電能計量與遠程抄表研究

趙必順

摘 要：作為電力系統重要一環的電能計量集抄系統充分發揮其實時性、準確性、效率性的優勢，為社會、企業、經濟高效發展奠定了基礎，因此成為用電和配電領域研究的新課題。該文分析了電能計量和遠程集抄的組成及優勢、措施等，為電能計量系統的進一步發展提供理論基礎。

關鍵詞：電能計量 電能表 遠程抄表 預付費

中圖分類號：TM764 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（a）-0156-02

在高速發展的經濟時代，電力在人們生活和社會企業中的作用也是越發重要，而作為電力系統重要一環的電能計量自然也不容小覷。相較于傳統的電量結算，電能計量集抄系統規避了其在實時、準確、效率和應用性方面的不足，采用智能電表對電能數據自動采集和傳輸處理[1]。

電能計量遠程集抄系統的主要功能體現在兩方面，首先是計量功能，即電能表在安裝采集模塊后可以對正向和反向有功電能進行計量，在正反向切換、時段切換以及通信切換時，都能保證正確的脈沖累計，同時其可以儲存一段時間的凍結數據并保證斷電時也會儲存一段時間而不丟失。其次是遠程抄表的功能，即在自動集抄系統的作用下，不需要人員操作，在設定的自動抄表時間間隔和設定的抄收間隔下，根據電表地址自動收集累計電能量并進行存儲，其實時性和準確性是人工抄表所不具有的。

1 電能計量

電力商品，在市場交易過程中必須保證公平、公開、公正的原則，而保證的前提是在電力系統中建立準確、有效、現代化的電能計量系統。而作為專用來測量電能量的電能表成為了電能計量中最基礎和重要的部分。在電能交易的過程中，涉及到生產、運輸和銷售環節，如何保證在通過這些環節的多級功率傳輸后還能對電能進行準確的計量，在每個環節不同位置都需要配置電能計量裝置就成為必備條件。

1.1 電能表分類

作為電能計量基礎設備的電能表，按不同的分類方法可分為不同的種類。如分為直流和交流電能表（按電路分類）或單相、三相三線和三相四線電能表（按相線分類）或機械式和電子式電能表（按工作原理分類）。這其中，比較常見的分類是電子和機械式分類。而機械式電能表又分為感應式電能表、磁電式電能表、電動式電能表。感應式電能表是較常用的一種。按工頻正弦波設計的感應式電能表在出現諧波時會產生誤差，只能確保較好的性能出現在很窄的工頻范圍頻帶內。因此在電能計量準確度要求越來越高而微電子和單片機應用技術越來越普及的條件下，電子式電能表逐漸取代了感應式電能表并快速發展。

1.2 電子式電能表的優勢

相較于感應式電能表，電子式電能表具有多方面的優勢。首先，在開發了單片機程序軟件后，電子式電能表不僅具有遠程集中抄表、預付費等功能，在復費率、正反向有功等方面功能也可實現。還可通過減少表的數量來使二次回路壓降降低，保證了計量準確性；其次，相比較于容易磨損而導致誤差的感應式電能表，電子式電能表的準確度等級明顯要高（通過補償）；再次，相比較于感應式的大變化誤差曲線，電子式電能表的啟動電流小，靈敏度高，誤差穩定性好（誤差曲線在全負荷范圍內近似為直線）；最后，電子式電能表還有受外磁場作用影響小、安裝小巧方便（因為是靜止式不需要旋擰）、強的過載能力以及強的防竊電能力等優勢。

