電能計量與遠(yuǎn)程抄表研究

趙必順

摘 要：作為電力系統(tǒng)重要一環(huán)的電能計量集抄系統(tǒng)充分發(fā)揮其實時性、準(zhǔn)確性、效率性的優(yōu)勢，為社會、企業(yè)、經(jīng)濟高效發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，因此成為用電和配電領(lǐng)域研究的新課題。該文分析了電能計量和遠(yuǎn)程集抄的組成及優(yōu)勢、措施等，為電能計量系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：電能計量 電能表 遠(yuǎn)程抄表 預(yù)付費

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

在高速發(fā)展的經(jīng)濟時代，電力在人們生活和社會企業(yè)中的作用也是越發(fā)重要，而作為電力系統(tǒng)重要一環(huán)的電能計量自然也不容小覷。相較于傳統(tǒng)的電量結(jié)算，電能計量集抄系統(tǒng)規(guī)避了其在實時、準(zhǔn)確、效率和應(yīng)用性方面的不足，采用智能電表對電能數(shù)據(jù)自動采集和傳輸處理[1]。

電能計量遠(yuǎn)程集抄系統(tǒng)的主要功能體現(xiàn)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(jìn)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(jié)數(shù)據(jù)并保證斷電時也會儲存一段時間而不丟失。其次是遠(yuǎn)程抄表的功能，即在自動集抄系統(tǒng)的作用下，不需要人員操作，在設(shè)定的自動抄表時間間隔和設(shè)定的抄收間隔下，根據(jù)電表地址自動收集累計電能量并進(jìn)行存儲，其實時性和準(zhǔn)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(tǒng)中建立準(zhǔn)確、有效、現(xiàn)代化的電能計量系統(tǒng)。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(chǔ)和重要的部分。在電能交易的過程中，涉及到生產(chǎn)、運輸和銷售環(huán)節(jié)，如何保證在通過這些環(huán)節(jié)的多級功率傳輸后還能對電能進(jìn)行準(zhǔn)確的計量，在每個環(huán)節(jié)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(chǔ)設(shè)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(yīng)式電能表、磁電式電能表、電動式電能表。感應(yīng)式電能表是較常用的一種。按工頻正弦波設(shè)計的感應(yīng)式電能表在出現(xiàn)諧波時會產(chǎn)生誤差，只能確保較好的性能出現(xiàn)在很窄的工頻范圍頻帶內(nèi)。因此在電能計量準(zhǔn)確度要求越來越高而微電子和單片機應(yīng)用技術(shù)越來越普及的條件下，電子式電能表逐漸取代了感應(yīng)式電能表并快速發(fā)展。

1.2 電子式電能表的優(yōu)勢

相較于感應(yīng)式電能表，電子式電能表具有多方面的優(yōu)勢。首先，在開發(fā)了單片機程序軟件后，電子式電能表不僅具有遠(yuǎn)程集中抄表、預(yù)付費等功能，在復(fù)費率、正反向有功等方面功能也可實現(xiàn)。還可通過減少表的數(shù)量來使二次回路壓降降低，保證了計量準(zhǔn)確性；其次，相比較于容易磨損而導(dǎo)致誤差的感應(yīng)式電能表，電子式電能表的準(zhǔn)確度等級明顯要高（通過補償）；再次，相比較于感應(yīng)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(wěn)定性好（誤差曲線在全負(fù)荷范圍內(nèi)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(yōu)勢。

