低壓集抄通信故障檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)

錢(qián)滔

摘 要：近年來(lái)，科技迅猛發(fā)展，我國(guó)的電力行業(yè)的發(fā)展也有了改善。低壓集抄是計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的一部分，是指由計(jì)量自動(dòng)化主站通過(guò)遠(yuǎn)程通信信道集中抄讀多個(gè)電能表電能量記錄值信息的系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由電能表、采集器、集中器、通信信道和計(jì)量自動(dòng)化主站組成。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，目前可選用的通信手段很多，但沒(méi)有任何一種單一的通信手段能夠全面滿(mǎn)足不同應(yīng)用場(chǎng)景下信息傳輸?shù)乃俾?、通信成功率以及?shù)據(jù)響應(yīng)的實(shí)時(shí)性等要求，這些問(wèn)題制約著低壓集抄的建設(shè)和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：低壓集抄;通信故障;檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)

0引言

用電信息采集系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的可靠性、有效性、完備性，對(duì)智能電網(wǎng)發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維是保證集抄系統(tǒng)性能的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，當(dāng)前集抄系統(tǒng)的軟硬件方案發(fā)展迅速，提供了優(yōu)秀的通信性能，但是運(yùn)維環(huán)節(jié)仍然缺少有力的與之匹配的手段與工具，急需針對(duì)當(dāng)前的電網(wǎng)集抄方案開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一款能夠幫助現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員快速有效排除現(xiàn)場(chǎng)通信模塊問(wèn)題、集成度高的設(shè)備，進(jìn)一步提升現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員在故障檢測(cè)、故障原因確定方面的效率，同時(shí)也能進(jìn)一步降低運(yùn)維人員在檢修更先進(jìn)的集抄通信設(shè)備方面的難度。

1低壓集抄系統(tǒng)組成

低壓集抄系統(tǒng)主要由主站、集中器（載波/無(wú)線(xiàn)）、帶485通信的采集器（載波/無(wú)線(xiàn)）、帶485通信的智能電能表（載波/無(wú)線(xiàn)）四大部分組成。集中器數(shù)據(jù)可通過(guò)通信信道遠(yuǎn)距離傳送到主站計(jì)算機(jī)，如圖1所示。

1.1主站

主站指接入各類(lèi)計(jì)量自動(dòng)化終端的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在低壓電力用戶(hù)集中抄表系統(tǒng)中，主站包括前置機(jī)、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器三個(gè)部分，而前置機(jī)則是直接和集中器進(jìn)行通信的部分。

1.2Ⅰ型集中器（載波/微功率無(wú)線(xiàn)）

收集各類(lèi)采集器或電能表的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行儲(chǔ)存處理，同時(shí)能和主站或手持設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的設(shè)備，是低壓集抄系統(tǒng)重要的設(shè)備（管理1024只表）。

1.3Ⅱ型集中器

通過(guò)RS-485通信方式來(lái)實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的接收、存貯、統(tǒng)計(jì)與傳送等功能。通過(guò)GPRS/CDMA等方式與主站進(jìn)行通信。

1.4Ⅰ型采集器

抄收和暫存單只或多只電能表數(shù)據(jù)，并根據(jù)集中器的命令將儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)上傳給集中器。

1.5Ⅱ型采集器

直接轉(zhuǎn)發(fā)集中器和電能表之間的命令和數(shù)據(jù)。

1.6智能電能表（載波/微功率無(wú)線(xiàn)/RS-485）

正向、反向有功電能計(jì)量及分時(shí)計(jì)量;測(cè)量、顯示當(dāng)前電能表的電壓、電流、功率、功率因數(shù)等運(yùn)行參數(shù);遠(yuǎn)程拉合閘功能。

2相關(guān)重要性

針對(duì)集抄系統(tǒng)常見(jiàn)故障與問(wèn)題，許多研究學(xué)者進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)故障的檢測(cè)和解決給出了一些方法。但是這些解決方法中并未提及針對(duì)運(yùn)維環(huán)節(jié)故障檢測(cè)工具設(shè)備的設(shè)計(jì)與采用，最主要的是，其中所涉及的一些故障處理與檢測(cè)方法并非最優(yōu)并且需要運(yùn)維人員學(xué)習(xí)了解不同廠(chǎng)家的模塊工作原理、參數(shù)配置等，對(duì)運(yùn)維人員的要求較高。此外，針對(duì)不同的檢修方案，運(yùn)維人員需要攜帶不同的故障檢測(cè)工具，大大降低了運(yùn)維人員的工作效率。為了進(jìn)一步解決運(yùn)維人員處理集抄通信故障問(wèn)題效率低的問(wèn)題，本文中針對(duì)低壓集抄系統(tǒng)通信故障的檢測(cè)，設(shè)計(jì)了一套更為規(guī)范、便捷、快速有效的故障檢測(cè)運(yùn)維設(shè)備。該設(shè)備采用通用MCU芯片，高度集成不同廠(chǎng)家載波模塊的設(shè)計(jì)方案，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同廠(chǎng)家集抄通信系統(tǒng)中單相載波通信模塊、三相載波通信模塊、485通信模塊、GPRS模塊的故障檢測(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)供電狀態(tài)、引腳狀態(tài)以及通信故障的檢測(cè)。此檢測(cè)設(shè)備集成度高，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)集抄通信設(shè)備故障時(shí)，采用此設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，能夠快速為現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員提供更為直觀(guān)的檢測(cè)結(jié)果;同時(shí)，此設(shè)備設(shè)計(jì)便攜性高，避免了現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員多種工具同時(shí)攜帶的負(fù)擔(dān)。采用專(zhuān)用的故障檢測(cè)裝置進(jìn)行故障檢測(cè)，可以有針對(duì)性確認(rèn)當(dāng)前故障原因，避免盲目更換模塊帶來(lái)的資產(chǎn)維護(hù)成本的提升，整體上提升了運(yùn)維效率降低了運(yùn)維成本，同時(shí)硬件設(shè)計(jì)上兼容不同廠(chǎng)家方案，運(yùn)維人員無(wú)需同時(shí)了解不同廠(chǎng)家的設(shè)計(jì)，只需要按照本設(shè)備操作要求進(jìn)行檢測(cè)即可，減少運(yùn)維人員誤操作風(fēng)險(xiǎn)。

