摘要：自動抄表系統(tǒng)主要由電能表、采集器、集中器、數(shù)據(jù)傳輸通道、主站系統(tǒng)構(gòu)成，通過網(wǎng)絡還可以和供電局的營業(yè)收費系統(tǒng)相連實現(xiàn)抄表收費一體化

　　關(guān)鍵詞：自動抄表系統(tǒng)應用

　　1、自動抄表系統(tǒng)的構(gòu)成

　　自動抄表系統(tǒng)主要由電能表、采集器、集中器、數(shù)據(jù)傳輸通道、主站系統(tǒng)構(gòu)成，通過網(wǎng)絡還可以和供電局的營業(yè)收費系統(tǒng)相連實現(xiàn)抄表收費一體化。如圖1所示。

　　電能表-電能表有脈沖電能表和機械電能表兩種，脈沖電能表可輸出標準脈沖信號到采集器，而機械電能表需將用戶的用電量通過光或磁的方法轉(zhuǎn)換為標準脈沖信號。

　　采集器（或稱為采集模塊）——采集器分為單表采集器和多表采集器兩種，單表采集器只能采集、存儲1塊電表的數(shù)據(jù)，多表采集器可同時采集、存儲8、12、16、24、32或64塊電表的數(shù)據(jù)，采集器除完成電表的電量數(shù)據(jù)采集工作以外，還要根據(jù)系統(tǒng)的要求完成與集中器之間的數(shù)據(jù)通信，將需要傳送的電量數(shù)據(jù)送到集中器中。

　　集中器-集中器的主要任務有兩個，一是完成與采集器的數(shù)據(jù)通信工作，向采集器下達電量數(shù)據(jù)凍結(jié)命令，定時循環(huán)接收采集器的電量數(shù)據(jù)，或根據(jù)系統(tǒng)要求接收某個電表或某組電表的數(shù)據(jù)。另外的任務就是根據(jù)系統(tǒng)要求完成與主站的通信，將用戶用電數(shù)據(jù)等主站需要的信息傳送到主站數(shù)據(jù)庫中。

　　通信信道-上行通道：指的是集中器與主站之間的通信線路，可以采用電話、無線、專線等通信介質(zhì)；下行通道：指的是集中器與采集器之間的通信線路，主要有485總線、電力線載波兩種通信方式。

　　主站系統(tǒng)——定時或隨時抄收居民或商戶電表的電能量數(shù)據(jù)，對集中器設(shè)置通信參數(shù)及操作參數(shù)，與供電局用電營業(yè)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)后，可以進行電費計算、票據(jù)打印、統(tǒng)計報表、電費實收等功能。

　　2485總線方式自動抄表系統(tǒng)

　　485總線方式的抄表系統(tǒng)主要由電能表、采集器、集中器、數(shù)據(jù)信道機以及主臺計算機組成。其中采集器負責將若干個電表的用電數(shù)據(jù)集中進行處理、計算及打包向上發(fā)送。若干個采集器通過雙絞線與集中器相連，組成一個485網(wǎng)絡。集中/轉(zhuǎn)發(fā)器負責與主臺計算機和采集器進行通信，它與主臺計算機之間的通信可選電話線、無線電、專線電纜等多種方式。

　　（1）單485總線抄表系統(tǒng)：

　　系統(tǒng)由主站、信道、集中器、采集器和電能表構(gòu)成。主信道（上行）一般采用公用電話網(wǎng)（PSTN），集中器與采集器之間（下行）采用屏蔽雙絞線，通信方式為485總線，采集器和電能表之間用一般導線連接，用于脈沖采集。

　　該系統(tǒng)適用于城市居民小區(qū)和較密集的商住樓，且電能表已安裝在集中式表箱中。每個單元安裝一臺采集器，可采集集中表箱內(nèi)的所有電能表脈沖。對于小區(qū)內(nèi)部的小商業(yè)用戶和單位，可以敷設(shè)脈沖線到就近樓層單元的采集器，若距離超過100m，應單獨安裝一臺采集器。大約30～50個采集器需配置一個集中器，但485網(wǎng)線長度應不超過1200m.

　　單485總線抄表系統(tǒng)優(yōu)點：

　　①技術(shù)簡單、成熟，易于實現(xiàn)；對全電子式電能表，無需改造；總線傳輸速率高，可靠性高。②通過采用相應的信道編碼技術(shù)，網(wǎng)線的合理配置，可使抄收率和數(shù)據(jù)可用率達到兩個100%.

