電力線載波遠程集中抄表系統在冀東油田的應用

穆 宏，紀玉榮

(1.冀東油田勘察設計研究院，河北唐山 063004;2.唐山賽福特電子信息工程有限公司，河北唐山 063000)

電力線載波遠程集中抄表系統在冀東油田的應用

穆 宏1，紀玉榮2

(1.冀東油田勘察設計研究院，河北唐山 063004;2.唐山賽福特電子信息工程有限公司，河北唐山 063000)

低壓電力線載波技術是一種通過低壓輸電線路作為高頻信號傳輸線路的通訊方式。它利用現有的低壓電力線作為通訊線路，并把電力線通訊技術、網絡技術和微控制器相結合，實現遠程控制和高速數據的傳輸。

電力線載波;采集器;遠程集中抄表

1.引言

民用水、電計量是一項重要的基礎工作，是企業實現節能減排的重要手段。在采用電力線載波遠程集中抄表系統以前，冀東油田抄表方式為傳統的人工抄表方式，效率低，技術手段落后。同時，水、電計量設施落后、系統老化嚴重、制約著企業的管理水平和節能增效。

電力線載波遠程集中抄表系統(以下簡稱集抄系統)是一種以電力載波和網絡通信技術作為傳輸數據的載體，同時采用先進的載波電表，直讀式水表作為終端計量設施，改變了以往的人工抄表方式，能夠遠程、實時的抄錄水、電表，提高了收費效率和管理水平。

2.電力線載波技術簡介

低壓電力線載波技術是一種通過低壓輸電線路作為高頻信號傳輸線路的通訊方式。它利用現有的低壓電力線做為通訊線路，并把電力線通訊技術、網絡技術和微控制器相結合，其優點是：電力線和信號線合一，直接利用住宅電力線作為控制總線和數據總線，實現遠程控制和高速數據的傳輸，是高度集成化、集軟硬件為一體的實用型系統。

3.集抄系統組成及原理

3.1 集抄系統組成

冀東油田電力線載波遠程集中抄表系統由收費營業室主控微機(計算機中心)、通訊網、集中器、普通低壓(220V)電力線、采集器、住戶終端表計(電表采用載波電表，水表采用直讀式水表)等六部分組成，是以普通220V民用電線作為通訊載體的用戶信息采集系統，是一種高度集成化、集軟硬件為一體，對用戶用電量、用水量數據自動采集、存儲、傳輸、統計及綜合分析的實用型系統，系統拓撲圖見圖1。

圖1 系統拓撲圖

3.2 集抄系統原理

計算機中心通過市話網管理多個小區，每個小區以變臺為單位組網，計算機中心通過市話網下達指令到某個小區的集中器，集中器再下發指令到用戶的水、電表，水、電表自動將數據以載波的方式傳輸給集中器，集中器將所有數據存儲起來。待終端計算機發出指令進行數據交換時，集中器再通過市話網將數據回傳到計算機中心，計算機中心對數據進行處理后，進行相應的數據存儲和遠程控制，對住戶超限量用水用電采取即時停供技術措施。

3.2.1 集中器

每個變壓器下安裝一臺集中器，集中器采用三項四線制，每一相所帶的計量點經過載波的方式將數據傳送至集中器，集中器將信號處理完成后存到存儲器中，等待終端計算機對集中器進行數據交換。計算機還可以通過集中器進行指令下發，包括對計量點的實時監控、停電、送電，以及數據的讀寫。集中器與終端機的通訊采用電話線連接，需要讀取哪一個臺區的數據時只要通過調制解調器撥號到相應的臺區集中器即可完成數據交換。

3.2.2 載波電表

載波電表的連接方式與普通電表的連接相同，其供電主線進入電表后一路經過取樣電阻進行計量，另一路通過變壓器或者開關電路進行整流、降壓、穩壓為電表本身供電。計量部分把通過取樣電阻上的電流大小取樣后，送至脈沖電路，再由脈沖電路送至中央處理器，中央處理器對脈沖整理后一路送至數碼顯示，另一路送至存儲器。

3.2.3 直讀水表

直讀水表是一種智能水表，主要由旋翼濕式水表、數據傳感器、用戶數據處理模塊等組成。水流動時，水表字輪轉動，表頭的數據傳感器采集字輪位置信號，經數據處理模塊進行數據處理，再以總線通訊方式傳給計算機。它采用絕對編碼方式，實現了表記字輪數據的直讀;無需外接電源，并且平時處于斷電狀態，通訊時需要的電流直接由總線提供。

4.集抄系統實現的功能

4.1 抄表功能

包括水、電、氣表手工點抄、自動定時抄表及自動補抄功能。

4.2 管理統計分析功能

日月用量異常分析;臺區同期用量比較分析;售量統計，損耗統計分析;月、季度、年售量統計;月、日凍結數據抄收率統計等。統計數據實現EXCEL電子表格導出功能，系統發生故障及進行檢修、換表等工作時確保水、電、氣量統計的準確。

