淺談民用建筑配電工程中的低壓集中抄表系統

陳文輝

關鍵詞：低壓集中抄表系統；主站；采集器；集中器；信道

摘要：隨著電力載波通信技術的成熟與發展，低壓電力用戶的抄表工作逐漸使用低壓集中抄表系統來代替人工抄表。低壓集中抄表系統是指由主站通過傳輸媒體（無線、有線、電力線載波等信道或手持抄表終端等介質）通過低壓集中抄表終端將多個電能表的記錄值（窗口值）的信息集中抄讀的系統。該系統主要由采集用戶電能表電能量信息的采集器、集中器、信道和主站等設備組成。集中器數據可通過信道遠距離傳送到主站或手持抄表終端等介質集中抄收后輸入到主站計算機。

低壓電力用戶集抄系統是近年來我國發展十分迅速的智能化電能表抄表、采集系統。該系統通過對低壓電力客戶集中自動抄表，可以實現遠程自動抄表功能，并為廣大低壓電力客戶提供精確查詢、靈活繳費、余額提醒等溫馨服務，是一項典型的“便民惠民工程”。?低壓集抄系統的用戶通過遠程抄表功能自動抄錄客戶的電表數據，并使用該數據與人工抄表數據進行核對比較，大大減少了誤抄、估抄事件的發生，提高了抄表質量。與營銷系統工作進行接口，將抄表數據直接導入營銷系統進行計費，有效的提高供電部門的用電營銷管理。

集中抄表系統的概述

節能降耗”是世界性的大潮流和大趨勢，同時也是中國改革和發展的迫切需求，也是21世紀中國發展的一個重點和熱點。節能降耗是實現可持續發展的關鍵之一。隨著中國經濟運行速度在加快，高能耗的問題日益突出，嚴重影響了國民經濟的可持續發展。電力行業產生能源，但同時又是耗能大戶，也是國家在節能降耗上嚴防緊盯的對象。隨著我國經濟發展和用電需求量的不斷擴大，電力工業迅速發展，但伴隨出現的高線損率也嚴重困擾了電力企業的發展。面對如此嚴峻的節能降耗和防竊電形勢，加強電力需求側管理，減少電能消耗，提高電能利用率；轉移用電負荷，提高電網負荷率；優化電網運行方式，提高電網經濟運行，是電力管理部門必然選擇。因此，采用先進的電能計量裝置和防竊電技術，利用現代的通信網絡和數據傳輸數據技術，通過用電自動化管理系統，對輸、配、用等各個環節進行實時監測和控制，取得基礎數據，作為電力行業管理決策的依據，促進節能降耗工作的不段深入，支持行業政策的落實。

用電自動化管理系統是在國民經濟持續健康發展，企業用電需求迅速增長，電力供需矛盾日益突出的情況下產生的，使用先進的計算機技術，通信技術及網絡技術。用電自動化管理系統通過建立一套高效、客觀、穩定的電力自動化管理平臺，可實現電能計量、預付費控制、自動抄表、配變監測、負荷監控、用電檢查、線損計算，可為供電企業的經營和生產管理提供可靠決策依據。

低壓配電網載波抄表系統是集電表數據采集、載波傳輸、數據存儲、數據通信、數據處理及斷電控制等功能于一體的自動化系統；低壓載波通信設備可以使供電部門及時掌握用戶用電情況，監測有無竊電行為；根據需要進行供電控制。

二、集中抄表系統的結構

低壓集中抄表采集器連接現場計量表計構成的一個本地抄表系統，通常一個本地抄表系統管理一個配變臺區，物理連接上一般分為三層結構。該三層主要包括：主站、集中器、采集器（或載波電表）。

第一層（上層）：主站。

采集主站是指通過遠程信道對集中器中的信息采集，并進行處理和管理的設備。也接收手持抄表終端人工輸入現場數據。這一層位于抄表管理中心內，由抄表管理計算機和軟件部分組成，是抄表管理人員與本系統直接交流的部分。負責將數據集中器傳輸上來的用戶電量信息匯總、整理后加以處理，提供給收費系統、用電管理系統使用。

第二層（中間層）：集中器。

一套低壓集中抄表終端構成的本地抄表系統只有一臺集中器。集中器負責管理抄讀存貯本地所有表計或采集器信息，形成各類事件數據，并通過遠程信道接收主站指令，向主站提供數據服務。在沒有遠程信道時也可利用手持抄表終端通過紅外接口或RS232直接通訊口對集中器操作。

集中器具備收集各采集器或多功能電能表的數據及集中存儲與管理功能，并管理下級設備，可通過上行通道與主站或手持抄表終端進行數據交換的數據管理終端設備。這一層位于380V 配電變壓器附近，是整個系統的中心層。

