陳毅俊

【摘要】電能計量自動化系統(tǒng)的提出對于現(xiàn)今高速發(fā)展的智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用和電網(wǎng)規(guī)模的擴大有非常積極的意義。文章通過介紹電能計量系統(tǒng)的基礎(chǔ)內(nèi)容，在分析其常見的故障和處理方法的同時，從現(xiàn)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(yīng)用和維護，希冀為系統(tǒng)的安全運行提供一定的幫助。

【關(guān)鍵詞】計量自動化;采集終端;維護方法

1.引言

傳統(tǒng)方式在進行抄度計費等電量統(tǒng)計工作中，一般采用的都是人工抄表記錄的方式?，F(xiàn)如今，隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的擴大，各類用戶不同種類的電能計量點不斷增加，傳統(tǒng)的計量方式和故障處理方法已遠不能滿足現(xiàn)代化各個領(lǐng)域關(guān)于電能計量的有關(guān)工作。因此，電能計量自動化系統(tǒng)應(yīng)運而生，電能計量自動化采集終端能夠完成現(xiàn)代化要求的各項工作，并隨著計算機技術(shù)的發(fā)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(tǒng)的一個特別重要的組成部分，在電能量計費系統(tǒng)中起關(guān)鍵作用。電能計量采集終端工作于系統(tǒng)計量主站與電能表之間（圖1），其主要是由電能量數(shù)據(jù)采集、存儲、處理、保存、傳輸?shù)裙δ艿脑O(shè)備共同構(gòu)成。電能計量系統(tǒng)主站和終端設(shè)備共同構(gòu)成了電能量計費系統(tǒng)，主要工作是進行遠方原始電量數(shù)據(jù)、負荷數(shù)據(jù)的采集和上傳。

圖1 電能計量自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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?qū)崿F(xiàn)在多個不同主站同時通訊的功能，且可以根據(jù)不同主站的需求設(shè)置傳輸數(shù)據(jù)內(nèi)容。終端設(shè)備內(nèi)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(jù)自身需要選擇合適的模塊，國內(nèi)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(shè)備功能可實現(xiàn)以下基本功能：

第一，能夠完成對廠站電能量數(shù)據(jù)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(nèi)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(jié)電量、分時電量、電流、電壓、 功率、電表內(nèi)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(huán)接口;

第四，能夠接入廠站內(nèi)常用規(guī)約的多功能電子式電能表;

第五，電能量采集終端數(shù)據(jù)有一定的存儲容量，可以將電能量數(shù)據(jù)保存相應(yīng)的天數(shù)。

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(shù)據(jù)傳輸不能正常進行、設(shè)備功能不能正常發(fā)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(biāo)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(shù)據(jù)、終端不能上線、終端黑屏或者白屏。

3.1 不能采集電表數(shù)據(jù)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(shù)設(shè)置影響。終端的通訊模塊通道號設(shè)錯，終端測量點的參數(shù)設(shè)置不正確，包括：電表通訊波特率、測量點有效標(biāo)志電表通訊地址、數(shù)據(jù)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(yīng)先檢查采集終端的計量點參數(shù)是否設(shè)置正確：檢查終端里相應(yīng)的電表參數(shù)（波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗位、規(guī)約等）與現(xiàn)場電表的參數(shù)是否一致，若不同，調(diào)整參數(shù)為正確數(shù)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(shù)據(jù)，若可以讀到數(shù)據(jù)，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(wǎng)絡(luò)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(yīng)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(dǎo)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?qū)е鹿收?從參數(shù)設(shè)置角度，通訊參數(shù)或者主站通道參數(shù)設(shè)置錯誤，終端邏輯地址設(shè)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(shù)是否設(shè)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(zhì)量如何;最后檢查防雷設(shè)備是否正常，同樣是用萬用表直流檔測量防雷設(shè)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(shù);檢查SIM卡是否氧化，是否出現(xiàn)接觸不良現(xiàn)象;檢查現(xiàn)場的無線信號質(zhì)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(xiàn)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(shè)備，如果沒有，需重新安接;若接入完全，便能初步判斷此為設(shè)備本身的故障問題，需檢查維修。

4.電能計量采集終端的應(yīng)用和維護

4.1 RS485總線在遠程抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用

RS485總線作為現(xiàn)代通訊技術(shù)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之一，在工業(yè)上的應(yīng)用已非常成熟。RS485總線使用一對雙絞線，可方便地實現(xiàn)多點互連，且其工作方式采用平衡發(fā)送及差分接收方式，當(dāng)其發(fā)送端輸出時，驅(qū)動器將TTL電平信號轉(zhuǎn)換成差分信號，而在接收端，接收器再將差分信號轉(zhuǎn)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(tǒng)組成， 即數(shù)據(jù)采集器、 數(shù)據(jù)集中器。 在這種一點對多點的連接中，數(shù)據(jù)集中器是上位機（主機）， 數(shù)據(jù)采集器為下位機（從機），其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 基于RS485總線網(wǎng)絡(luò)的集中器與采集器結(jié)構(gòu)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(xiàn)接錯或者斷線情況。

其次若發(fā)現(xiàn)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(yīng)先檢查通信故障電表，看參數(shù)是否設(shè)置正確，再核對地址、波特率等數(shù)據(jù)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(dǎo)致通信情況不穩(wěn)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(shù)量太多，會導(dǎo)致部分?jǐn)?shù)據(jù)因無法完整采集而丟失，影響終端的采集完整率。此時應(yīng)擴展端口數(shù)目減少一個端口的接入電表數(shù)量。

5.結(jié)語

隨著電網(wǎng)的發(fā)展，電能計量自動化系統(tǒng)的應(yīng)用將越來越廣，并且不斷改進。為推動電網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展，做好電能計量自動化系統(tǒng)的研究工作是很重要的方面，國家和電力應(yīng)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(zhì)儲備，使得電網(wǎng)運行安全穩(wěn)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(jiān)控分析開發(fā)[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(yè)技術(shù)開發(fā)，2014（10）：24-26.