王 瓊，劉 水

（國網(wǎng)江西省電力科學研究院，江西南昌 330096）

0 引言

根據(jù)國家智能電網(wǎng)建設規(guī)劃，智能電網(wǎng)的建設和發(fā)展分三個階段逐步進行，到2020年將全面建成，其中的智能用電環(huán)節(jié)主要包含智能電能表的推廣應用、智能采集終端的應用、用電信息采集系統(tǒng)的建設等方面，最終實現(xiàn)用電信息采集“全覆蓋、全采集、全費控”的目標。全覆蓋就是用電信息采集系統(tǒng)要覆蓋電力公司經(jīng)營區(qū)域內(nèi)的各類電力用戶。全采集就是要對用電信息采集系統(tǒng)所覆蓋的各類計量點的用電信息實現(xiàn)遠程自動采集。全費控就是電力用戶用電信息采集系統(tǒng)能連續(xù)采集用戶的用電情況，計算出其剩余電費的額度并顯示給用戶，在剩余電費不多時提示用戶繳費，在剩余電費低于設定額度時執(zhí)行購電跳閘控制，在用戶完成繳費后系統(tǒng)命令電能表合閘回復供電。要實現(xiàn)以上目標就必須全面應用智能電能表：對于新增用戶應采用具備費控功能的智能電能表；對原先使用不具備費控功能電能表的供電區(qū)域或場所必需進行智能電能表改造，將原有電能表更換為具有費控功能的智能電能表。

1 業(yè)務流程簡介

用電信息采集系統(tǒng)在邏輯上分為主站層、通信信道層、采集設備層。主站是系統(tǒng)的管理中心，管理全系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)應用以及發(fā)出采集、費控跳合閘命令；遠程通信通道的主要方式有光纖通信、230 MHz無線通信、無線公網(wǎng)通信、中壓電力線載波通信等。目前大部分采用無線公網(wǎng)（GPRS/CDMA）方式，無線公網(wǎng)投資小，應用范圍廣，組網(wǎng)靈活、適應性好、可靠性較高。采集設備層由終端、采集器和智能電能表組成。通訊時主站通過遠程通道與終端通訊，終端再通過下行通道與智能電能表通訊。下行通道（終端與電能表的通訊通道）常用的有2種方式：第一種是采集終端通過輸電線低壓電力載波與智能電能表通訊；第二種是采集終端通過電力載波與采集器通訊，采集器再通過RS-485與電能表進行通訊。

運行時采集層按照主站設置的采集時間和時間間隔采集電能表的電量等信息，收到主站的抄表命令即將各電能表計量的用電信息發(fā)送到主站。主站層將采集到的電量則算成電費，再與電力用戶的交費情況進行比較，計算出該用戶的剩余電量。在剩余電費不多時提示用戶繳電費，在剩余電費低于設定額度時執(zhí)行購電跳閘控制，在用戶完成繳費后系統(tǒng)命令電能表合閘恢復供電。

由于抄表采集與費控對用戶的影響程度不一樣，該兩項功能的安全等級也不一樣。抄表采集采用問答式通訊，即在收到主站的抄表命令后，集中器或電能表就直接回送主站所需的數(shù)據(jù)；費控功能的安全等級高，在進行費控時需要先完成費控身份認證，身份認證成功后電能表進入許可合閘狀態(tài)，同時等待主站下發(fā)的合閘命令。

對于抄表，主站與采集層只需一個交互即可完成，若一次采集不成功可以進行第二次、第三次…第N次補抄，以提高采集成功率；費控跳閘也可通過多次命令完成；但對于費控合閘就不一樣了，若電力用戶在欠費停電后去交了電費就必須馬上恢復電力供應，否則電力用戶無法及時用上電，供電公司工作人員必需到現(xiàn)場通過紅外掌機遙控電能表合閘恢復供電，若由于路遠等原因延誤了供電，供電部門就要受到用戶的投訴。

2 后備合閘裝置原理

為了解決根據(jù)費控合閘存在的問題，本電能表費控后備合閘裝置的技術(shù)方案是，設計一種電能表費控后備合閘裝置置于電能表內(nèi)，通過紅外接口接受遙控器的控制。在電力用戶續(xù)費成功，但電能表遠程合閘失敗的情況下，用戶可用普通家電遙控器對準自家電能表任意按下一個遙控按鈕，本實用新型一種電能表費控后備合閘裝置接收到紅外觸發(fā)信號后，即發(fā)出合閘脈沖控制電能表合閘恢復供電。具體設計如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

