及處理方法

電能計(jì)量自動(dòng)化采集終端的故障處理指的是對(duì)運(yùn)行中，廠站與客戶采集終端出現(xiàn)的數(shù)據(jù)、功能故障進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理，進(jìn)而確保采集終端各項(xiàng)功能可以達(dá)到計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)的要求。按現(xiàn)場(chǎng)故障類型分為將終端故障分為三類，以下分別介紹。

2.1不能采集電表數(shù)據(jù)

2.1.1影響終端與電表的RS-485通信的常見因素

①硬件因素：終端485口故障、無電壓或電壓低；電表485口故障、無電壓或電壓低；通信線斷線或水晶頭壓接不良。②人為因素：終端或電表的485口端口接錯(cuò)位或接反；通信線極性接反。③參數(shù)設(shè)置因素：終端RS485通道號(hào)設(shè)錯(cuò)；終端測(cè)量點(diǎn)參數(shù)設(shè)錯(cuò)：包括測(cè)量點(diǎn)有效標(biāo)志、電表通信規(guī)約、電表通信波特率、電表通信地址、數(shù)據(jù)位、停止位、效驗(yàn)位等。

2.1.2故障處理步驟

檢查終端的計(jì)量點(diǎn)參數(shù)：檢查自動(dòng)化終端里相對(duì)應(yīng)的電表參數(shù)（表地址、波特率、規(guī)約、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗(yàn)位等）和現(xiàn)場(chǎng)電表參數(shù)是否一致。

檢查電表與終端485功能：首先，用萬用表直流電壓檔測(cè)量電表（終端）485口有沒有電壓。485口輸出一般在1.5~4.5 V之間，如果測(cè)量沒有電壓或電壓有異常，則可以初步判定為電表（終端）485口有問題；再通過電表廠家提供的讀表軟件或通過掌機(jī)在電表485口讀取電表的數(shù)據(jù)。如果可以讀到電表的數(shù)據(jù)，則證明電表的485口沒有問題，進(jìn)而證明終端485口有問題。

2.2終端不能上線

2.2.1終端不能上線故障分類

按終端通訊通道類型可分為終端不能通過電話通道（PSTN）上線及終端不能通過無線網(wǎng)絡(luò)上線。

對(duì)于終端不能通過電話通道（PSTN）上線的故障檢測(cè)應(yīng)通過以下三個(gè)步驟：①檢查通訊參數(shù)設(shè)置是否正確。②檢查電話通道是否正常。用萬用表直流檔測(cè)量電話通道的電壓是否有45~52 V。或接上電話機(jī)檢查是否能打進(jìn)、打出與通話質(zhì)量。③檢查防雷器是否正常。用萬用表直流檔測(cè)量經(jīng)防雷器的電話通道的電壓是否有45~52 V。

對(duì)于終端不能通過無線網(wǎng)絡(luò)上線的故障應(yīng)從以下幾個(gè)原因予以判斷：①安裝原因：SIM（UIM）卡接觸不好；天線松動(dòng)、安裝不到位或損壞；②無線運(yùn)營(yíng)商原因：信號(hào)未覆蓋或信號(hào)較弱；SIM（UIM）卡損壞、故障或后臺(tái)檔案問題等；③參數(shù)設(shè)置原因：主站通道與通訊參數(shù)設(shè)置問題；登陸模式問題（UDP與TCP）；終端邏輯地址設(shè)置錯(cuò)誤。

2.2.2故障處理方法

①檢查終端通訊參數(shù)。②檢查終端通訊模塊。③檢查SIM卡，SIM卡是否接觸不良，是否氧化。④檢查現(xiàn)場(chǎng)無線信號(hào)，信號(hào)較差，需更換外置天線，移動(dòng)外置天線位置。

2.3終端黑屏或白屏

對(duì)于該種故障，應(yīng)首先測(cè)量外接交流和直流電壓有沒有接入到裝置。如果介入，便能初步判斷為裝置本體的故障。

3計(jì)量自動(dòng)化采集終端的運(yùn)行和維護(hù)

