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        低壓集抄采集方案優(yōu)劣對比

        2019-08-17 02:01:58蔡曉聰
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2019年12期

        蔡曉聰

        摘? 要:低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)(簡稱低壓集抄系統(tǒng))主要利用通信技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù),通過通信介質(zhì)自動實現(xiàn)電能量數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸和處理。對比原本的人工抄表,不僅效率大大提高,也可以有效避免人為失誤,保證了抄表的質(zhì)量。該文就低壓集抄采集方案中低壓電力線載波通信、微功率無線通信和485通信3種方案的優(yōu)劣進行了對比,希望能夠為低壓集抄系統(tǒng)的設(shè)置提供一些參考。

        關(guān)鍵詞:低壓集抄;采集方案;優(yōu)劣對比

        中圖分類號:TM764? ? ? ? ? ? 文獻標志碼:A

        0 前言

        科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展背景下,越來越多的電力系統(tǒng)中加入了低壓集抄系統(tǒng),不過因為龐大的用戶群體,加上相對雜亂的用戶分布,即便低壓集抄系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全面覆蓋,如何保證數(shù)據(jù)采集工作的質(zhì)量和效率也是電力企業(yè)需要重點研究的問題。一般情況下,計量主站通過遠程通信信道抄讀集中器內(nèi)的數(shù)據(jù),集中器再通過本地通信信道抄讀電能表,本地通信信道根據(jù)采用通信載體的不同,可將低壓集抄采集方案分為3種,分別是低壓電力線載波通信方案、微功率無線通信方案和485通信方案,如何正確選擇低壓集抄方案來保證抄表效果,是電力技術(shù)人員面臨的一個關(guān)鍵問題。

        1 低壓電力線載波采集方案

        低壓電力線載波采集方案根據(jù)結(jié)構(gòu)組成的不同可以細分為2種,全載波方案和半載波方案,這里對其優(yōu)點和缺陷進行分別分析。

        1.1 全載波方案

        全載波方案主要由集中器和載波表組成,方案中不需要采集器,而是利用低壓電力線作為集中器和載波表之間的傳輸介質(zhì),實現(xiàn)集中器和電能表的有效連接,由于能夠省略掉終端的數(shù)據(jù)采集工作,理論上載波集中器甚至可以對1 024個電能表的數(shù)據(jù)進行采集,覆蓋范圍在半徑2 000 m左右,在實際應(yīng)用中,集中器對電能表數(shù)據(jù)的采集方式是動態(tài)組網(wǎng)。相比較而言,全載波方案的適用范圍更廣,無論是城市還是農(nóng)村都可以使用,而且可以通過直接將電能表更換為載波表的方式來完成安裝。

        全載波方案的優(yōu)點在于可以實現(xiàn)對電能表數(shù)據(jù)的穩(wěn)定采集,而且安裝簡單,成本低廉,可以省略掉布線工作,更進一步縮短工作時間。全載波方案的缺點在于低壓電力線組網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,線路干擾噪聲強、阻抗變化大、信號衰減大,不同的載波方案廠家選取的載波頻段不同、調(diào)制方式不同,效果也不同。市面上的載波集中器價格在1 500元左右,與普通電能表相比,載波表還增加了載波模塊,如果單純將其看作電能表,在連接30個用戶的情況下,每戶的成本在35元左右。

        1.2 半載波方案

        半載波方案主要由集中器、采集器和485表組成,集中器與采集器之間,和全載波方案一樣,利用低壓電力線作為傳輸介質(zhì)進行通信,采集器與電能表之間經(jīng)過RS-485總線進行通信。半載波方案根據(jù)采集器類型分為I型半載波方案、II型半載波方案。其特點是適用于電表集中的低壓臺區(qū),節(jié)省成本,缺點是需要判斷電表485極性并安裝485線,較煩瑣,施工質(zhì)量要求高。

