電能計量自動化采集終端常見的故障及處理方法探討

陳毅俊

【摘要】電能計量自動化系統的提出對于現今高速發展的智能電網技術的應用和電網規模的擴大有非常積極的意義。文章通過介紹電能計量系統的基礎內容，在分析其常見的故障和處理方法的同時，從現場電能量采集終端等方面給出了電能計量自動化采集終端的應用和維護，希冀為系統的安全運行提供一定的幫助。

【關鍵詞】計量自動化;采集終端;維護方法

1.引言

傳統方式在進行抄度計費等電量統計工作中，一般采用的都是人工抄表記錄的方式。現如今，隨著電力系統的發展和電網建設規模的擴大，各類用戶不同種類的電能計量點不斷增加，傳統的計量方式和故障處理方法已遠不能滿足現代化各個領域關于電能計量的有關工作。因此，電能計量自動化系統應運而生，電能計量自動化采集終端能夠完成現代化要求的各項工作，并隨著計算機技術的發展亦逐漸改進。

2.電能計量自動化采集終端概述及功能

2.1 電能計量自動化采集終端概述

電能計量自動化采集終端是電能計量系統的一個特別重要的組成部分，在電能量計費系統中起關鍵作用。電能計量采集終端工作于系統計量主站與電能表之間（圖1），其主要是由電能量數據采集、存儲、處理、保存、傳輸等功能的設備共同構成。電能計量系統主站和終端設備共同構成了電能量計費系統，主要工作是進行遠方原始電量數據、負荷數據的采集和上傳。

圖1 電能計量自動化系統結構圖

電能計量自動化采集終端可支持種類不同的通訊端口，并能夠實現在多個不同主站同時通訊的功能，且可以根據不同主站的需求設置傳輸數據內容。終端設備內部含有通訊模塊，可分為RS485通訊模塊、FSK通訊模塊、GPFIS通訊模塊、以及PSTN采集模塊等。電力公司可根據自身需要選擇合適的模塊，國內一般采用RS485通訊模塊。

2.2 電能計量自動化采集終端的功能

終端設備功能可實現以下基本功能：

第一，能夠完成對廠站電能量數據的高精度采集。一般采集周期可選擇1min-24h，采集終端可以按指定的時間起點、內容傳送信息至主站;

第二，能夠按要求向主站傳送和存儲電表窗口電量、月凍結電量、分時電量、電流、電壓、 功率、電表內事件記錄（如失壓、失流、過流）及本身的事件記錄等信息;

第三，能夠接入脈沖電能表和多功能電子式電能表。一般采用RS485方式或RS232方式接入多功能電子式電能表，采用無源脈沖輸入方式接入脈沖電能表。電能采集終端可以擴展成幾路脈沖量輸入，也支持同時接入多塊多功能電子式電能表，對于國外品牌的多功能電能表，一般可擴展為電流環接口;

第四，能夠接入廠站內常用規約的多功能電子式電能表;

第五，電能量采集終端數據有一定的存儲容量，可以將電能量數據保存相應的天數。

3.電能計量采集終端常見故障類型及處理方法

這里所述的故障是指：電能計量采集終端在其運行過程中，主站與客戶電量采集終端之間的數據傳輸不能正常進行、設備功能不能正常發揮。采用的處理方法旨在通過解決以上問題來確保采集終端的各項功能達到運行指標的要求。

采集終端常見的故障類型在這里分為三類：不能采集電表數據、終端不能上線、終端黑屏或者白屏。

3.1 不能采集電表數據故障

3.1.1 影響終端與電表通訊模塊正常通訊的常見因素

首先是人為影響。終端或者電表的通訊模塊端口接錯位或者接反，通訊線的極性接反;其次是參數設置影響。終端的通訊模塊通道號設錯，終端測量點的參數設置不正確，包括：電表通訊波特率、測量點有效標志電表通訊地址、數據位、停止位等等;最后是硬件影響。通訊模塊端口故障、電壓值低或者無電壓、電表的端口故障、電壓值低或無電壓、通訊線被斷或水晶頭壓接不良等。

