摘要：自動(dòng)抄表系統主要由電能表、采集器、集中器、數據傳輸通道、主站系統構成，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )還可以和供電局的營(yíng)業(yè)收費系統相連實(shí)現抄表收費一體化

　　關(guān)鍵詞：自動(dòng)抄表系統應用

　　1、自動(dòng)抄表系統的構成

　　自動(dòng)抄表系統主要由電能表、采集器、集中器、數據傳輸通道、主站系統構成，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )還可以和供電局的營(yíng)業(yè)收費系統相連實(shí)現抄表收費一體化。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(hù)的用電量通過(guò)光或磁的方法轉換為標準脈沖信號。

　　采集器（或稱(chēng)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塊電表的數據，多表采集器可同時(shí)采集、存儲8、12、16、24、32或64塊電表的數據，采集器除完成電表的電量數據采集工作以外，還要根據系統的要求完成與集中器之間的數據通信，將需要傳送的電量數據送到集中器中。

　　集中器-集中器的主要任務(wù)有兩個(gè)，一是完成與采集器的數據通信工作，向采集器下達電量數據凍結命令，定時(shí)循環(huán)接收采集器的電量數據，或根據系統要求接收某個(gè)電表或某組電表的數據。另外的任務(wù)就是根據系統要求完成與主站的通信，將用戶(hù)用電數據等主站需要的信息傳送到主站數據庫中。

　　通信信道-上行通道：指的是集中器與主站之間的通信線(xiàn)路，可以采用電話(huà)、無(wú)線(xiàn)、專(zhuān)線(xiàn)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(xiàn)路，主要有485總線(xiàn)、電力線(xiàn)載波兩種通信方式。

　　主站系統——定時(shí)或隨時(shí)抄收居民或商戶(hù)電表的電能量數據，對集中器設置通信參數及操作參數，與供電局用電營(yíng)業(yè)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)后，可以進(jìn)行電費計算、票據打印、統計報表、電費實(shí)收等功能。

　　2485總線(xiàn)方式自動(dòng)抄表系統

　　485總線(xiàn)方式的抄表系統主要由電能表、采集器、集中器、數據信道機以及主臺計算機組成。其中采集器負責將若干個(gè)電表的用電數據集中進(jìn)行處理、計算及打包向上發(fā)送。若干個(gè)采集器通過(guò)雙絞線(xiàn)與集中器相連，組成一個(gè)485網(wǎng)絡(luò )。集中/轉發(fā)器負責與主臺計算機和采集器進(jìn)行通信，它與主臺計算機之間的通信可選電話(huà)線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)電、專(zhuān)線(xiàn)電纜等多種方式。

　　（1）單485總線(xiàn)抄表系統：

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

　　該系統適用于城市居民小區和較密集的商住樓，且電能表已安裝在集中式表箱中。每個(gè)單元安裝一臺采集器，可采集集中表箱內的所有電能表脈沖。對于小區內部的小商業(yè)用戶(hù)和單位，可以敷設脈沖線(xiàn)到就近樓層單元的采集器，若距離超過(guò)100m，應單獨安裝一臺采集器。大約30～50個(gè)采集器需配置一個(gè)集中器，但485網(wǎng)線(xiàn)長(cháng)度應不超過(guò)1200m.

　　單485總線(xiàn)抄表系統優(yōu)點(diǎn)：

　�、偌夹g(shù)簡(jiǎn)單、成熟，易于實(shí)現；對全電子式電能表，無(wú)需改造；總線(xiàn)傳輸速率高，可靠性高。②通過(guò)采用相應的信道編碼技術(shù)，網(wǎng)線(xiàn)的合理配置，可使抄收率和數據可用率達到兩個(gè)100%.

　�、塾捎诓捎枚鄩K表集中抄收的方式降低了每戶(hù)成本，同時(shí)也降低了整個(gè)系統造價(jià)。

　　單485總線(xiàn)抄表系統缺點(diǎn)：

　�、偈┕げ季�(xiàn)工作量大，網(wǎng)線(xiàn)易受人為破壞。

　�、诰�(xiàn)路損壞后，故障點(diǎn)不易查找。

　�、垡资芾讚艉瓦^(guò)電壓的影響。

　　單485總線(xiàn)抄表系統的適用范圍：

　　該系統適用城市居民小區和較密集的商住樓，且電能表已安裝在集中式表箱中。

　　（2）雙485總線(xiàn)抄表系統：

　　系統由主站、信道、集中器、采集器、485模塊和電能表構成。主信道（上行）一般采用公用電話(huà)網(wǎng)（PSTN），集中器與采集器之間（下行）采用屏蔽雙絞線(xiàn)（485總線(xiàn)），采集器和電能表之間也采用屏蔽雙絞線(xiàn)（485總線(xiàn)），用于采集電能表數據。

　　該產(chǎn)品適用于城市較分散的商業(yè)用戶(hù)和居民用戶(hù)，每個(gè)電能表需安裝內置式485模塊，該模塊將電能表的脈沖轉換為數據，然后通過(guò)485接口傳送到采集器。電能表之間的485總線(xiàn)長(cháng)度不能超過(guò)1200m.