1.3 電能計量裝置的規范

作為用戶受電設備的電量計量裝置，在使用過程中一旦出現誤差必然會影響用戶使用和企業政府的發展，所以采取一定措施規范電能計量裝置并糾正誤差是保證電能計量準確性和穩定性的必要保證。主要從以下幾個方面來采取措施：首先是規范電能計量表的安裝。在安裝前充分了解、合理選擇電能計量表，并仔細勘探現場環境并按國家行業標準和規范位置來安裝電能表，做好防水防塵處理工作。安裝完成后要做好電能表的調試和測試工作，及時發現問題并改善，使其安裝有效性得到切實保障。其次是根據實際額定電流合理選擇適合的電流互感器，避免熱損現象，保證系統的正常運行。再次是在系統投運前通過檢查二次回路接線是否異常和實際運行下的現場電能計量裝置的性能情況，來確保其可靠性。在檢查過程中需有專業人員操作專用檢驗儀表或設備，在嚴格執行相關規范文件如（電業安全工作規程、電能計量裝置技術管理規程、電能計量裝置校驗規程等）的條件下進行。最后是對電能計量裝置的日常監控和分析要加強，必要時要采取績效考核的措施。

2 遠程集抄系統

2.1 遠程集抄系統組成

遠程集抄系統是通過對用戶電能計量信息用采集模塊進行采集后并通過各種傳輸方式如電力載波、無線和有線等將數據傳輸到主站的計算機上，進而達到遠程抄表、遠程控制的目的。遠程集抄不僅能保證計量數據抄錄的準確性，還具備監察用電異常、統計電量并分析負荷的曲線，進而對線損進行計算等功能。在此技術的基礎上，供電企業和用戶可進一步采用銀行劃撥的方式來進行收費和繳費，不僅提高了電力行業的技術水平，也提高了管理水平。

主站、信道、電能計量的采集終端和集中器等設備共同構成了遠程集抄系統。其中采集終端也可稱為采集模塊。由電能表和終端采集器形成的下行信道包括為RS485總線網和低壓電力線載波通訊網以及單導線脈沖采集幾種（按數據采集的媒介以及通訊方式分）。而由終端采集器和總站組成的上行信道則由電話網、有線電視網、光纖等有線方式，無線電臺、GPRS等無線方式以及紅外抄表系統等組成。其中無線電和低壓電力線載波在綜合了通信質量以及投資、施工等因素考慮之后，相比較其他方式是目前較常用的兩種。

2.2 遠程集抄的優勢和存在問題

遠程集抄具有實時、靈活、方便、快捷等優勢，具體來講，首先包括系統數據可實時采集并隨時收發，對用戶的用電情況和習慣可及時掌握；其次是正常運行后的系統基本可免維護（除了在更換設備時需要對參數重新設置外，其他無需變動）；除此之外它還具有方便的升級系統流程和自身自帶的遠程控制功能，以及多樣可供選擇的通訊方式等。

即便如此，遠程集抄抄表在使用過程中仍然存在各種問題，如系統不穩定、通信過程易受干擾，以及相鄰臺區的互相串擾等問題，其中常見的主要問題就是采集成功率低和集中器離線故障。因此在使用過程中不僅要對異常問題采取必要措施，也要加強日常維護和管理，從根源上避免問題發生，保證系統運行穩定。

3 預付費電能管理系統

階梯電價和不同計價方式在國家節能減排政策的推動下出現并給現在的電費管理系統提出了難題。為滿足這高要求的管理預付費電能管理系統應運而生，這種系統采用IC卡技術與電能表結合形成卡式預付費電能表，它的高效使用將會在降低電力企業的運營成本、減少用戶查表繳費的麻煩、提高電能使用的計劃性、降低電能浪費上發揮較大的作用。其優勢不僅體現在電費回收率的提高上，還對供電質量有明顯提高（平衡用電高低峰時期），促進良性循環的供電關系產生。另外還可避免偷電漏電以及分流反接等非法用電現象的發生，從根本上提高電力企業及政府的管理水平。

4 結語

文章主要介紹了電能計量遠程集抄系統的組成、分類和作用等。通過電能計量和遠程集抄的實現，既提高了電力企業的營銷管理水平，又滿足了用戶對用電服務方便公平的高要求。利用預付費技術手段，引導和保障了電能使用。今后的電能計量系統應進一步以智能化、標準化和網絡化為標志來發展。

參考文獻

[1] 林騫.電能計量管理體系及用電信息采集系統的研究與應用[D].山東大學，2014.

[2] 陳蔚玲.淺論遠程自動抄表系統應用[J].中國電力企業管理（農電），2015（1）：90-91.