淺談三種電能表的抄讀方式及其檢定情況

廣州供電局有限公司計量中心 陳 寧 張慧賢

1.引言

隨著電力工業(yè)的發(fā)展和電力商業(yè)化運(yùn)行的需要，傳統(tǒng)的手工抄表，費(fèi)時，費(fèi)力，準(zhǔn)確性和及時性得不到可靠的保障。數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和及時性，直接影響營銷及相關(guān)部門進(jìn)行更深層次的分析，電力企業(yè)對電能表數(shù)據(jù)的自動抄讀和計量管理信息系統(tǒng)的應(yīng)用日益重視。電能表數(shù)據(jù)自動抄讀的及時性和正確性直接影響到電力企業(yè)的工作成本和計費(fèi)效率，因此隨著科技的不斷發(fā)展，越來越多的電能表數(shù)據(jù)抄讀技術(shù)被開發(fā)并投入使用。要配合的相應(yīng)自動抄讀技術(shù)的使用，首先就需要電能表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)方面的相應(yīng)發(fā)展。為配合多元化抄讀技術(shù)的試驗(yàn)和實(shí)施，計量部在2009年檢定的單相電子式電能表就有RS-485接口單相電子式電能表、單相載波電子式電能表和單相無線電子式電能表。

2.三種單相電子式電能表的抄表方式

電能表的抄讀技術(shù)大致可以分為本地抄表技術(shù)和遠(yuǎn)程抄表技術(shù)兩大類，這兩種抄表方式并不完全分立，在一個電力管理系統(tǒng)中是可以同時存在。就計量部2009年檢驗(yàn)的三種單相電子式電能表而言，基本上都可以實(shí)現(xiàn)本地抄表和遠(yuǎn)程抄表，在實(shí)際工作中這兩種方式各有側(cè)重，互為補(bǔ)充。

2.1 RS485接口單相電子式電能表抄表方式

廣州地區(qū)從2006年開始安裝RS485接口單相電子式電能表，至2009年底已完成了將近九十萬只電能表的檢定和配送工作，數(shù)十萬只電能表已經(jīng)在現(xiàn)場投入運(yùn)行，是廣州地區(qū)應(yīng)用最為廣泛的單相電子式電能表，下文將從本地抄表和遠(yuǎn)程抄表兩個方面進(jìn)行分析。

2.1.1 本地抄表方式

RS485接口單相電子式電能表本地通信抄表技術(shù)，是利用RS485總線將小范圍的電表連接成網(wǎng)絡(luò)，通過紅外或RS485設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場抄表。RS485技術(shù)是傳統(tǒng)的總線式聯(lián)網(wǎng)方案，該技術(shù)在多功能電能表和關(guān)口電能表中有較為廣泛的使用。其RS485抄表構(gòu)成技術(shù)示意圖如圖1。

由采集器通過RS485網(wǎng)絡(luò)對電能表進(jìn)行電量抄讀，并保存在采集其中，再由抄表器定期抄讀采集器內(nèi)數(shù)據(jù)，抄表器與計算機(jī)管理系統(tǒng)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)電量的最終抄讀。RS485抄表技術(shù)可以很容易和其他抄表手段相結(jié)合，能更有效的實(shí)現(xiàn)集中抄表目的。

2.1.2 RS485總線式遠(yuǎn)方抄表系統(tǒng)

RS485總線式遠(yuǎn)方抄表系統(tǒng)采用RS485網(wǎng)絡(luò)通信方式，相關(guān)技術(shù)在我國電力行業(yè)中有一定程度的使用。其系統(tǒng)構(gòu)架框圖舉例如圖2所示。

抄表集中器通過RS485采集帶RS485接口的電能表電量，抄表集中器可通過RS485專線傳送給中繼器，由中繼器通過通信網(wǎng)絡(luò)將有關(guān)數(shù)據(jù)傳給中心計算機(jī)?？偩€式抄表系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是數(shù)據(jù)通道穩(wěn)定，傳輸速率快，不受外界溫度等環(huán)境變量或負(fù)載變化的干擾，并能實(shí)時監(jiān)控電能表使用狀態(tài)，可遠(yuǎn)程人工點(diǎn)擊軟件按鈕拉閘斷電和合閘送電，方便電路檢修。

2.2 單相載波電子式電能表抄表方式

電力載波通信是一個很早就已經(jīng)提出并且已經(jīng)應(yīng)用的技術(shù)，最大的優(yōu)勢就是可以利用電力線網(wǎng)絡(luò)作為一種傳輸介質(zhì)，抄表系統(tǒng)簡潔，成本低廉，如果技術(shù)成熟，將是電力抄表系統(tǒng)的最佳通信資源。單相載波電子式表是應(yīng)用電力線載波通訊技術(shù)與電子電能計量技術(shù)研制的低壓電力線載波自動抄表電能表，其與電力線載波抄表集中器和中繼器及管理主站一同組成低壓電力線載波自動抄表系統(tǒng)，完成計量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸和通斷電控制功能。

載波抄表是通過中心計算機(jī)把信號發(fā)送到抄表集中器后，其通過電力線將信號發(fā)送到載波芯片，載波芯片動作后將數(shù)據(jù)通過電力線返回到抄表集中器存儲，中心計算機(jī)再從抄表集中器讀取數(shù)據(jù)，如圖3。

