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低压电力用户集中抄表系统在农网的应用论文
摘要：本文提出在农村电网有条件的地方可优先采用低压电力用户集中抄表系统。以DAX43型集中抄表系统为例，就其结构与系统功能、调试验收原则和应用技术关键进行了探讨，以推动这项技术在农村配电网的应用和发展。
关键词：抄表系统 配电网 应用
1 系统结构
DAX43型集中抄表系统由电子式载波电能表、集中器、信道及管理主机等构成；系统电子式载波电能表与集中器之间采用低压电力线载波通讯，集中器与管理主机之间目前采用电话线通讯方式。其主要结构组成。
2 系统功能
(1) DAX43型集中抄表系统采集模块由单相或三相电子式载波电能表组成，其原理电路由电流取样电路、电压取样电路、计量集成电路、外围调整电路、电源电路、计度器等部分组成。电子式载波电能表具有精度及灵敏度高、可靠性好、计量负荷范围宽、自身功耗低、升级换代便利等特点，尤其是三相电子电能表在三相四线供电线路上有二相断电时，仍能正常计数。在非传输状态下，测得采集模块消耗的视在功率不大于0.5VA/块，有功功率不大于0.3W/块。
(2) 集中器能够自动采集终端电能表数据，存贮2个抄表日的表示数，采集存贮抄表日之间5个时段的累计用电量等；在采集模块数量小于1000块时，集中器抄收间隔不大于35min，整点抄收数据可保存3个月。能够在本地或远方设置各用户电能表的电量底数、表常数及自动抄表日期，具有自动校时、记录采集模块异常功能，其标准的RS－232C及MODEM接口，可实现远方全自动抄表或现场集中抄表。如需记录6个及以上重要用户的用电参数变化情况，可适当提高采集终端的硬、软件配置水平。
(3) 主站软件是集中抄表系统的中心管理平台，它具有远程自动抄表系统用户的信息档案，通过通讯信道与远方集中器连接，可实现远程自动抄表、检测用电警示信息、冻结数据、通电断电、自动校时、参数设置、数据上传等功能，可查询、分析、打印抄表数据，系统具有标准的ACCESS数据库接口，已与供电所计算机营销管理系统实现链接，通过营销系统实现了自动计算电费的全过程管理。系统数据库单机板采用ACCESS或FOXPRO，网络版采用SYBASE、SQLSERVER、DB2等。
(4) 系统可对单相用户进行远程拉、合闸控制；对于三相用户，因其电能表输出控制回路与电气一次开合设备的控制回路难以配合，目前仍不具备拉、合闸控制能力；如有特殊需要，可通过增设中间继电器的方式完善出口控制回路。
(5) 抄表机与集中器配合可使集中抄表系统在没有电话线或电话线故障时仍可照常抄表，其硬件采用兰德掌上电脑，它与集中器之间采用RS-232串口实现了串行通讯。抄表机可全抄上一时段集中器所抄全部或某一电能表的示数，抄指定电能表的当前示数；可设置集中器时钟、锁定日期，设定抄表日、分时启动日期，给集中器下载表地址；能够分级显示电能表及集中器数据记录，查询或删除某一电表或集中器的数据记录；可将所抄电能表数据上报给管理主机，方便用户在管理主机查询修改数据，可从管理主机下载表地址、系统管理数据库及抄表机参数库。
3 信道
(1) 受农村配电网通讯条件的限制，集中器与主站之间的上行信道主要采用公用电话网络实现信号传输，也可选用音频电缆、RS-485专线、电力载波或光纤通信。
集中器与采集模块之间的下行信道主要采用电力线载波通道。利用农村配电网实现载波通讯方案，既可省去繁杂的施工布线，又可减少维护工作量，是低压电力用户集中抄表系统较为理想的通讯方式；DAX43型系统载波通讯频率设定在7～7.5kHz之间，带宽4kHz。
(2) 载波通信的传输速率是集中抄表系统的一项重要指标。通信速率高、误码率高，通信成功率就降低；电能表集中抄表系统在性价比合适的前提下，通常选用较低的速率，但速率过低，又需要集中器和终端设备长时间地处于发送状态，增大系统整体功耗。DAX43系统的通讯速率通常可在300～600baud之间调整。
(3) 在电能表集中抄表系统信道规划设计时，应按照系统发展规划，在主站端配置小型程控机(n≤32)，实现多个信道的集中管理；若农村配电网有多个配变台区，电能表集中抄表系统就必须就地配置2个及以上集中器时，应增设通讯线路分配器(微型程控机)，以降低系统通讯运行成本。
4 系统检验及现场验收
4.1 电子式电能表检验
(1) 农村配电网所用电子式载波电能表在现场安装前，应按照《电子式电能表检定规程》(JJG596－1999)规定的项目，进行工频耐压、绝缘电阻、功率消耗、停电数据保持、电源变化、结构与通电检查、启动及潜动试验、校核计度器示数、确定电能测量基本误差、确定电能测量标准偏差估计值、确定日计时误差和时段投切误差等项目检测。
(2) 潜动(无负载状态)测试是电能表校验的重要项目，测试标准规定在电流回路开路，电压回路所加电压为参比电压的115%时，电能表在规定的时间Δt内，输出脉冲不应大于1个；其规定时间测算公式如下。
1级表：Δt=600×106/(K×m×Un×Imax)
2级表：Δt=480×106/(K×m×Un×Imax)
式中 K-电能表输出单元发出的脉冲数/kW·h
m-测量相数
Un-参比电压(V)
Imax-最大电流(A)
以规格为5(20)A、1级单相电能表为例，当电能表脉冲常数C＝3200imp/kW·h、参比电压为220V时，计算其潜动规定时间Δt为42.6min。
(3) 电能表精度校验时可采用光电头采样或脉冲采样，电能表脉冲输出端口与检测设备连接可在以下两种方式中选取一种。
VDD-检测设备中微处理器的工作电源：VDD≤15V(DC)；R-上拉电阻：R≥20K。
4.2 现场验收原则
(1) 低压用户集中抄表系统运行时间达到3个月及以上时，可组织现场验收；系统构成要求采集模块不得少于250台，集中器与最远采集模块之间的供电距离不少于300m，且运行气候环境及电源条件符合《低压电力用户集中抄表系统技术条件》(DL/T 698－1999)的相关规定。
(2) 主站、集中器、采集模块现场验收要符合有关技术要求。
5 应用技术关键
(1) 系统实用性。低压用户电能表集中抄表系统选型时应注重实用性；避免一些科技含量虽高，但产品质量不过关，甚至结构、可靠性都很差的产品被使用。要对产品的软、硬件接口进行技术分析，尽量在数据格式、通讯规约方面满足现有或发展中的电力营销管理软件、MIS系统的要求；应采用基于新型数据库管理系统的软件，以提高系统分析、处理及管理数据的效能。从发展的眼光来看，系统宜融入电压合格率、供电可靠性统计及分析功能。
(2) 通讯可靠性。低压电力载波通讯充分利用了农村配电网络资源，有利于电力企业运营管理，具有广阔的发展前景。但应注重抑制低压电力线干扰，提高系统通讯速率和可靠性的研究；应统筹考虑低压用户集中抄表系统形成区域网络时，集中器与主站之间通讯网络的管理方式。
(3) 计算机网络的应用。利用计算机网络实现自动抄表数据的传输是发展的必然趋势。目前由于其软、硬件配置成本较高，限制了它在集中抄表系统中的应用。采用当前主流技术，按照功能实用、价格合理、维护方便的原则，选择网络型系统管理软件是该领域技术发展的方向。
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