摘要:該文主要講述了黑龍江省方正縣電業(yè)局大規(guī)模地在居民區(qū)應用低壓電力線遠程集中抄表系統(tǒng)的情況。
近幾年來，國家及電力部門投入了大量的人力、物力和財力，進行城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)建設改造。電力行業(yè)不斷的深入改革與發(fā)展，對用電營業(yè)管理工作提出了更高的要求。現(xiàn)代化的抄表方式也是優(yōu)質(zhì)服務必不可少的一種手段。
隨著黑龍江省于2004年4月1日實行同網(wǎng)同價以后，方正縣電業(yè)局對全縣122棟家屬樓進行了大規(guī)模的改造，應用了低壓電力線遠程集中抄表系統(tǒng)。截至目前，122棟家屬樓全部改造結束，共改造了19827戶，其中平房戶9800戶，樓房10027戶，88個臺區(qū)的改造工作，安裝集中器83臺，采集器2111臺。
1 基本工作原理
低壓電力線載波實現(xiàn)電能表數(shù)據(jù)通信的遠程抄表系統(tǒng)，載波集中器和多路載波終端內(nèi)含載波通信接口，通信接口通過N線和一根相線與電網(wǎng)相連。由于負載分布在不同的u、v、w三相上，因此多路載波終端需分別從u、v、w三相耦合信號，而對應的同一載波集中器則需通過開關，將信號分別地耦合到u、v、w三相上。一臺配電變壓器范圍內(nèi)用一臺載波集中器。而一臺載波集中器可帶256臺多路載波終端，可任意分布在三相上。
在電力線網(wǎng)絡中，不能直接傳輸數(shù)字信號，而是傳輸要經(jīng)過處理的模擬信號。這一處理過程即為調(diào)制，調(diào)制方式有移頻鍵控(FSK)及擴頻載波(SSC)方式。由于擴頻技術將信號加載到一個頻帶較寬載頻上，因此衰減較小，抗干擾能力強，可靠性高。
2 技術特點
2.1 擴頻調(diào)制載波通道
單芯片的擴展頻譜技術將信號加載到一個頻帶較寬的載頻上，使衰減較小，抗干擾能力強，對不同網(wǎng)絡的負載特性適用性更強，可靠性更高。
2.2 信號中繼技術
系統(tǒng)中每一個多路載波終端上的載波通信模塊采用特殊設計鏈路功能，使其既具有支持本身多路載波終端通信功能，又能擔當整個載波網(wǎng)絡中的信號中繼單元，且中繼的級數(shù)沒有限制，有效地延長了系統(tǒng)的實際運行通信距離。
2.3 路由管理功能
根據(jù)實際網(wǎng)絡的負載情況，和信號衰減情況選擇適當?shù)耐ㄐ怕窂剑员ＷC整個系統(tǒng)的通信成功率。路由功能既可在上位機人工實現(xiàn)，也可在載波集中器處自動實現(xiàn)，一旦通信成功，系統(tǒng)自動記錄成功通信路徑，保證下次通信。
2.4 三相電源自動切換
初次運行時記錄不同相線上分布的多路載波終端號，當要求對某臺多路載波終端通信時，自動將信號加載到該相上完成通信。
3 可擴充性及兼容性
·對于某些工業(yè)用戶，重要或特殊的用電區(qū)，可以方便地在系統(tǒng)相關部分加裝傳感器組件,以及功率控制組件等，以對用戶和線路的電力負荷進行遙測、遙控，實現(xiàn)電力自動化管理，提高電網(wǎng)經(jīng)濟效益。
·本系統(tǒng)支持各種不同型號的機械、電子脈沖電能表及其他輸出脈沖量的采集裝置。
4 防雷擊、抗干擾措施
4.1防雷擊措施
·在低壓用戶終端內(nèi)部設有共模抑制線圈和壓敏電阻組成的浪涌電壓吸收電路；內(nèi)部工作電源入口和用戶脈沖接口電路中使用了加有瞬變電壓抑制器件，有效防止經(jīng)由電源回路和外部脈沖接口串入的雷擊干擾；監(jiān)控MCU的電源經(jīng)過濾波后，單獨進一步防止雷擊對整機的影響。
·中壓耦合設備中的耦合電容和結合濾波器在耐壓參數(shù)選擇上留有較大裕量；結合濾波器輸入端帶有一個內(nèi)置大容量金屬氧化物避雷器；結合濾波器的輸入和輸出端完全依靠磁耦合方式傳遞信號。以上的措施可以有效地衰減和隔離雷擊脈沖的影響。
·在中壓側主電路接口部分中使用了具有一定耐壓等級的隔離變壓器；同時在這些隔離變壓器后端使用的器件均考慮到適當?shù)哪蛪旱燃墶?nbsp;