向上通過公用電話線或GSM 數據通道與主站通訊，完成：

1、接收主站的指令，自動完成抄錄電表數據和控制用戶供電分合的工作；

2、將從采集器（或載波電表）采集得來的電量數據按照約定的規則傳輸到主站。

集中器向下連接的接口有兩種：

通過本地信道接口連接到采集器或者直接連接到具有本地信道的表計；

通過直接接口直接和表計相連。

集中器向下連接表計分為兩種方式：

經過采集器，由采集器連接到電表的三層連接方式，此時計量表計不具備本地通道，如載波接口，集中器通過本地通道與采集器進行通訊，采集器與計量表計通過RS485接口進行通訊，集中器與計量表計之間不直接進行通訊；

沒有采集器，集中器直接和表計相連接的二層連接方式，要求計量表計具備本地通道，如載波接口，集中器與計量表計通過本地通道直接進行通訊。

集中器接收主站下發的配置參數，管理本地表計，配置參數包括表局編號、表地址、表規約、表類型、通訊端口號、采集器地址等。

集中器級聯接口用于和其它集中器共享遠程信道。級聯接口可設置選擇為主或從兩種工作模式之一。一臺主工作模式集中器能夠通過級聯485接口級聯最多4臺從工作模式集中器，并通過主工作模式集中器的遠程上行通信通道與主站通信，從而實現主工作模式集中器及其級聯的從工作模式集中器與主站之間的數據交換。參與級聯的所有集中器只有一臺可以設置為主工作模式，其余均為從工作模式。主集中器周期性巡查級聯的從集中器，當從工作模式集中器有數據主動上報需求時，將從集中器的數據轉發給主站。

具備級聯接口的配變監測計量終端可作為從模式設備級聯到集中器。

當一個低壓臺區系統中出現多臺集中器時，認為是多個本地抄表系統，當出現本地信道沖突時由主站控制輪流工作或主站下發定時參數分時工作。

由于集中器下表計數量大，本地信道網絡復雜，經常本地信道不能一次直接到達，故集中器內置了成熟的路由算法，保障數據在表計結點的傳輸。

第三層（下層）：采集器（或計量表計）

采集器作為一個第三層，通常向上通過本地信道連接集中器，向下通過直接信道連接表計。在小區域范圍內預先管理部分表計，從而減輕集中器的負載；或者預集中部分表計便于本地信道的傳輸。

采集器預讀電表，并虛擬成電表集合。集中器可以直接按表地址讀取，采集器直接返回該地址對應的電表數據，也可以對采集器一次讀取全部表計的數據，來替代逐個表地址讀取。

采集器支持透傳，對表計的設置和直接數據讀取可利用該功能實現。

采集器的上行信道有多種類別，比較常見的形式有低壓電力線載波、RS485通訊和小區域無線通訊網絡等方式。在采用RS485方式的采集器中，增加了級聯接口，采集器之間通過級聯端口相連，以減輕RS485總線的負載。

第三層也可以是計量表計，計量表計是計量器具，直接生成并存儲電能信息。

通過直接通訊接口(RS485)實現和低壓集中抄表終端（集中器或采集器）通訊。表計還可能具有本地通訊信道和集中器通訊。表計允許通訊口持久通訊而不影響計量準確度。

表計通常指電能計量表計，分為：單相/三相，單費率/復費率，普通/簡易多功能/多功能，直接接入/電流互感器接入等類別。

低壓集中抄表系統中的電能計量表計通訊規約通常要求使用DL/T645-1997。對非DL/T645規約的電能表計應直接連接到集中器下；對其它如電壓監測儀，配變表和非標電能表計等采用透傳方式由主站解釋規約的表計，可直接連接到集中器的直接接口下；接入采集器后的表計必須完全遵循DL/T645規約。

三、集中抄表系統工程在應用中應注意的問題

自動抄表技術發展迅速，應用市場成熟。借助先進的技術，未來的自動抄表系統必將更加完善，將給人們的生活和社會的生產帶來更大的方便，推動整個社會的經濟快速發展。集中抄表系統工程在安裝使用的過程中，應注意如下問題：

1、集抄系統是表計和系統的結合，表計的選擇對采集數據的準確率有一定的影響。如果采用了機械脈沖表，時間長了會有累積誤差，應使用485接口電表，效果會更好；

2、應該考慮各小區原表箱的空間是否適合集抄的安裝要求，否則在實施安裝的時候可能出現困難；

3、部分民用建筑梯間表計安裝分散，在此類小區安裝時最好能夠連同表箱一并安裝，使梯間表箱集中安裝，便于管理。

四、結束語

低壓集中抄表系統可以大大減少抄表人員, 減輕抄表人員的勞動強度, 提高線損統計的準確性, 實現預付費, 有效地防止和發現竊電, 保證電費的及時回收。尤其在廣大農村, 應用自動抄表系統, 避免抄、核、收等環節的人為因素, 對于杜絕人情電、關系電、權利電, 減輕農民負擔意義重大。

注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。