1.3 電能計量裝置的規(guī)范

作為用戶受電設(shè)備的電量計量裝置，在使用過程中一旦出現(xiàn)誤差必然會影響用戶使用和企業(yè)政府的發(fā)展，所以采取一定措施規(guī)范電能計量裝置并糾正誤差是保證電能計量準(zhǔn)確性和穩(wěn)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(guī)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(xì)勘探現(xiàn)場環(huán)境并按國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)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(diào)試和測試工作，及時發(fā)現(xiàn)問題并改善，使其安裝有效性得到切實保障。其次是根據(jù)實際額定電流合理選擇適合的電流互感器，避免熱損現(xiàn)象，保證系統(tǒng)的正常運行。再次是在系統(tǒng)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(xiàn)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(yè)人員操作專用檢驗儀表或設(shè)備，在嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范文件如（電業(yè)安全工作規(guī)程、電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程、電能計量裝置校驗規(guī)程等）的條件下進(jìn)行。最后是對電能計量裝置的日常監(jiān)控和分析要加強，必要時要采取績效考核的措施。

2 遠(yuǎn)程集抄系統(tǒng)

2.1 遠(yuǎn)程集抄系統(tǒng)組成

遠(yuǎn)程集抄系統(tǒng)是通過對用戶電能計量信息用采集模塊進(jìn)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(shù)據(jù)傳輸?shù)街髡镜挠嬎銠C上，進(jìn)而達(dá)到遠(yuǎn)程抄表、遠(yuǎn)程控制的目的。遠(yuǎn)程集抄不僅能保證計量數(shù)據(jù)抄錄的準(zhǔn)確性，還具備監(jiān)察用電異常、統(tǒng)計電量并分析負(fù)荷的曲線，進(jìn)而對線損進(jìn)行計算等功能。在此技術(shù)的基礎(chǔ)上，供電企業(yè)和用戶可進(jìn)一步采用銀行劃撥的方式來進(jìn)行收費和繳費，不僅提高了電力行業(yè)的技術(shù)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(shè)備共同構(gòu)成了遠(yuǎn)程集抄系統(tǒng)。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(wǎng)和低壓電力線載波通訊網(wǎng)以及單導(dǎo)線脈沖采集幾種（按數(shù)據(jù)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(wǎng)、有線電視網(wǎng)、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(tǒng)等組成。其中無線電和低壓電力線載波在綜合了通信質(zhì)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(yuǎn)程集抄的優(yōu)勢和存在問題

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

即便如此，遠(yuǎn)程集抄抄表在使用過程中仍然存在各種問題，如系統(tǒng)不穩(wěn)定、通信過程易受干擾，以及相鄰臺區(qū)的互相串?dāng)_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(fā)生，保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

3 預(yù)付費電能管理系統(tǒng)

階梯電價和不同計價方式在國家節(jié)能減排政策的推動下出現(xiàn)并給現(xiàn)在的電費管理系統(tǒng)提出了難題。為滿足這高要求的管理預(yù)付費電能管理系統(tǒng)應(yīng)運而生，這種系統(tǒng)采用IC卡技術(shù)與電能表結(jié)合形成卡式預(yù)付費電能表，它的高效使用將會在降低電力企業(yè)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(fā)揮較大的作用。其優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在電費回收率的提高上，還對供電質(zhì)量有明顯提高（平衡用電高低峰時期），促進(jìn)良性循環(huán)的供電關(guān)系產(chǎn)生。另外還可避免偷電漏電以及分流反接等非法用電現(xiàn)象的發(fā)生，從根本上提高電力企業(yè)及政府的管理水平。

4 結(jié)語

文章主要介紹了電能計量遠(yuǎn)程集抄系統(tǒng)的組成、分類和作用等。通過電能計量和遠(yuǎn)程集抄的實現(xiàn)，既提高了電力企業(yè)的營銷管理水平，又滿足了用戶對用電服務(wù)方便公平的高要求。利用預(yù)付費技術(shù)手段，引導(dǎo)和保障了電能使用。今后的電能計量系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)一步以智能化、標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化為標(biāo)志來發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 林騫.電能計量管理體系及用電信息采集系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D].山東大學(xué)，2014.

[2] 陳蔚玲.淺論遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)應(yīng)用[J].中國電力企業(yè)管理（農(nóng)電），2015（1）：90-91.