探討電能計量自動化終端維護處理

摘? 要：近幾年來由于電網(wǎng)使用范圍日漸擴大以及智能電網(wǎng)科技的蓬勃發(fā)展，運用電能計量自動化系統(tǒng)是必然趨勢。本文以電能計量自動化采集終端的概念為出發(fā)點，進一步探究終端經(jīng)常出現(xiàn)的故障以及其解決方案和應(yīng)對措施，在低壓載波集中抄表科技和現(xiàn)場電能量采集終端以及其他部分采用計量自動化采集終端運維的方式，本文為實際操作提供指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：計量自動化系統(tǒng);電能量采集終端;低壓載波抄表

1 電能計量自動化終端簡介

1.1 電能計量自動化終端概述

在所有電能量計費系統(tǒng)構(gòu)成部分中，其中一大主要構(gòu)成部分是收集電能量的終端設(shè)備，這一部分位置在計量主站和電能表兩者之間，這一設(shè)備的構(gòu)成多種多樣，如采集、保存、加工、長時間儲存、數(shù)據(jù)傳輸功能等裝置。電能量計費系統(tǒng)主要由終端設(shè)備與主站組成，通常安置于現(xiàn)場連接表計中，起著收集和傳輸遠(yuǎn)方的原始電量以及一部分負(fù)荷數(shù)據(jù)的作用。

即使是不一致的通信端口和不同的主站，電能量采集終端也能夠允許其在同一時間通信，同時還能夠按照不同主站需要的差異設(shè)定不完全一致的數(shù)據(jù)傳送信息。采集終端內(nèi)部包含著眾多不同功能的模塊，其中根據(jù)其通訊方式的不同，將其劃分成為： CDMA通訊模塊、GPFIS通訊模塊、PSTN采集模塊、FSK模塊等等，因此按照自身的需求，電力企業(yè)能夠挑選出最適合的模塊，我國通常使用RS485通訊模塊。

1.2 電能計量自動化終端的功能

電能計量采集終端的基本功能：

①能夠精準(zhǔn)的收集廠站電能量的數(shù)據(jù)。收集的周期時長通常在一分鐘到二十四小時之間，根據(jù)特定安排的起始時間、內(nèi)容，采集終端能夠?qū)⑿畔魉偷街髡?②能夠根據(jù)相關(guān)需求將電流、功率、電表窗口的用電量、電壓、月凍結(jié)電量、需求量、分時電量、電表內(nèi)情況（比如失去壓力、失去電流等情況）以及自身情況記錄等內(nèi)容傳輸至主站并且進行儲存;③允許連接脈沖電能表以及多功能電子表。通常情況下，通過RS232或者RS485途徑連接上多功能電子表，通過無源脈沖輸入途徑連接上脈沖電能表。電能采集終端不僅能夠拓寬其輸入的脈沖量的渠道，而且允許同一時間插入多個多功能電子電能表，通常外國一些出名的多功能電能表能夠擴展成為CS（電流環(huán)）接口;④能夠連接廠站中比較常規(guī)的多功能電子電能表;⑤電能量收集數(shù)據(jù)儲存容量具有一定的限制，能夠儲存電能量數(shù)據(jù)一定的天數(shù)。

2 終端常見故障類型及處理方法

解決電能計量自動化采集終端中的故障，即在運行過程中，解決廠站、客戶采集終端數(shù)據(jù)、功能中的故障，從而保障采集終端的各個基本功能都能夠滿足計量自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場需求。根據(jù)現(xiàn)場發(fā)生的故障種類的不同，可以將其劃分為三大類，下面對三種故障類型分別說明。

2.1 不能采集電表數(shù)據(jù)

2.1.1 影響終端與電表的RS-485通信的常見因素

①硬件原因：終端485口出現(xiàn)問題、沒有電壓或者是電壓過低;電表485口出現(xiàn)問題、電壓值為零或者電壓值過低;通信線路中斷或者水晶頭處接觸、壓接情況不良。②人為原因：終端或者電表的485口端口連接位置錯誤或者是連接了相反方向; 通信線極性連接成了反方向。③參數(shù)設(shè)置原因：終端RS485通道號設(shè)置錯誤;終端測量點參數(shù)設(shè)置錯誤：其中包含電表通信地址、數(shù)據(jù)位、停止位、電表通信波特率、效驗位、測量點有效標(biāo)志、電表通信規(guī)約等內(nèi)容。