但由于載波式遠(yuǎn)方抄表有線路阻抗無法匹配、線路衰減大、時變性和區(qū)域性大等問題，在實(shí)際使用中采用了過零點(diǎn)點(diǎn)至技術(shù)和直序擴(kuò)頻通信技術(shù)等方法，為實(shí)現(xiàn)在低壓電力線上可靠傳輸數(shù)據(jù)而改進(jìn)。低壓載波抄表技術(shù)及產(chǎn)品自90年代中期進(jìn)入我國，經(jīng)過多年的發(fā)展部分產(chǎn)品水平已達(dá)到實(shí)用要求，也已經(jīng)部分地區(qū)居民用戶集抄中占有一定比例。

2.3 單相無線電子式電能表抄表方式

無線通信技術(shù)是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)抄收手段，該技術(shù)在多功能能電能表和關(guān)口電能表中有一定程度的使用，近年來因居民單相表計數(shù)量上的增加和對抄表及時性的要求，廣州地區(qū)也開始引進(jìn)單相無線電子式電能表，該表可利用無線通訊技術(shù)與微機(jī)實(shí)現(xiàn)通訊，具有計量準(zhǔn)確、通信可靠、抄表方便，可以遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程維護(hù)。其工作技術(shù)構(gòu)成如圖4。

無線抄表系統(tǒng)可以擺脫人工抄表的麻煩，利用數(shù)據(jù)通訊協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)?？梢院苋菀椎睾推渌硎侄蜗嘟Y(jié)合，能更有效的實(shí)現(xiàn)抄表目的。同時也可以通過現(xiàn)場通信手段的改造，較為容易地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表。

3.三種單相電子式電能表的檢定情況

3.1 RS485接口單相電子式電能表檢定情況

廣州城區(qū)自從2006年開始引入RS485接口單相電子式電能表，截止2009年底共對近九十萬只該類型電能表進(jìn)行首檢工作，涉及的電能表生產(chǎn)廠家從原來的一家發(fā)展到2009年的六家，而歷年的首檢合格率如圖5所示，合格率都穩(wěn)定地保持在99.94%-99.95%，表示各廠家的RS485接口單相電子式電能表的生產(chǎn)工藝相對已經(jīng)較為成熟，產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)都較為穩(wěn)定。

通過對在首檢過程中發(fā)現(xiàn)的505只故障電能表分析，并對其故障原因進(jìn)行整理得下圖6。

由上圖可以看出電能測量基本誤差不合格占電能表故障原因的一半，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)造成該情況主要牽涉到電能表內(nèi)部的幾個元器件和組裝焊接工藝等方面；其次是直觀檢查和通電不合格項(xiàng)及多功能試驗(yàn)不合格，涉及到電能表的外殼損壞、開路、485芯片故障等多個方面因素。

3.2 單相載波電子式電能表檢定情況

廣州地區(qū)從2009年開始引入單相載波電子式電能表，第一年度計劃共為4275只，其中首檢發(fā)現(xiàn)不合格電能表1只，合格率達(dá)到99.98%。不合格電能表的判定原因?yàn)椤安话l(fā)脈沖”，據(jù)分析是其內(nèi)部電能計量專用芯片發(fā)生故障所致。

3.3 單相無線電子式電能表檢定情況

2009年廣州地區(qū)第一次購買了630只單相無線電子式電能表，其首檢合格率為100%，并未發(fā)現(xiàn)不合格電能表。

由于單相載波電子式電能表和單相無線電子式電能都是首次、而且是小批量進(jìn)入廣州地區(qū)，因此其首檢量并未有足夠的代表性。但我們可以通過對上述三種單相電子式電能表的工作、特別是抄表方式的差異去進(jìn)一步研究它們各自的技術(shù)特性，在其后的首檢過程中繼續(xù)有針對性地積累關(guān)鍵元器件的運(yùn)行數(shù)據(jù)機(jī)故障情況，為日后的檢定及現(xiàn)場運(yùn)行、電能數(shù)據(jù)抄讀等工作做好技術(shù)準(zhǔn)備。

4.結(jié)束語

隨著電能計量的要求提高，電能表數(shù)據(jù)抄讀的技術(shù)發(fā)展，各種抄讀方法特別是居民用戶的遠(yuǎn)程集中抄表技術(shù)將逐漸成熟，并將陸續(xù)投入實(shí)際運(yùn)行中使用。因此可以預(yù)見的是，將會有更多帶有新抄讀方式的電能表進(jìn)入廣州地區(qū)。作為電能表的首檢部門，除了要繼續(xù)提高自身對電能表本身技術(shù)參數(shù)的認(rèn)識外，還應(yīng)該對各種電能表運(yùn)行和抄讀知識進(jìn)行了解。只有明白電能表在運(yùn)行中和抄讀中的工作原理和狀況，才能對每一個檢定項(xiàng)目的具體作用有清晰的了解，提高自身工作的認(rèn)識和針對性。隨著社會的發(fā)展和用戶對電能要求的提高，電力供應(yīng)部門也將要不斷提升自身的服務(wù)質(zhì)量，電能表除了對電能進(jìn)行計量外還將通過各種遠(yuǎn)程抄錄數(shù)據(jù)方式對電網(wǎng)和用戶用電情況進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，建立一個高效完善的電能計量管理信息系統(tǒng)。

[1]電子式標(biāo)準(zhǔn)電能表技術(shù)條件.DL/T 585-95.

[2]陳向群.電能計量——技能考核培訓(xùn)教材[M].