用電信息采集故障智能排查裝置的研制

梁朝暉 劉錦華

【摘 ?要】人們生活水平的提高，用電需求的不斷增多，促進(jìn)了我國電力產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。用電信息采集是實現(xiàn)營銷管理現(xiàn)代化、營銷服務(wù)智能化、智能用電服務(wù)體系和“大營銷”體系建設(shè)的基礎(chǔ)，同時也是提高用電管理水平，為用戶提供優(yōu)質(zhì)、高效服務(wù)的基本條件。如何維護(hù)和管理好電能信息采集設(shè)備，成為當(dāng)前供電企業(yè)提高采集成功率急須解決的問題。本文就用電信息采集故障智能排查裝置展開探討。

【關(guān)鍵詞】信息采集;故障;智能

引言

隨著電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的深入應(yīng)用和新業(yè)務(wù)的不斷增加，對現(xiàn)場采集設(shè)備運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性提出了更高的要求，采集設(shè)備故障的快速排查和快速定位是確保系統(tǒng)高效運(yùn)行的關(guān)鍵所在。

1用電信息采集系統(tǒng)相關(guān)概述

用電信息采集是電力營銷的重要工作內(nèi)容，為了保證電力營銷工作效率，將用電信息采集系統(tǒng)充分運(yùn)用于其中十分關(guān)鍵。想要保證用電信息采集系統(tǒng)的合理應(yīng)用，就需要充分了解用電信息采集系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容，以下對其進(jìn)行具體概述：首先，用電信息采集系統(tǒng)的定義。所謂用電信息采集系統(tǒng)就是運(yùn)用智能化技術(shù)、電子通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)自動化監(jiān)控和采集用戶用電信息的一種全新智能信息采集技術(shù)，也是運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展電力營銷的重要手段。其次，用電信息采集系統(tǒng)設(shè)計原則與組成結(jié)構(gòu)。當(dāng)前人們生活與工作當(dāng)中均離不開電力，用電需求也越來越大，采集用電信息是保證用電服務(wù)的關(guān)鍵，因此，在用電信息采集系統(tǒng)當(dāng)中，組成結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，主要包括信息通道、智能電表、采集終端等。在設(shè)計用電信息采集系統(tǒng)時，設(shè)計人員應(yīng)該充分遵循以客戶為主的原則、規(guī)范性原則、實用性原則、先進(jìn)性原則，明確設(shè)計用電信息采集系統(tǒng)的初衷和目的，從而更好的為用戶提供用電服務(wù)，促進(jìn)電力企業(yè)的發(fā)展。

2用電信息采集故障智能排查裝置系統(tǒng)設(shè)計

（1）總體設(shè)計。整套檢測裝置由用電信息采集故障排查主機(jī)、現(xiàn)場操作終端及相關(guān)檢測套線組成。主機(jī)具有單相表載波卡位和集中器載波模塊卡位，具有紅外通訊、R485通訊、RS232通訊、WIFI通訊端口，工作在臺區(qū)集中器側(cè)或臺區(qū)電能表側(cè)，轉(zhuǎn)發(fā)便攜終端下發(fā)的指令，抄讀臺區(qū)電能表數(shù)據(jù)，并把臺區(qū)電能表返回的數(shù)據(jù)上報至便攜終端。便攜終端安裝有控制軟件，工作在臺區(qū)集中器側(cè)或總表側(cè)，按照抄讀方案向主機(jī)下發(fā)指令，并接收主機(jī)上報的臺區(qū)表數(shù)據(jù)，從而完成數(shù)據(jù)分析處理和存儲。用電信息采集故障排查裝置設(shè)計原理如圖1所示。工控模塊為該裝置的核心設(shè)計平臺，工控模塊選型要求為：具有4路RS232通訊接口（TTL電平）、1路RS485接口、5吋觸摸功能顯示屏。圍繞工控模塊開展WIFI無線通訊模塊和紅外通訊轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)計、具有12V和5V電源輸出的可充電電池電路設(shè)計、單相電能表載波模塊和集中器載波模塊卡位電路設(shè)計，其中卡位電路的設(shè)計主要用于載波模塊故障判斷。工控模塊的第一串口和第二串口分別與被測電能表載波模塊和集中器載波模塊通訊，通過回環(huán)數(shù)據(jù)測試，快速判斷載波模塊是否正常，并可在現(xiàn)場直接進(jìn)行電能表載波通訊測試;第三路串口為紅外和RS485通訊共用，用于集中器和電能表RS485通訊接口異常判斷和紅外通訊收發(fā)數(shù)據(jù);第四路串口用于和集中器RS232通訊，設(shè)置和讀取臺區(qū)集中器中的相關(guān)參數(shù);無線WIFI通訊口用于和上位機(jī)連接，實現(xiàn)軟件控制，基于載波通訊進(jìn)行臺區(qū)電能表檔案核對及批量讀取電能表數(shù)據(jù)。