4.3 系統監測及安全管理功能

實時監測通訊網絡工作狀況(如通訊故障);實時監測設備工作狀況;實時記錄及保存各種操作日志;生成實時和歷史參數曲線并打印報表。系統可對用戶檔案、設備參數等進行管理，采用分層分區的權限管理進行操作。

4.4 自動遠程拉合閘控制功能

系統操作員人可對欠費用戶進行拉合電閘操作(操作前系統須提示確認信息)，并有拉合閘操作記錄，記錄拉合閘時間、原因及操作員操作信息。

4.5 報警功能

系統具備自檢和異常工況報警功能;系統可設置閥值，可通過設置閥值比較，對超閥值數據自動產生報警?？蓪缶愋?、報警時間等信息進行查詢;報警確認信息須長期保存。

4.6 收費繳費及查詢功能

收費價格設置及管理，可實現多種費率制度;完成費用結算、收費和制作收費單、通知單;通過收費網點觸摸屏查詢終端查詢用戶用量信息、繳費信息和查閱相關政策信息等。

4.7 通知告知功能

通過移動或聯通網絡短消息方式每月提醒用戶到收費點繳費，同時把每月扣繳費情況告知用戶，把礦區服務事業部或物業公司相關政策信息通過移動或聯通網絡告知用戶，通知告知具有群發功能。

5.集抄系統主要技術指標

5.1 系統軟、硬件設備具有良好的容錯能力，出現意外情況，均不引起系統功能喪失、數據丟失和影響系統正常運行，服務器、網絡設備、終端設備平均無故障時間≥20，000小時。

5.2 系統數據嚴格校驗，從采集、傳輸到存儲全過程保證數據的準確可靠，與計量表基數一致，水、電表一次抄收成功率為：電表＞95%、水表＞90%。

5.3 系統容量

系統接入用戶容量不小于10萬戶，接入表計數量不小于40萬只。

5.4 抄凍結數據響應時間

臺變集中器在接收到主站下發的指令后，在4秒以內主站收到響應數據;抄實時數據響應時間：主站下發抄收實時數據指令后，在4秒以內主站收到響應數據;遠程控制響應時間：主站下發控制指令后，在4秒以內主站收到響應。

5.5 停電數據保持時間

電源瞬時及長時間斷電時，數據能夠完整保持10年以上;電源恢復時，保存數據不丟失。

5.6 系統時鐘精度

在使用溫度和相對濕度范圍內，在供電情況下，終端時鐘走時誤差不超過3s/d。

5.7 電表精度等級均為1.0級;水表精度等級均為B級。

6.集抄系統效益分析

6.1 節能增效效果顯著

通過冀東油田相關部門的測算，改造前民用水每戶每月用水量為22.5立方米，改造后通過遠程抄表系統計量，每月每戶用量降至15立方米，下降了7.5立方米，系統計量總量與物業管理公司總表計量的結果基本吻合。改造前用戶平均每月用電量110度，改造后用戶月用電量降至97度，下降了13度，系統計量客戶電量與物業管理公司總表結果基本吻合。

6.2 節約了人工成本

系統改造前，油田礦區內需要8個抄表員，每次抄表周期為一個月。現在采用遠程抄表系統，用3臺微機、3名工作人員就可以對水電計量，每月統計一次只需要一天時間，提高了工作效率，且準確率可以達到100%。

6.3 管理水平明顯提高

由于實行微機管理，避免了人工抄表造成的人為誤差因素，提高了計量的準確率;能及時對用水、用電情況進行綜合分析，制定有針對性的工作措施;避免上門抄表收繳水電費的困難和打擾居民的現象;可以對超量欠費的用戶隨時分戶關斷，并能隨時發現長流水和偷竊電等現象，有效地堵塞了管理漏洞。

7.結論

電力線載波遠程集中抄表系統可以充分的利用現有的低壓輸電線路，具有組網運營成本低、實時性好，易操作，管理方便等特點，具有良好的經濟效益和社會效益，符合國家節能減排的政策要求，值得推廣。

［1］李良沫.電力線數字載波及其發展［J］.電力系統通信，2000(1).

［2］中華人民共和國國家經濟貿易委員會.低壓電力用戶集中抄表系統技術條(DL/T 698—1999)［S］.北京：中國電力出版社，2000.

［3］聶波.遠程低壓電力線載波集中抄表系統［J］.重慶工學院學報，2003(5).

Application of Remote Concentrated Metering System with Power Line Carrier Technology in Jidong Oilfield

MU Hong1，JIYu－rong2
(1.Survey and Design Institute of Jidong Oilfield，Tangshan 063004，China;2.Tangshan Soft Electronic Information Engineering Co.，Ltd，Tangshan 063000，China)

Low－voltage power line carrier technology is a kind of communication mode based on low－voltage power line for high－frequency signal.It uses low－voltage power line as communication line to realize remote control and high speed data communication.

power line carrier technology;collector;remote concentrated metering system

TM933.47 < class="emphasis_bold">文獻標識碼：A

A

1671－3974(2012)01－0059－03

2011－11－29

穆宏(1974－)男，大學，冀東油田勘察設計研究院，工程師。研究方向：電氣工程設計。