　　③由于采用多塊表集中抄收的方式降低了每戶成本，同時也降低了整個系統(tǒng)造價。

　　單485總線抄表系統(tǒng)缺點：

　　①施工布線工作量大，網(wǎng)線易受人為破壞。

　　②線路損壞后，故障點不易查找。

　　③易受雷擊和過電壓的影響。

　　單485總線抄表系統(tǒng)的適用范圍：

　　該系統(tǒng)適用城市居民小區(qū)和較密集的商住樓，且電能表已安裝在集中式表箱中。

　　（2）雙485總線抄表系統(tǒng)：

　　系統(tǒng)由主站、信道、集中器、采集器、485模塊和電能表構(gòu)成。主信道（上行）一般采用公用電話網(wǎng)（PSTN），集中器與采集器之間（下行）采用屏蔽雙絞線（485總線），采集器和電能表之間也采用屏蔽雙絞線（485總線），用于采集電能表數(shù)據(jù)。

　　該產(chǎn)品適用于城市較分散的商業(yè)用戶和居民用戶，每個電能表需安裝內(nèi)置式485模塊，該模塊將電能表的脈沖轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)，然后通過485接口傳送到采集器。電能表之間的485總線長度不能超過1200m.

　　該系統(tǒng)由于采用了雙485總線結(jié)構(gòu)，故數(shù)據(jù)傳輸速率高，可靠性高，又因為電能表采用內(nèi)置式485轉(zhuǎn)換模塊，脈沖傳輸更為可靠。缺點仍然是施工布線工作量大，網(wǎng)線易受人為破壞。

　　3、載波抄表系統(tǒng)

　　（1）低壓電力線的基本傳輸特性及通信技術(shù)：

　　簡單的說，影響電力線載波傳輸質(zhì)量主要有兩個因素：一個是電力網(wǎng)絡的阻抗特性及其衰減，另一個是噪聲的干擾。第一個因素制約著信號的傳輸距離，第二個因素決定著數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量。

　　低壓電力網(wǎng)的噪聲干擾主要由配電變壓器和用戶裝置產(chǎn)生。噪聲基本來源為：通用交、直流兩用電機，帶有可控硅的調(diào)光裝置，電視接收機等。這些設(shè)備產(chǎn)生的背景噪聲包括：隨機噪聲、平滑頻譜噪聲以及工頻諧波噪聲等。

　　以上可以看出，載波傳輸系統(tǒng)所處的環(huán)境是很惡劣的，所以應采取某些措施消除噪聲，特別是脈沖噪聲對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊憽?/p>

　　到目前為止，國內(nèi)廠家生產(chǎn)的載波采集模塊大部分是基于FSK調(diào)制技術(shù)的，部分廠家使用的是擴頻技術(shù)。

　　相對于采用擴頻技術(shù)的模塊而言，基于FSK調(diào)制的采集模塊的優(yōu)點是成本較低，實現(xiàn)比較容易，但其缺點也比較明顯，即抗噪聲干擾和抗諧波能力相對較差。

　　對于采用擴頻技術(shù)的采集模塊，由于采用具有寬帶傳輸特征的擴頻通信技術(shù)，使得系統(tǒng)在抗干擾能力方面有了較大幅度的改進，使得抄表系統(tǒng)的可靠性得到了一定程度的提高。

　　實踐證明，為適應不同電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、不同居民區(qū)、以及不同時間劇烈變化的負荷的實際要求，不論是FSK調(diào)制，還是擴頻調(diào)制的電力線載波系統(tǒng)，都必需針對具體情況，通過接力或加大功率（在允許的范圍內(nèi)）等措施延長傳播距離和提高傳輸可靠性，以實現(xiàn)全天候可靠的電表數(shù)據(jù)抄收。

　　（2）單表載波模塊的載波抄表系統(tǒng)：

　　單表載波模塊的載波抄表系統(tǒng)指每塊表內(nèi)均安裝一塊載波采集模塊，每個采集模塊完成電量的數(shù)據(jù)采集計算，并通過低壓電力線與設(shè)在變壓器副邊側(cè)的集中/轉(zhuǎn)發(fā)器進行通信。

　　系統(tǒng)由主站、信道、載波集中器、載波電能表構(gòu)成。

　　主信道（上行）一般采用公用電話網(wǎng)（PSTN），集中器與載波電能表之間（下行）采用低壓電力線載波。該載波電能表是由電能表加載波模塊組成。其主要優(yōu)點：充分利用電力線資源，無需重新布線，技術(shù)先進，是抄表技術(shù)的發(fā)展方向。