（2）載波模塊故障判別機(jī)理。在線檢測電網(wǎng)中電能表載波模塊時，裝置通過工控模塊外設(shè)觸摸屏對待測用戶電能表（測試前可通過手工輸入對應(yīng)用戶電能表的地址碼）下發(fā)載波抄讀命令，工控模塊通過第二串口，以RS232的通信方式，控制三相集中器載波模塊通過TXD_1，經(jīng)由A、B、C及N電力線路發(fā)出載波抄讀命令，如果RXD_1收到反饋抄讀信息，則判定被測的用戶電能表載波模塊正常;如果未收到，則判定存在異常。同時，可以設(shè)置載波抄讀命令的連發(fā)次數(shù)，例如連發(fā)三次，若連發(fā)三次都接收不到反饋抄讀信息，即判定被測的用戶電能表載波模塊異常。另外，在系統(tǒng)中設(shè)置HCPL-0600為光電耦合芯片，該芯片能正確控制LED燈的指示。當(dāng)載波信號發(fā)送成功時T-LED亮綠色，信號接收成功時R-LED亮紅色。通過離線方式對載波模塊進(jìn)行故障判別時，將工控模塊的第一串口與待測用戶電能表載波模塊的相連，第二串口與集中器載波模塊相連，工控模塊通過第二串口向集中器載波模塊發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令，集中器載波模塊將指令通過載波通信方式發(fā)送給電能表載波模塊，電能表載波模塊將指令轉(zhuǎn)發(fā)給第一串口，第一串口依據(jù)指令回復(fù)采集數(shù)據(jù)，回復(fù)數(shù)據(jù)通過相反的路徑發(fā)送到第二串口，第二串口收到第一串口發(fā)出的數(shù)據(jù)，測試完成。（3）載波模塊卡位電路設(shè)計。集中器載波模塊卡位電路設(shè)計原理圖如圖2所示。其中，JZQ-ZBMK為集中器載波模塊的安裝卡位電路，RXD、TXD分別為載波信號接收和發(fā)送端口，D2和D3為穩(wěn)壓二極管起到保護(hù)作用。在裝置中設(shè)置集中器載波模塊卡位電路，工控模塊的第二串口連接該集中器載波模塊卡位電路，集中器載波模塊采用可插拔式設(shè)計，可更換與待測試電能表載波模塊相同型號的載波模塊。

3用電信息采集系統(tǒng)的發(fā)展前景

（1）用電費用風(fēng)險的有效控制。傳統(tǒng)的用電繳費方式都是根據(jù)所用電量進(jìn)行繳費，這種方式容易出現(xiàn)費用風(fēng)險。如果用電信息采集信息系統(tǒng)全面應(yīng)用后，可以實行先繳費后用電的形式，當(dāng)月沒用完的電費，可以在后期繼續(xù)使用。這樣一來可以較大程度上降低用電費用風(fēng)險。（2）高效的供電服務(wù)平臺。從用電信息采集系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r分析結(jié)果來看，未來的用電信息采集系統(tǒng)可以更加完善，滿足人們的用電要求，依托信息技術(shù)的發(fā)展，可以建立起相對集中的供電服務(wù)平臺。順應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展潮流，一切從用戶的用電需求出發(fā)建立起專業(yè)化的創(chuàng)新的管理服務(wù)模式。同時對相關(guān)工作人員進(jìn)行定期的專業(yè)培訓(xùn)，實現(xiàn)組織的巨大發(fā)展，能夠?qū)τ秒娗闆r進(jìn)行監(jiān)控，規(guī)范人們的用電行為，提高用電系統(tǒng)的服務(wù)品質(zhì)。（3）實現(xiàn)用電情況的實時監(jiān)控。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，相信信息采集系統(tǒng)在未來，可以對用電信息實現(xiàn)在線監(jiān)控，進(jìn)行在線監(jiān)核抄。智能化的信息采集系統(tǒng)能夠根據(jù)電力企業(yè)的用電、供電情況，排除一些不合格、不規(guī)范的工作行為，從而能夠高效及時的反映情況，從而提高抄核收的管理功能，用電的監(jiān)測系統(tǒng)對不良的用電行為進(jìn)行記錄，打擊一些違規(guī)用電行為，實現(xiàn)安全、規(guī)范的用電環(huán)境。

結(jié)語

用電信息采集系統(tǒng)是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)，它的規(guī)范化、統(tǒng)一化是實現(xiàn)全面智能化電網(wǎng)的基礎(chǔ)保障。它是我國社會發(fā)展的社會產(chǎn)物，建立用電信息化平臺，對社會用電發(fā)揮著重要作用，是符合我國電網(wǎng)改革的需求，符合信息化時代的發(fā)展要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]張雁，牟興偉，馬元林.保護(hù)光電轉(zhuǎn)換裝置告警在線采集系統(tǒng)與保護(hù)通道故障自動分析定位方法研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2017，45（20）：158-163.

[2]夏澍，徐英成，王思麒，裴晨皓.變電站電能表二次回路故障辨識方法[J].電測與儀表，2017，54（11）：99-105.

[3]王鵬，傅子明，邱南陽，田欽瑜.基于物聯(lián)網(wǎng)的計量終端在線故障診斷系統(tǒng)[J].水電能源科學(xué)，2017，35（01）：196-199，114.

[4]譚慧敏，楊海平.基于VC++的熱量表故障排查系統(tǒng)[J].暖通空調(diào)，2017，47（4）：96-98.

（作者單位：國網(wǎng)陽泉供電公司）