2.1.2 故障處理步驟

核查終端計量點參數(shù)數(shù)值：核對自動化終端內(nèi)的電表參數(shù)（包括規(guī)約、停止位、表地址、校驗位 、數(shù)據(jù)位? 等內(nèi)容）與實際電表參數(shù)的一致性。

核查電表和終端485性能：第一，使用萬用表直流電壓檔確定電表485口是否有電壓存在。485口輸出電壓通常在1.5-4.5V之間，一旦出現(xiàn)零電壓或者出現(xiàn)電壓不正常的情況，就能夠基本認(rèn)定電表（終端）485口存在故障;然后使用電表工廠制定的讀表軟件或借助掌機采集電表中的數(shù)據(jù)。假使能夠采集電表正常的數(shù)據(jù)，就表明電表的485口沒有故障，從而間 接地表明問題出現(xiàn)在終端485口。

2.2 終端不能上線

2.2.1 終端不能上線故障分類

根據(jù)終端通訊通道種類的不同將其劃分為兩大類：第一類是終端不能通過電話通道（PSTN）上線，第二類是終端不能通過無線網(wǎng)絡(luò)上線。

在終端不能通過電話通道（PSTN）上線方面，對它進行故障檢測過程主要包括三個重要部分：①核對通訊參數(shù)的設(shè)定的正確性。②對電話的通道進行核查。檢查電話通道有無異常。通過萬用表直流檔的使用來確定電話通道的電壓大小是不是在四十五到五十二伏特之間?；蛘哌B接電話機，檢測電話是否可以隨時接入和打出以及通話時的通話質(zhì)量。③檢測防雷器能否正常使用。借助萬用表直流檔確認(rèn)經(jīng)防雷裝置的電話通道中的電壓大小有無在四十五到五十二伏特之間。

當(dāng)出現(xiàn)終端不可以通過無線網(wǎng)絡(luò)上線的情況時，通常將這一個故障歸結(jié)于下面幾大主要原因：①安裝因素： SIM（UIM）卡信號不良;天線的安置不夠到位或者出現(xiàn)破損、天線連接不緊的情況;②無線運營商因素：區(qū)域沒有實現(xiàn)全網(wǎng)覆蓋或者信號強度過弱;SIM（UIM）卡受到損害、出現(xiàn)故障或者后臺運行中的檔案不正常等;③參數(shù)的設(shè)定因素：設(shè)定的通訊參數(shù)以及主站通道有錯誤;登錄的方式存在故障（UDP與TCP）;終端邏輯地址的設(shè)定不正確。

2.2.2 故障處理方法

①核查終端通訊的設(shè)定參數(shù)數(shù)值。②核查終端通訊方式。③確認(rèn)SIM卡，SIM卡有無氧化或者接觸不好的問題。④對現(xiàn)場的無線信號進行檢查，如果信號比較差，則必須重置天線，改變外置天線的安裝位置。

2.3 終端黑屏或白屏

如果出現(xiàn)這種問題，則需要首先確認(rèn)直流電壓以及外接交流電壓是否正常連接到裝置。如果接入，就可以初步的判定故障出現(xiàn)在裝置本體中。

3 計量自動化采集終端的運行和維護

3.1 RS485總線在遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用

RS485總線指的是工業(yè)生產(chǎn)運用中一項水平相當(dāng)高的科學(xué)技術(shù)，同時它還是現(xiàn)代化通訊技術(shù)的一項重要的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 RS485總線應(yīng)用借助兩個雙絞線，通過這一對雙膠線就能夠方便地做到多點互相連接。RS485總線運用差分接收以及平衡傳送的模式，當(dāng)它發(fā)送端往外輸出的時候，驅(qū)動器把TTL電平信息信號轉(zhuǎn)變成為差分訊號，在接收端處，接收器進一步把差分 訊號變成TTL電平，所以RS485總線具備抗干擾的基本功能。依據(jù)RS-485的常規(guī)要求而言，傳輸信息的速度假如可以達(dá)到100 kbit/s，那么傳送的長度可以達(dá)到1200m?？偩€包括兩個單獨的分系統(tǒng)，一是收集數(shù)據(jù)的裝置，即數(shù)據(jù)收集器;二是集中數(shù)據(jù)的裝置，即數(shù)據(jù)集中器。在這樣一個點對應(yīng)多個點的連接情況中，集中數(shù)據(jù)的裝置是主要機器（也指上位機），采集數(shù)據(jù)的主要裝置作為從屬機（也稱下位機）。它的網(wǎng)絡(luò)圖標(biāo)如圖1：