3.1.2 此故障處理方法

應先檢查采集終端的計量點參數是否設置正確：檢查終端里相應的電表參數（波特率、數據位、停止位、校驗位、規約等）與現場電表的參數是否一致，若不同，調整參數為正確數值;再檢查電能表與終端通訊模塊端口功能，具體方法是，首先，用萬用表直流電壓檔測量終端通訊端口和電能表端口有無電壓，若測得電壓值異常（端口電壓正常值通常在1.5～4.5V之間）或無電壓，則可以初步推測為某端口有故障存在，然后再通過讀表軟件或者掌機在在電能表的端口讀取電能表數據，若可以讀到數據，則證明電能表端口一切正常，問題可能在計量終端的通訊模塊端口上。

3.2 終端不能上線故障

3.2.1 故障的分類

此類故障可分為兩類：終端不能通過無線網絡上線和終端不能通過電話通道上線。

對于第一類故障，檢測工作應從以下幾個方面著手：從安裝角度，可能由于SIM卡接觸不好、天線損壞或者天線沒有安裝好等情況導致故障;從無線運營商角度，由于信號較弱或者信號未覆蓋，SIM卡故障、損壞等原因導致故障;從參數設置角度，通訊參數或者主站通道參數設置錯誤，終端邏輯地址設置不正確，登陸模式有問題等。

對于第二類故障，檢測工作可從以下幾個步驟進行：首先檢查通訊參數是否設置正確;其次檢查電話通道是否工作正常，用萬用表直流檔測量通道電壓是否處于45-52V之間，或者直接連接電話機查看是否能正常通話以及通話質量如何;最后檢查防雷設備是否正常，同樣是用萬用表直流檔測量防雷設備的電話通道電壓是否處于45-52V之間。

3.2.2 故障處理方法

故障處理的具體方法可從下面著手：檢查計量采集終端的通訊模塊;檢查計量采集終端的通訊參數;檢查SIM卡是否氧化，是否出現接觸不良現象;檢查現場的無線信號質量，若信號不好，需變換移動天線位置，必要時可采取更換天線的措施。

3.3 終端出現黑屏或白屏故障

此類故障判別較簡單，首先測量外界直流和交流電壓是否已接入到設備，如果沒有，需重新安接;若接入完全，便能初步判斷此為設備本身的故障問題，需檢查維修。

4.電能計量采集終端的應用和維護

4.1 RS485總線在遠程抄表系統中的應用

RS485總線作為現代通訊技術的工業標準之一，在工業上的應用已非常成熟。RS485總線使用一對雙絞線，可方便地實現多點互連，且其工作方式采用平衡發送及差分接收方式，當其發送端輸出時，驅動器將TTL電平信號轉換成差分信號，而在接收端，接收器再將差分信號轉換成TTL電平，因此，RS485總線具有抗共模干擾的能力。總線由兩個獨立的子系統組成， 即數據采集器、 數據集中器。 在這種一點對多點的連接中，數據集中器是上位機（主機）， 數據采集器為下位機（從機），其網絡結構圖如圖2所示。

圖2 基于RS485總線網絡的集中器與采集器結構圖

4.2 電能表與計量終端通訊不成功時的檢查方法

電能表與計量終端通訊不成功時的具體檢查方法如下：

首先若觀察到同一RS485接口上的所有電能表通信均不成功，則需檢查終端接口以及該接口的RS485總線工作是否異常。先檢查終端RS485接口是否損壞，若是，則更換接口芯片;若接口正常，則檢查接口處總線是否出現接錯或者斷線情況。

其次若發現同一RS485接口的部分電表未能正常通信，則表明終端RS485接口和總線工作正常。這時應先檢查通信故障電表，看參數是否設置正確，再核對地址、波特率等數據是否與表計一致;然后檢查電能表的接口和接線有無異常情況。

若檢測因布線問題導致通信情況不穩定，則需重新檢查布線，并做好屏蔽層接地工作。

若是因一個RS485端口接入電表數量太多，會導致部分數據因無法完整采集而丟失，影響終端的采集完整率。此時應擴展端口數目減少一個端口的接入電表數量。

5.結語

隨著電網的發展，電能計量自動化系統的應用將越來越廣，并且不斷改進。為推動電網的持續發展，做好電能計量自動化系統的研究工作是很重要的方面，國家和電力應加大此方向的研究工作，并合理進行維護維修，同時要提高工作人員的知識儲備和素質儲備，使得電網運行安全穩定高效地進行。

參考文獻

[1]遲喜梅，徐慧敏.電能計量終端的遠程實時監控分析開發[J].黑龍江科技信息，2013（7）：73-75.

[2]黃鍇.電能計量自動化終端維護處理方法[J].企業技術開發，2014（10）：24-26.