　　主要缺點：

　�、俑哳l載波信號只能在一個臺區(qū)內(nèi)傳輸，無法跨臺區(qū)傳送信號，必需借助其它通信手段將電表數(shù)據(jù)從集中器送到電表抄收中心或營業(yè)中心。

　　②由于低壓電力線本身的介質(zhì)、結(jié)構(gòu)和負荷的影響，載波信號易受干擾，全天候的電能表可靠抄收比較困難，必需通過中繼或其它技術(shù)手段加以解決。

　　③由于單表模塊尺寸和成本的限制，使得在軟件和硬件上，很難進一步提高模塊的可靠性和穩(wěn)定性，這也在一定程度上，影響了系統(tǒng)的性能。

　　（3）“多表一個采集器”的載波抄表方式

　　“多表一個采集器”的載波抄表方式類似于485總線的抄表方式，多塊電能表共用1個采集器。唯一不同的是采集終端（模塊）與集中器之間的通信不是采用485雙絞線，而是通過低壓電力線實現(xiàn)載波通信。

　　4、其它特殊自動抄表系統(tǒng)

　�。�1）超窄帶（UNB）載波抄表系統(tǒng)（跨臺區(qū)單表載波）

　　該系統(tǒng)適合于城鄉(xiāng)分散的居民用戶和工業(yè)用戶抄表，特別適用于對農(nóng)村配變電能表的跨臺區(qū)的抄收。

　　該系統(tǒng)的技術(shù)特點：超窄帶技術(shù)的傳輸帶寬只有0.001Hz，傳輸功率只需0.3mW，載波單元可直接安裝在電能表內(nèi)，每個載波單元通過編程分配一個不同的頻率，多個載波單元（目前可接2880個）與位于變電所的接收器同時進行通信，通信傳輸距離長，可達200km。由于使用極低的頻率（5～9.5Hz）進行信號傳輸，因此信號穿透力強，可通過變壓器、線路和電容器，不需附加任何增益設(shè)備，不受其他設(shè)備的干擾，也不干擾其他設(shè)備的正常運行。但由于采用超窄帶調(diào)制技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸速率較低，傳輸一個數(shù)據(jù)位需要33min，傳送一個完整的電量數(shù)據(jù)需要16h，實時性差。對于抄表系統(tǒng)而言，如果我們能夠忍受系統(tǒng)的延遲性（一個完整的數(shù)據(jù)包傳送需要十幾個小時以上），那么出于超窄帶傳輸系統(tǒng)的極高傳輸可靠性以及極強的穿透力，完全可以認為此系統(tǒng)是一可使用的實用抄表系統(tǒng)，對此應當引起我們的重視。

　　（2）紅外抄表系統(tǒng)：

　　系統(tǒng)由主站、紅外掌上機、采集器和電能表構(gòu)成，采集器完成對革一表箱中的所有電表的電量采集，不設(shè)集中器，也不需要通信線路，抄表時由工作人員到現(xiàn)場，用掌上機抄收采集器中存儲的電能表數(shù)據(jù)，然后返回主站，將掌上機中已抄的電能表數(shù)據(jù)通過RS232口，傳送到主站計算機。該系統(tǒng)由于省去了集中器和485布線，故工程造價大大降低，缺點是需人到現(xiàn)場，自動化程度有所降低。

　　適合于城市或農(nóng)村的電能表已集中的居民抄表。

　　（3）配變抄表系統(tǒng)：

　　系統(tǒng)由主站、信道、抄表終端和配變總表構(gòu)成。該系統(tǒng)主要實現(xiàn)對配電變壓器總表電能量的抄收。抄表終端可以直接采集電能表的脈沖信號，也可抄收多功能電能表的數(shù)據(jù)，并通過通信線路和設(shè)備將所抄數(shù)據(jù)傳送到主站中。信道一般采用公用電話網(wǎng)（PSTN），也可采用其他通信信道，如無線電、光纖、載波等。

　　（4）工頻抄表系統(tǒng)

　　工頻抄表系統(tǒng)類似于超窄帶抄表系統(tǒng)，不過它使用的是通過工頻過零點進行調(diào)制的載波通信技術(shù)，相比超窄帶抄表系統(tǒng)而言，易受諧波于干擾的影響，且需要較大的注入功率，但傳輸速率比超窄帶抄表系統(tǒng)高。