3.1RS485總線在遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用

RS485總線作為現(xiàn)代通訊技術(shù)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之一，是工業(yè)應(yīng)用中非常成熟的技術(shù)。RS485總線使用一對(duì)雙絞線，即可很方便地實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)互連。RS485總線采用平衡發(fā)送及差分接收方式，其發(fā)送端輸出時(shí)，驅(qū)動(dòng)器將TTL電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)，而在接收端，接收器再將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成TTL電平，因此RS485總線具有抗共模干擾的能力。按照RS-485標(biāo)準(zhǔn)，如果數(shù)據(jù)傳送速率達(dá)100 kbit/s時(shí)，距離可長(zhǎng)達(dá)1 200 m。總線由兩個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)組成，即數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)集中器。在這種一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的連接中，數(shù)據(jù)集中器是主機(jī)（即上位機(jī)），數(shù)據(jù)采集器為從機(jī)（即下位機(jī)）。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

3.2終端與電能表計(jì)通訊不成功的排查方法

采集終端與電能表的連接圖如下圖2所示。

終端與電能表通訊不成功時(shí)，按照以下幾個(gè)步驟進(jìn)行排查。

①如果同一RS485接口上的全部表計(jì)均通信不成功，則需檢查終端接口以及該接口的RS485總線是否正常工作。先檢查終端RS485接口有無損壞，若其接口損壞，應(yīng)當(dāng)更換接口集成電路芯片；若RS485接口沒有損壞，則檢查接口處RS485總線有無斷線及接線錯(cuò)誤，尤其對(duì)于終端和表計(jì)遠(yuǎn)距離連接傳輸?shù)那闆r。

②若同一RS485接口的一些表計(jì)未能通信成功，則表明終端RS485接口和總線沒問題。此時(shí)，應(yīng)首先仔細(xì)檢查通信故障表計(jì)，看其參數(shù)設(shè)置是否正確，再仔細(xì)核對(duì)表計(jì)規(guī)約、波特率、地址等是不是與表計(jì)一樣；然后檢查電能表計(jì)接線與接口有無問題。

③當(dāng)表計(jì)通訊距離較遠(yuǎn)時(shí)，若通信時(shí)出現(xiàn)通信不穩(wěn)定的情況，應(yīng)從布線考慮開始考慮。重新檢查布線有沒有滿足要求，尤其是屏蔽層接地問題。若問題還是未能解決，可以采用通過給終端RS485口增加上下拉電阻，提高整個(gè)總線抗干擾能力的方法。

④如果一個(gè)RS485端口接入電能表計(jì)數(shù)目太多，則終端采集完該總線上所有表計(jì)所用時(shí)間可能會(huì)超過一輪抄表時(shí)間間隔，如此會(huì)使某幾個(gè)時(shí)間點(diǎn)上缺失數(shù)據(jù)，從而影響終端的采集完整率。

3.3低壓載波集中抄表技術(shù)在低壓集抄系統(tǒng)建設(shè)中的應(yīng)用

低壓集抄系統(tǒng)作為電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，其主要功能是采集低壓居民小區(qū)單相電子表。目前，由于低壓居民用戶數(shù)量多、分布廣，計(jì)量點(diǎn)周圍環(huán)境復(fù)雜，因此低壓集抄系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)程緩慢。建設(shè)低壓集抄系統(tǒng)的首要便是通訊方式的選擇，直接影響著系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。目前，低壓集抄系統(tǒng)中，常見的通訊網(wǎng)為有RS-485總線網(wǎng)以及低壓電力線載波通訊網(wǎng)。因?yàn)楣╇娖髽I(yè)控制電力線，如果電力線可以實(shí)現(xiàn)載波通訊，則不需要再投資鋪設(shè)通訊線路。可以很大程度節(jié)約資金，并且靈活地實(shí)現(xiàn)“即插即用”。因此，近年來低壓電力線載波通訊廣泛地低壓小區(qū)集抄系統(tǒng)。

4結(jié)語

伴隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)越來越普及，并隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展而不斷改進(jìn)，已然在我國(guó)電力系統(tǒng)中發(fā)揮著不可小覷的作用。電網(wǎng)的運(yùn)行要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，就要不斷推進(jìn)電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)，其終端的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工作也很重要，需要所有電力工作人員的共同努力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郭飛，陳根永，張德玲.基于RS485接口的電能計(jì)量數(shù)據(jù)采集[J].微計(jì)算機(jī)信息，2007，(22).

[2] 張海蓉.網(wǎng)絡(luò)電能表及其在配變遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].青海電力，2008，(1).

[3] 鄭龍.南方電網(wǎng)電能表應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)的研究[J].廣東電力，2009，(22).