蔡曉聰

摘? 要：低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)低壓集抄系統(tǒng)）主要利用通信技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，通過(guò)通信介質(zhì)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電能量數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、傳輸和處理。對(duì)比原本的人工抄表，不僅效率大大提高，也可以有效避免人為失誤，保證了抄表的質(zhì)量。該文就低壓集抄采集方案中低壓電力線載波通信、微功率無(wú)線通信和485通信3種方案的優(yōu)劣進(jìn)行了對(duì)比，希望能夠?yàn)榈蛪杭到y(tǒng)的設(shè)置提供一些參考。

關(guān)鍵詞：低壓集抄;采集方案;優(yōu)劣對(duì)比

中圖分類(lèi)號(hào)：TM764? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展背景下，越來(lái)越多的電力系統(tǒng)中加入了低壓集抄系統(tǒng)，不過(guò)因?yàn)辇嫶蟮挠脩羧后w，加上相對(duì)雜亂的用戶分布，即便低壓集抄系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全面覆蓋，如何保證數(shù)據(jù)采集工作的質(zhì)量和效率也是電力企業(yè)需要重點(diǎn)研究的問(wèn)題。一般情況下，計(jì)量主站通過(guò)遠(yuǎn)程通信信道抄讀集中器內(nèi)的數(shù)據(jù)，集中器再通過(guò)本地通信信道抄讀電能表，本地通信信道根據(jù)采用通信載體的不同，可將低壓集抄采集方案分為3種，分別是低壓電力線載波通信方案、微功率無(wú)線通信方案和485通信方案，如何正確選擇低壓集抄方案來(lái)保證抄表效果，是電力技術(shù)人員面臨的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

1 低壓電力線載波采集方案

低壓電力線載波采集方案根據(jù)結(jié)構(gòu)組成的不同可以細(xì)分為2種，全載波方案和半載波方案，這里對(duì)其優(yōu)點(diǎn)和缺陷進(jìn)行分別分析。

1.1 全載波方案

全載波方案主要由集中器和載波表組成，方案中不需要采集器，而是利用低壓電力線作為集中器和載波表之間的傳輸介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)集中器和電能表的有效連接，由于能夠省略掉終端的數(shù)據(jù)采集工作，理論上載波集中器甚至可以對(duì)1 024個(gè)電能表的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，覆蓋范圍在半徑2 000 m左右，在實(shí)際應(yīng)用中，集中器對(duì)電能表數(shù)據(jù)的采集方式是動(dòng)態(tài)組網(wǎng)。相比較而言，全載波方案的適用范圍更廣，無(wú)論是城市還是農(nóng)村都可以使用，而且可以通過(guò)直接將電能表更換為載波表的方式來(lái)完成安裝。

全載波方案的優(yōu)點(diǎn)在于可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電能表數(shù)據(jù)的穩(wěn)定采集，而且安裝簡(jiǎn)單，成本低廉，可以省略掉布線工作，更進(jìn)一步縮短工作時(shí)間。全載波方案的缺點(diǎn)在于低壓電力線組網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，線路干擾噪聲強(qiáng)、阻抗變化大、信號(hào)衰減大，不同的載波方案廠家選取的載波頻段不同、調(diào)制方式不同，效果也不同。市面上的載波集中器價(jià)格在1 500元左右，與普通電能表相比，載波表還增加了載波模塊，如果單純將其看作電能表，在連接30個(gè)用戶的情況下，每戶的成本在35元左右。

1.2 半載波方案

半載波方案主要由集中器、采集器和485表組成，集中器與采集器之間，和全載波方案一樣，利用低壓電力線作為傳輸介質(zhì)進(jìn)行通信，采集器與電能表之間經(jīng)過(guò)RS-485總線進(jìn)行通信。半載波方案根據(jù)采集器類(lèi)型分為I型半載波方案、II型半載波方案。其特點(diǎn)是適用于電表集中的低壓臺(tái)區(qū)，節(jié)省成本，缺點(diǎn)是需要判斷電表485極性并安裝485線，較煩瑣，施工質(zhì)量要求高。

半載波方案較全載波方案結(jié)構(gòu)組成上多了采集器，所以在運(yùn)維難度上就比全載波方案大很多。主要是因?yàn)椴杉髋c485表要通過(guò)485線進(jìn)行通信，且電表的485通信口和采集器的下行485通信口是有極性的，必須保持一致。對(duì)其成本進(jìn)行分析，Ⅰ型載波采集器的市場(chǎng)價(jià)為240元，可以對(duì)32個(gè)用戶進(jìn)行采集，Ⅱ型采集器的價(jià)格為110元，同樣可以采集32個(gè)用戶，安裝環(huán)節(jié)設(shè)置一臺(tái)485電能表，每一臺(tái)集中器價(jià)格為1 500元，能夠采集500個(gè)用戶的數(shù)據(jù)，這樣Ⅰ型和Ⅱ型采集器的成本分別為每戶20元和每戶115元。

2 微功率無(wú)線采集方案

微功率無(wú)線采集方案根據(jù)結(jié)構(gòu)組成不同可以細(xì)分為兩種，全微功率無(wú)線方案和半微功率無(wú)線方案，這里對(duì)其優(yōu)點(diǎn)和缺陷進(jìn)行分別分析。

