光纖集抄系統實施方案

王 新

葫蘆島供電公司，遼寧葫蘆島 125000

0 引言

目前，用電信息采集系統的本地通信主要有電力線載波（PLC）、RS485總線和短距離無線三種方式，PLC在不同臺區線路通信成功率有較大差異，還不能達到實時可靠通信；RS485初始安裝工程量比較大，對安裝工人的要求較高；無線天生具有無法穿越屏蔽、容易受到干擾的缺點，因此在用電信息采集主站和智能電表之間必須建立一個實時、可靠而且成本較低的通信通道。

1 功能和經濟效益分析

從功能上分析，其主要優勢如下：

1）系統設計創新。整個系統中以光為信息載體，形成一個光纖的用電信息采集系統。集中器與主站之間通過GPRS或以太網、石英光纖通信，集中器與表之間通過塑料光纖進行通信，且通過光纖收發模塊實現電表數據采集；此光纖用電信息采集系統立足創新，強調實用，控制成本、發揮高效，完全滿足智能電網提出的新需求；2）檔案主動上報。由于每只智能電表到集中器之間有一個單獨的通信通道，不再是總線方式，軟件上可實現自動搜索電表功能。因此智能電表可以主動向集中器上報檔案和各類事件，無論是新裝、拆除、還是更換智能電表，主站可以立即接到檔案變動的事件報告。此創新具有重大的現實意義，可以徹底改變目前智能電表檔案難以核對的問題，并且主站的檔案將和現場同步變化，不會因為各種拆換表而造成混亂，大大簡化電力公司的管理流程，減少人員工作量；3）極大提高故障排查效率。工程人員在安裝智能電表時，直接安裝連接智能電表和集中器之間的塑料光纖，不需要做任何的設置，通過指示燈來判斷是否連接好，只要指示燈顯示正確，就說明安裝工作全部完成，其余都由智能電表和集中器自動完成，具備簡單、方便、快捷的安裝維護特點。解決了PLC、RS485總線、RF短距離無線等通信方式現場故障非常難以排查的問題；4）支持智能電表的高級應用。智能電表的核心問題是通信問題。光纖集抄方案為智能電表和主站之間提供了一個可靠、實時的通信信道，不但能實現遠程通斷電、預付費、階梯電價等功能。為未來智能電表各種高級應用的實現，提供了關鍵的可靠通信通道，是其堅實的技術基礎。

從經濟效益角度分析：

1）設備購置費。包括集抄終端，電能表及其他環節設備成本；光纖采集方式與485、電力載波方式費用相當；

2）工程實施費用。包括工程設備安裝及調試費用，因噪聲干擾大導致電力載波臺區抄讀效果不佳，需加裝集抄終端，甚至需要進行臺區線路改造費用，而485需要大量專業技術人員現場調試，而光纖集中器獨立通信通道，安裝后即所免調試，費用大大降低。

2 系統方案

2.1 項目范圍

此方案在表計集中安裝的場合有明顯優勢，在電力公司管轄的臺區范圍內，挑選電表集中安裝的新建臺區，安裝國網單相表和光纖集中器。采用此智能光纖方案不僅安裝調試方便，現場一次通信成功率可達99.99%，抄讀成功率可達100%，而且能有效控制成本和功效。

2.2 技術體系

光纖低壓集中抄表系統采用的技術標準符合國家電網公司的低壓集中抄表的技術要求，具體為：《國網智能電能表訂貨及驗收技術條件》；《集中器訂貨及驗收技術條件》；《集中器數據傳輸上行規約》；《三相智能網絡電能表訂貨及驗收技術條件》。

2.3 主站體系

光纖低壓集中抄表系統的主站應與電力需求側管理系統主站一體化建設，并盡量利用現有需求側管理系統硬件設備。光纖低壓集中抄表系統應為電力需求側管理系統的一個模塊。

主站系統功能：

1）遠程抄表功能：主站通過通訊網絡，按照主站設定的抄表方案：抄收間隔、抄收周期，自動的讀取集中器的各用戶電能表的累計電能量及其他信息；根據管理人員配置的“抄讀任務列表”自動執行對指定集中器的定時抄表；2）抄表數據自動校核：在實現遠程自動抄表的基礎上，進行抄表數據的準確性的核算；能自動報告抄讀不成功的數據；能自動報告電表檔案信息，報告新裝，換裝，撤表現場施工信息；能自動報告抄讀異常（現場停電事件、止碼倒走等）的數據；3）凍結數據抄讀功能：主站通過通信網絡，按設定抄表周期自動抄收讀取集中器保存的電表的月、日凍結數據；4）電表的運行狀態異常檢查：主站根據抄讀回的電表繼電器狀態，判斷是否存在異常；利用抄讀數據對各電表的用電量進行異常檢查：表底電量異常、用電量波動異常（同前三個月的電量平均值比較）、長時間沒有用電的情況檢查；可自動進行系統自檢，發現設備異常（包括通訊）應有記錄和報警，報警方式包括本地報警和向上方主站報警。

3 光纖智能電表

光纖智能電表下行通信采用模塊化設計，電氣接口兼容載波模塊和微功率無線模塊。光纖模塊具備單路光纖接口，塑料光纖可以直接接入模塊內，并通過螺絲固定。1）結構安裝尺寸與國網載波模塊一致，電氣接口符合國網單相表標準，可以與其它下行模塊替換；2）具備運行指示燈，模塊的工作狀態一目了然，方便現場安裝與排查問題；3）簡單方便的光連接接口，不需要專業的光纖連接工具。

3.1 設備安裝調試

現場安裝環境如下所示，國網單相表上裝有單路光模塊，可以連接單根光纖，右下角空位可以安裝小集中器，小集中器上有16路/32路光口，可同時連接16支/32支單相表。

3.2 光纖集中器安裝調試

將終端垂直懸掛在掛鉤螺釘上，并擰緊下方固定螺釘。注意保證掛鉤與掛鉤螺釘之間、掛鉤螺釘與大地之間接觸良好。選擇易于安裝的位置，對照終端上掛鉤中間位置用Φ7mm鉆頭鉆一個孔；對照終端底殼兩個螺孔位置用Φ5mm鉆頭鉆兩個孔。按要求將各種線路接入終端。

4 結論

此項目結合光纖各自的特點，能實現檔案主動上報、安裝維護方便、支持智能電表的遠程實時通斷電等高級應用，有效控制成本和功耗。此方案所具備的優勢必定會深遠影響用電采集系統智能化的發展，且能有效、可靠的處理智能電網重要的數據來源，為推動堅強智能電網的建設提供有力的技術支持。

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