電能表費控后備合閘裝置由開關(guān)K1、K2、K3和光電耦合器組成；開關(guān)K2的一端分別連接光電耦合器和費控繼電器，K2的另一端連接開關(guān)K3的一端；K3的另一端通過電阻接光電耦合器的VCC端，K1為費控繼電器的一個常開觸點開關(guān)，與費控繼電器勵磁回路串聯(lián)。所述裝置安裝于電能表內(nèi)，通過紅外接口接受遙控器的控制。

后備合閘裝置的基本工作原理是，以用戶完成繳費智能電表處于允許合閘狀態(tài)為前提，在滿足前提的條件下，將遠程合閘命令與本地紅外控制合閘命令進行“邏輯或”，確保電能表只要收到該2個命令中的一個就能控制費控繼電器合閘恢復供電。

3 具體實施

電能表費控后備合閘裝置，在費控電能表遠程合閘失敗后，可由用戶自己通過家電遙控器控制電能表費控開關(guān)合閘恢復供電。費控后備合閘裝置共采用了3個常開開關(guān)，具體應用如下：

1）開關(guān)K1：電能表費控后備合閘裝置用費控繼電器的一個常開開關(guān)來表示智能電表是否處于允許合閘狀態(tài)，串接在費控繼電器的勵磁回路中。當用戶完成繳費智能電表處于允許合閘狀態(tài)則該開關(guān)閉合，否則處于斷開狀態(tài)。

2）開關(guān)K2：用一個常開開關(guān)來表示智能電表是否接收到遠程合閘指令的狀態(tài)，若收到則該開關(guān)閉合，否則處于斷開狀態(tài)。

3）開關(guān)K3：用一個常開開關(guān)來表示智能電表是否接收到紅外遙控器的信號，則該開關(guān)閉合，否則處于斷開狀態(tài)。家用遙控器發(fā)出的紅外信號通過本實用新型的光電耦合器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柨刂崎_關(guān)K3。

4）將開關(guān)K2與開關(guān)K3進行“邏輯或”（并聯(lián)），再與開關(guān)K1進行“邏輯與”（串聯(lián)），即構(gòu)成了本實用新型一種電能表費控后備合閘裝置，將本裝置串接在費控繼電器的勵磁回路中，在開關(guān)K1閉合后，無論開關(guān)K2與開關(guān)K3哪個閉合，即可確保以用戶在完成繳費后智能電表能合閘恢復供電。

5）電能表費控繼電器具有自保持功能，在費控繼電器合閘恢復供電后，開關(guān)K1、開關(guān)K2與開關(guān)K3自動斷開。

電能表費控后備合閘裝置的應用效果是，在電力用戶續(xù)費成功，但電能表遠程合閘失敗的情況下，用戶可用普通家電遙控器對準自家電能表任意按下一個遙控按鈕，電能表費控后備合閘裝置接收到紅外觸發(fā)信號后，即發(fā)出合閘脈沖控制電能表合閘恢復供電。

4 工作流程

電能表費控后備合閘裝置由開關(guān)K1、K2、K3和光電耦合器組成；開關(guān)K2的一端分別連接光電耦合器和費控繼電器，K2的另一端連接開關(guān)K3的一端；K3的另一端通過電阻接光電耦合器的VCC端，K1為費控繼電器的一個常開觸點開關(guān)，與費控繼電器勵磁回路串聯(lián)。使用費控后備合閘裝置在操作上需要補充業(yè)務流程為：主站與電能表進行身份相互論證，流程步驟同前。身份論證成功后，將電能表遙控合閘命令接收裝置處于允許合閘狀態(tài)，開關(guān)K1閉合。若電力用戶續(xù)交電費成功，但電能表遠程合閘失敗的情況下，開關(guān)K2斷開，這時用戶可用普通家電遙控器對電能表按進行遙控合閘恢復供電。開關(guān)K3閉合，費控繼電器的勵磁回路通電動作合閘恢復供電。具體工作流程如圖2所示。

圖2 優(yōu)化后工作流程

5 結(jié)語

電能表費控后備合閘裝置的應用大大提高了用戶供電的及時性，減少供用電人員之間的沖突，化解社會矛盾，可體現(xiàn)供電部門優(yōu)質(zhì)服務的理念。本實施例通過對現(xiàn)有電能表費控流程進行補充優(yōu)化，對電能表增加了使用家電遙控器遙控合閘，恢復供電的功能。電能表費控后備合閘裝置適用于在電力用戶續(xù)交電費成功，但電能表遠程合閘失敗的情況下，用戶可用普通家電遙控器對電能表按進行遙控合閘，及時恢復供電使用。

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