2.1 全微功率無(wú)線方案

全微功率無(wú)線方案主要由集中器和無(wú)線電能表組成，利用頻段470 MHz～510 MHz無(wú)線電波進(jìn)行通信。此方案通信不需要布線，實(shí)用性強(qiáng)，無(wú)線技術(shù)發(fā)展較成熟，可靠性高;適用性較差，僅適用于較為平坦的農(nóng)村、城鄉(xiāng)接合部低壓臺(tái)區(qū)，容易受鋼筋混凝土建筑、森林樹(shù)木、山丘地勢(shì)的影響，且無(wú)線對(duì)雨水的穿透能力較差，下雨天通信能力會(huì)變差;設(shè)備需要安裝天線，后期的維護(hù)量較大。

相比于全載波方案來(lái)講，全無(wú)線方案安裝會(huì)煩瑣一點(diǎn)，主要是電表和集中器上要配置天線，如果天線外置，容易受到外界的破壞，天線內(nèi)置，通信效果會(huì)下降。在運(yùn)維方面，故障點(diǎn)主要集中在集中器、無(wú)線電表和天線問(wèn)題上，常見(jiàn)故障有集中器故障、天線損壞、電表無(wú)線通信模塊故障、電表本身?yè)p壞等。

2.2 半微功率無(wú)線方案

半微功率無(wú)線方案主要由集中器、無(wú)線采集器和485表組成，與全無(wú)線方案不同的一點(diǎn)是裝置了帶微功率無(wú)線模塊的采集器。集中器與采集器之間通過(guò)無(wú)線進(jìn)行通信，采集器與電能表之間經(jīng)過(guò)RS-485總線進(jìn)行通信。半無(wú)線方案根據(jù)采集器類(lèi)型分為I型半無(wú)線方案、II型半無(wú)線方案。其特點(diǎn)是適用于電表集中且地勢(shì)平坦開(kāi)闊的的低壓臺(tái)區(qū)，節(jié)省成本，缺點(diǎn)是適用范圍小，天線容易損壞，需要判斷電表485極性并安裝485線，較煩瑣，施工質(zhì)量要求高。

與全無(wú)線方案相比，半無(wú)線方案結(jié)構(gòu)組成上多了采集器，所以在運(yùn)維難度上就比全無(wú)線方案大很多。主要是因?yàn)椴杉髋c485表要通過(guò)485線進(jìn)行通信，且電表的485通信口和采集器的下行485通信口是有極性的，必須保持一致。常見(jiàn)的故障主要有：集中器故障、天線損壞、采集器故障、485線接反、電表故障等

3 RS-485總線采集方案

485集中器簡(jiǎn)單來(lái)講，就是在所有集中器中都設(shè)置3個(gè)485通信接口，每一個(gè)接口能夠連接的電能表數(shù)量最大為64，換言之，僅一個(gè)485集中器就可以連接192個(gè)電能表。當(dāng)然，上述數(shù)據(jù)僅源自理論分析，在實(shí)踐中，考慮電磁干擾、接線成本等因素，一臺(tái)485集中器可以連接的電能表一般在30個(gè)左右。485通信線路在城市住宅小區(qū)中有著較好的適用性，能夠?qū)⑺袠菞澋碾娔鼙磉B接為一個(gè)整體，單元之間電能表的連接則可以通過(guò)內(nèi)敷鋼絲的485通信來(lái)實(shí)現(xiàn)。在保證接線正確同時(shí)電能表不存在異常的情況下，485集中器在數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確率能夠達(dá)到100 %。

485集中器的優(yōu)點(diǎn)在于能夠保證數(shù)據(jù)采集工作的相對(duì)穩(wěn)定性，而且采集到的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度高。不過(guò)其本身也存在較為明顯的缺點(diǎn)，一是線路連接工作過(guò)于煩瑣，而且工作量巨大，如果遇到?jīng)]有體現(xiàn)設(shè)置連接接口的情況，連線工作將會(huì)變得更加復(fù)雜，需要消耗大量的人力物理資源;二是485集中器本身針對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的特點(diǎn)，使其僅適用于城市住宅小區(qū)，農(nóng)村地區(qū)因?yàn)檫B排房屋數(shù)量少，如果盲目采用這種方案，會(huì)導(dǎo)致不必要的資源浪費(fèi);三是線路采用的是架空敷設(shè)，對(duì)于雷電的抵抗能力較差，在實(shí)際接線中很多時(shí)候都會(huì)選擇短距離線路架設(shè)來(lái)規(guī)避雷擊，而這樣會(huì)導(dǎo)致電信號(hào)強(qiáng)度的下降。對(duì)485集中器的設(shè)置成本進(jìn)行預(yù)算分析，二型集中器的價(jià)格在500元左右，能夠同時(shí)完成30個(gè)用戶的用電數(shù)據(jù)采集，每一個(gè)用戶需要鋪設(shè)的通信線路長(zhǎng)度在10 m左右，成本42元，平均每戶的成本為60元。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在電力低壓集抄系統(tǒng)中，采集方案的選擇非常關(guān)鍵，需要電力技術(shù)人員根據(jù)電力系統(tǒng)以及所處臺(tái)區(qū)的實(shí)際情況，選擇恰當(dāng)?shù)牟杉桨福诒ＷC數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確率的基礎(chǔ)上，盡可能降低成本費(fèi)用。

參考文獻(xiàn)

[1]熊杰.低壓用戶集中抄表系統(tǒng)及其采集方案[J].大眾用電，2018，32（9）：39-40.

[2]李育婷.低壓集抄采集的現(xiàn)狀分析和問(wèn)題對(duì)策[J].機(jī)電信息，2017（36）：163-164.

[3]林麗華.淺析低壓集抄聯(lián)調(diào)中遇到的問(wèn)題及解決方法[J].機(jī)電信息，2017（27）：22-24.