·使用了具有較好EMI性能的開關電源。
4.2 抗干擾措施
·為了減少各個電路部分相互之間的串擾，在具體的硬件電路布局中，合理劃分了弱信號電路，強信號電路，以及合理劃分了數(shù)字電路部分和模擬電路部分。
·對于模擬信號輸出和輸入口均采用磁路耦合方式進行隔離，同時對于輸入信號使用了具有高帶外衰減系數(shù)的無源帶通濾波器。
·對于外部數(shù)字信號接口電路部分，使用了具有良好電磁兼容性能IC，同時對端口添加相應的保護器件。
5 抄表軟件
該軟件是基于載波芯片及其它相關系列硬件產(chǎn)品開發(fā)成的軟件系統(tǒng)，它實現(xiàn)了PC端(操作員)與集抄硬件直接交互數(shù)據(jù)接收(實時)有關電能表指示數(shù)、狀態(tài)等數(shù)據(jù)，發(fā)送指定的電能表號及相關數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)了操作員對遠程電能表實時監(jiān)視、控制。在更深一層上則實現(xiàn)了提供大量可靠參數(shù)信息供操作員，對供電情況及用電情況進行實時分析。在大量減少抄表人員的前提下，提高了供、用電服務質(zhì)量，并可降低供電成本(降低線損、防止竊電等)，提高經(jīng)濟效益。
6 功能特點
·軟件平臺:Windows9X、WindowsNT4.0中文軟件平臺;
·兼容性:采用通用數(shù)據(jù)庫，可與其他系統(tǒng)方便對接；
·隨時查詢或設置前置機定時自動采集數(shù)據(jù)的時間起點、間隔和數(shù)據(jù)類型等；
·隨時或定時查詢?nèi)我怆娔鼙韮?nèi)實時數(shù)據(jù)或前置機內(nèi)所保存的歷史數(shù)據(jù)(包括電量、需量、瞬間量、失壓、報警等數(shù)據(jù))，并按用戶要求對抄錄的原始數(shù)據(jù)進行保存和管理；
·隨時查詢或設置遠方電能表時鐘和參數(shù)；
·按用戶要求，建立電能表的管理臺賬；
·按用戶要求，生成有關數(shù)據(jù)庫，繪制成各類統(tǒng)計報表，按需要打印各類報表；
·對數(shù)據(jù)進行換算、統(tǒng)計、分析,繪制功率、電壓、電流曲線作平衡分析,為決策者提供依據(jù)。
7 優(yōu)缺點分析
7.1 優(yōu)點
·將結果以各種統(tǒng)計報表、圖示等形式報告給用電管理部門。能自動計算電費，生成報表，可與銀行微機系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，還可實現(xiàn)電費銀行自動劃撥。
·載波抄表率100%，并按規(guī)定間隔進行實時抄表。
·具有預付費跳閘功能，即預先買電，用完后自動跳閘。避免了“關系電”、“人情電”、“權力電”的發(fā)生。
·先進的信號采樣和數(shù)字信號處理技術，抗干擾能力強，脈沖記錄準確。
·停電后系統(tǒng)數(shù)據(jù)保持時間不少于2個月。
·時鐘誤差不大于1s/日。
·停電后時鐘運行時間不少于9年。
7.2 缺點
集中器只能局限于安裝在低壓配電變壓器的低壓側(附近或任何方便的地方)，并通過電力線匯集該配變下所有終端電能表的數(shù)據(jù)而不能安裝在高壓側上。這種缺點到目前為止，國內(nèi)尚沒有得到解決，甚至國際上也沒有得到解決，這是一個有待研究的問題。如果將來集中器能夠安裝在高壓側上，那么我們的遠程抄表將能更好的應用，而不必要一個配電變壓器范圍內(nèi)安裝一臺載波集中器。這將會大大的節(jié)省財力，得到更廣泛的運用。
8 取得的經(jīng)濟效益分析
通過一年多運行來看，取得的效果是明顯的。初步統(tǒng)計一下，如果按每人每月抄600戶，每人每月的工資按1000元計算(還需加上福利待遇、醫(yī)療保險、養(yǎng)老保險等)。
根據(jù)目前已改造的19827戶來看，可節(jié)省抄表人力33人，每年可節(jié)約資金40萬元，10年可節(jié)約資金400萬元。長此以往，效益是可觀的。