　　該系統由于采用了雙485總線(xiàn)結構，故數據傳輸速率高，可靠性高，又因為電能表采用內置式485轉換模塊，脈沖傳輸更為可靠。缺點(diǎn)仍然是施工布線(xiàn)工作量大，網(wǎng)線(xiàn)易受人為破壞。

　　3、載波抄表系統

　�。�1）低壓電力線(xiàn)的基本傳輸特性及通信技術(shù)：

　　簡(jiǎn)單的說(shuō)，影響電力線(xiàn)載波傳輸質(zhì)量主要有兩個(gè)因素：一個(gè)是電力網(wǎng)絡(luò )的阻抗特性及其衰減，另一個(gè)是噪聲的干擾。第一個(gè)因素制約著(zhù)信號的傳輸距離，第二個(gè)因素決定著(zhù)數據傳輸的質(zhì)量。

　　低壓電力網(wǎng)的噪聲干擾主要由配電變壓器和用戶(hù)裝置產(chǎn)生。噪聲基本來(lái)源為：通用交、直流兩用電機，帶有可控硅的調光裝置，電視接收機等。這些設備產(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據傳輸的影響。

　　到目前為止，國內廠(chǎng)家生產(chǎn)的載波采集模塊大部分是基于FSK調制技術(shù)的，部分廠(chǎng)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調制的采集模塊的優(yōu)點(diǎn)是成本較低，實(shí)現比較容易，但其缺點(diǎn)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)，使得系統在抗干擾能力方面有了較大幅度的改進(jìn)，使得抄表系統的可靠性得到了一定程度的提高。

　　實(shí)踐證明，為適應不同電網(wǎng)結構、不同居民區、以及不同時(shí)間劇烈變化的負荷的實(shí)際要求，不論是FSK調制，還是擴頻調制的電力線(xiàn)載波系統，都必需針對具體情況，通過(guò)接力或加大功率（在允許的范圍內）等措施延長(cháng)傳播距離和提高傳輸可靠性，以實(shí)現全天候可靠的電表數據抄收。

　　（2）單表載波模塊的載波抄表系統：

　　單表載波模塊的載波抄表系統指每塊表內均安裝一塊載波采集模塊，每個(gè)采集模塊完成電量的數據采集計算，并通過(guò)低壓電力線(xiàn)與設在變壓器副邊側的集中/轉發(fā)器進(jìn)行通信。

　　系統由主站、信道、載波集中器、載波電能表構成。

　　主信道（上行）一般采用公用電話(huà)網(wǎng)（PSTN），集中器與載波電能表之間（下行）采用低壓電力線(xiàn)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(diǎn)：充分利用電力線(xiàn)資源，無(wú)需重新布線(xiàn)，技術(shù)先進(jìn)，是抄表技術(shù)的發(fā)展方向。

　　主要缺點(diǎn)：

　�、俑哳l載波信號只能在一個(gè)臺區內傳輸，無(wú)法跨臺區傳送信號，必需借助其它通信手段將電表數據從集中器送到電表抄收中心或營(yíng)業(yè)中心。

　�、谟捎诘蛪弘娏�線(xiàn)本身的介質(zhì)、結構和負荷的影響，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(guò)中繼或其它技術(shù)手段加以解決。

　�、塾捎趩伪砟�塊尺寸和成本的限制，使得在軟件和硬件上，很難進(jìn)一步提高模塊的可靠性和穩定性，這也在一定程度上，影響了系統的性能。

　　（3）“多表一個(gè)采集器”的載波抄表方式

　　“多表一個(gè)采集器”的載波抄表方式類(lèi)似于485總線(xiàn)的抄表方式，多塊電能表共用1個(gè)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(xiàn)，而是通過(guò)低壓電力線(xiàn)實(shí)現載波通信。

　　4、其它特殊自動(dòng)抄表系統

　�。�1）超窄帶（UNB）載波抄表系統（跨臺區單表載波）

　　該系統適合于城鄉分散的居民用戶(hù)和工業(yè)用戶(hù)抄表，特別適用于對農村配變電能表的跨臺區的抄收。

　　該系統的技術(shù)特點(diǎn)：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，每個(gè)載波單元通過(guò)編程分配一個(gè)不同的頻率，多個(gè)載波單元（目前可接2880個(gè)）與位于變電所的接收器同時(shí)進(jìn)行通信，通信傳輸距離長(cháng)，可達200km。由于使用極低的頻率（5～9.5Hz）進(jìn)行信號傳輸，因此信號穿透力強，可通過(guò)變壓器、線(xiàn)路和電容器，不需附加任何增益設備，不受其他設備的干擾，也不干擾其他設備的正常運行。但由于采用超窄帶調制技術(shù)，數據傳輸速率較低，傳輸一個(gè)數據位需要33min，傳送一個(gè)完整的電量數據需要16h，實(shí)時(shí)性差。對于抄表系統而言，如果我們能夠忍受系統的延遲性（一個(gè)完整的數據包傳送需要十幾個(gè)小時(shí)以上），那么出于超窄帶傳輸系統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是一可使用的實(shí)用抄表系統，對此應當引起我們的重視。

　　（2）紅外抄表系統：

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

　　適合于城市或農村的電能表已集中的居民抄表。

　　（3）配變抄表系統：

　　系統由主站、信道、抄表終端和配變總表構成。該系統主要實(shí)現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據，并通過(guò)通信線(xiàn)路和設備將所抄數據傳送到主站中。信道一般采用公用電話(huà)網(wǎng)（PSTN），也可采用其他通信信道，如無(wú)線(xiàn)電、光纖、載波等。

　　（4）工頻抄表系統

　　工頻抄表系統類(lèi)似于超窄帶抄表系統，不過(guò)它使用的是通過(guò)工頻過(guò)零點(diǎn)進(jìn)行調制的載波通信技術(shù)，相比超窄帶抄表系統而言，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高。