3.2 終端與電能表計通訊不成功的排查方法

①相同的RS485接口處所有表計通信假如都失敗，那么就需要核查終端接口和這個接口的RS485總線能否成功的運行。首先核查終端RS485接口處是否完整，有無受到損害，如果接口處出現(xiàn)破損，那么就需要重置集成電路芯片;如果 RS485接口處沒有受到損害，就需要確認(rèn)接口處RS485總線是否出現(xiàn)線路斷裂或者接線位置不對的情況，特別是終端以及表計遠(yuǎn) 距離連接傳送的狀態(tài)。

②如果相同的RS485接口中有一部分表計通信失敗，那就表示終端RS485接口以及總線沒有故障。這時，第一應(yīng)該核查通信故障表計，檢查它設(shè)定的參數(shù)有無錯誤，然后再進一步檢查表地址、計規(guī)約、波特率等內(nèi)容同表計有無不一致的地方;接著仔細(xì)核查電能表計接線和接口是否具有故障。

③在表計通訊距離比較遠(yuǎn)的情況下，如果通信過程中通信情況不良好，那么應(yīng)該首先判定布線是否有故障。再一次核查布線確認(rèn)它是否符合需求，尤其是屏蔽層接地方面的故障。如果故障始終無法有效的解決，那么可以賦予終端RS485口一些改變，可以加大上下拉電阻，進而提升一整個總線抵抗干擾的能力。

④假如某一個RS485端口連接的電能表計的數(shù)量過多，那么終端將總線上所有的表計都采集完所花費的時間有可能大于一輪抄表的時間間隙，這使得其中有幾個時間節(jié)點缺乏應(yīng)有的信息，進而對終端的收集成效造成不利影響。

3.3 低壓載波集中抄表技術(shù)在低壓集抄系統(tǒng)建設(shè)中的應(yīng)用

電能計量自動化系統(tǒng)的所有構(gòu)成部分中，低壓集抄系統(tǒng)是其中一個重要的構(gòu)成要素，它的重要作用是可以收集低壓居民小區(qū)中的單相電子表。截止目前，因為低壓居民的人數(shù)多而且分布廣泛，計量點附近的環(huán)境多種多樣，所以低壓集抄系統(tǒng)的建設(shè)過程緩慢。制定低壓集抄系統(tǒng)的第一要素就是需要一個合適的通訊模式，這對促進系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)的穩(wěn)定具有促進作用。如今，在低壓集抄系統(tǒng)中，比較常規(guī)的通訊網(wǎng)包括低壓電力線載波通訊網(wǎng)、RS-485總線網(wǎng)。由于提供電力的企業(yè)公司掌控者電力線，如果電力線能夠完成載波通訊，那么就不再需要額外投資用來建設(shè)通訊線路，這就能夠大大的節(jié)省投資費用，而且非常靈活便捷地就可以做“即插即用”。所以，這些年來低壓電力線載波通訊普遍應(yīng)用于低壓小區(qū)集抄系統(tǒng)。

結(jié)? 語

近年來隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展與創(chuàng)新，電能計量自動化系統(tǒng)的使用范圍日漸擴大，同時由于計算機技術(shù)的更新而逐漸完善發(fā)展，顯然在國家電力行業(yè)中已經(jīng)占有了舉足輕重的地位。如果需要完成電網(wǎng)操作的自動化，需要不間斷地推動電能計量自動化系統(tǒng)的革新，而且對終端的現(xiàn)場維護也至關(guān)重要，必須使工作人員集體協(xié)作，團結(jié)進步。

參考文獻(xiàn)

[1]汪紅平.深圳電能計量自動化系統(tǒng)應(yīng)用功能改造[D].華南理工大學(xué)，2016.

[2]李啟奕.變電站電能計量遙測系統(tǒng)運維管理研究[D].華南理工大學(xué)，2014.

作者簡介：蔣福德（1987-），男，本科學(xué)歷，助理工程師，主要從事電能計量自動終端維護等方面的工作。