3低壓集抄的應(yīng)用

在以往的抄表作業(yè)中，非常依賴(lài)于人工的操作，這樣的抄表過(guò)程成本較高，而且人為造成的失誤較多，對(duì)于當(dāng)前的電力領(lǐng)域不再適用，尤其是電力營(yíng)銷(xiāo)的重要性逐漸增強(qiáng)，成為電力發(fā)展的關(guān)鍵動(dòng)力，人工抄表在效率和質(zhì)量方面都無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)狀。但是低壓集抄的出現(xiàn)和成熟應(yīng)用徹底更新了抄表方式，更為關(guān)鍵的是由此形成了完整的低壓集抄系統(tǒng)，不僅發(fā)揮了基本的抄表功能，在系統(tǒng)的運(yùn)作中，將用電中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)加以整合與應(yīng)用，這對(duì)于強(qiáng)化電力網(wǎng)絡(luò)的管理非常必要，尤其是降低線(xiàn)損問(wèn)題，優(yōu)化了電網(wǎng)的整體運(yùn)作。具體到電力營(yíng)銷(xiāo)的方面，集抄技術(shù)中所包含的網(wǎng)絡(luò)通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠保障對(duì)于用電情況的監(jiān)管，然后在大數(shù)據(jù)處理的前提下，從中整合出有價(jià)值的用電數(shù)據(jù)，支持電力營(yíng)銷(xiāo)工作，保障電力營(yíng)銷(xiāo)的針對(duì)性和有效性，具體體現(xiàn)為下述幾點(diǎn)促進(jìn)作用：一是基于集抄系統(tǒng)功能的成熟，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于用電情況的監(jiān)管，在監(jiān)控環(huán)節(jié)能夠自主判定用電中的異常，比如接地問(wèn)題或者是電表故障，就可以以警報(bào)的形式作出系統(tǒng)提醒，支持對(duì)于電能表的技術(shù)檢修工作。二是在以往的人工抄表模式中，用戶(hù)在電費(fèi)繳納方面并不積極，也不太關(guān)注電費(fèi)繳納的問(wèn)題，不利于電力營(yíng)銷(xiāo)管理。但在低壓集抄系統(tǒng)的支持下，相當(dāng)于將用電費(fèi)繳納的主動(dòng)權(quán)交給了用戶(hù)，如果用戶(hù)的電費(fèi)不足，就會(huì)及時(shí)警報(bào)提醒，并且在電表中為用戶(hù)預(yù)留一定度數(shù)的電能，督促用戶(hù)自主繳納電費(fèi)，一旦用戶(hù)存在電費(fèi)拖欠，就可以按照系統(tǒng)設(shè)置自動(dòng)停電，同時(shí)將停電與欠費(fèi)的信息傳輸給用戶(hù)，這是防范電費(fèi)拖延的關(guān)鍵技術(shù)手段。三是在整個(gè)集抄系統(tǒng)中，完成自動(dòng)抄表只是最基本的功能，還可以借助于相關(guān)技術(shù)操作來(lái)強(qiáng)化優(yōu)勢(shì)服務(wù)，比如在出現(xiàn)運(yùn)行故障時(shí)，系統(tǒng)就能夠集中調(diào)取用戶(hù)的信息狀況，比如用電情況和是否有欠費(fèi)行為等，根據(jù)這樣的有效資料為用戶(hù)提供有針對(duì)性的服務(wù)，保障服務(wù)的品質(zhì)和有效性。另外，除了大量的個(gè)體用戶(hù)之外，企業(yè)用戶(hù)的用電狀況較為復(fù)雜，在用電量和繳費(fèi)數(shù)額方面都要高出很多，為了擴(kuò)展?fàn)I銷(xiāo)的有效性，就可以借助于低壓集抄系統(tǒng)提升對(duì)于各個(gè)用戶(hù)的監(jiān)管，為大型的用戶(hù)構(gòu)建專(zhuān)門(mén)的檔案，借助于大數(shù)據(jù)來(lái)分析用戶(hù)的用電詳情和趨勢(shì)，盡量在節(jié)能的前提下，為用戶(hù)供應(yīng)足夠的電能資源。

4結(jié)語(yǔ)

為使得現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員能夠更為直觀(guān)、快速地確認(rèn)故障原因、提升運(yùn)維效率，該設(shè)備設(shè)計(jì)了顯示單元能夠清晰展示測(cè)試結(jié)果。此外，該設(shè)備便攜性高，且操作簡(jiǎn)單，不僅可以避免現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員同時(shí)攜帶多種工具的負(fù)擔(dān)，也可減少由運(yùn)維人員帶來(lái)誤操作的風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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