        半載波方案較全載波方案結(jié)構(gòu)組成上多了采集器,所以在運維難度上就比全載波方案大很多。主要是因為采集器與485表要通過485線進行通信,且電表的485通信口和采集器的下行485通信口是有極性的,必須保持一致。對其成本進行分析,Ⅰ型載波采集器的市場價為240元,可以對32個用戶進行采集,Ⅱ型采集器的價格為110元,同樣可以采集32個用戶,安裝環(huán)節(jié)設(shè)置一臺485電能表,每一臺集中器價格為1 500元,能夠采集500個用戶的數(shù)據(jù),這樣Ⅰ型和Ⅱ型采集器的成本分別為每戶20元和每戶115元。

        2 微功率無線采集方案

        微功率無線采集方案根據(jù)結(jié)構(gòu)組成不同可以細分為兩種,全微功率無線方案和半微功率無線方案,這里對其優(yōu)點和缺陷進行分別分析。

        2.1 全微功率無線方案

        全微功率無線方案主要由集中器和無線電能表組成,利用頻段470 MHz~510 MHz無線電波進行通信。此方案通信不需要布線,實用性強,無線技術(shù)發(fā)展較成熟,可靠性高;適用性較差,僅適用于較為平坦的農(nóng)村、城鄉(xiāng)接合部低壓臺區(qū),容易受鋼筋混凝土建筑、森林樹木、山丘地勢的影響,且無線對雨水的穿透能力較差,下雨天通信能力會變差;設(shè)備需要安裝天線,后期的維護量較大。

        相比于全載波方案來講,全無線方案安裝會煩瑣一點,主要是電表和集中器上要配置天線,如果天線外置,容易受到外界的破壞,天線內(nèi)置,通信效果會下降。在運維方面,故障點主要集中在集中器、無線電表和天線問題上,常見故障有集中器故障、天線損壞、電表無線通信模塊故障、電表本身損壞等。

        2.2 半微功率無線方案

        半微功率無線方案主要由集中器、無線采集器和485表組成,與全無線方案不同的一點是裝置了帶微功率無線模塊的采集器。集中器與采集器之間通過無線進行通信,采集器與電能表之間經(jīng)過RS-485總線進行通信。半無線方案根據(jù)采集器類型分為I型半無線方案、II型半無線方案。其特點是適用于電表集中且地勢平坦開闊的的低壓臺區(qū),節(jié)省成本,缺點是適用范圍小,天線容易損壞,需要判斷電表485極性并安裝485線,較煩瑣,施工質(zhì)量要求高。

        與全無線方案相比,半無線方案結(jié)構(gòu)組成上多了采集器,所以在運維難度上就比全無線方案大很多。主要是因為采集器與485表要通過485線進行通信,且電表的485通信口和采集器的下行485通信口是有極性的,必須保持一致。常見的故障主要有:集中器故障、天線損壞、采集器故障、485線接反、電表故障等

        3 RS-485總線采集方案

        485集中器簡單來講,就是在所有集中器中都設(shè)置3個485通信接口,每一個接口能夠連接的電能表數(shù)量最大為64,換言之,僅一個485集中器就可以連接192個電能表。當(dāng)然,上述數(shù)據(jù)僅源自理論分析,在實踐中,考慮電磁干擾、接線成本等因素,一臺485集中器可以連接的電能表一般在30個左右。485通信線路在城市住宅小區(qū)中有著較好的適用性,能夠?qū)⑺袠菞澋碾娔鼙磉B接為一個整體,單元之間電能表的連接則可以通過內(nèi)敷鋼絲的485通信來實現(xiàn)。在保證接線正確同時電能表不存在異常的情況下,485集中器在數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)的準確率能夠達到100 %。

        485集中器的優(yōu)點在于能夠保證數(shù)據(jù)采集工作的相對穩(wěn)定性,而且采集到的數(shù)據(jù)精準度高。不過其本身也存在較為明顯的缺點,一是線路連接工作過于煩瑣,而且工作量巨大,如果遇到?jīng)]有體現(xiàn)設(shè)置連接接口的情況,連線工作將會變得更加復(fù)雜,需要消耗大量的人力物理資源;二是485集中器本身針對大量數(shù)據(jù)進行采集的特點,使其僅適用于城市住宅小區(qū),農(nóng)村地區(qū)因為連排房屋數(shù)量少,如果盲目采用這種方案,會導(dǎo)致不必要的資源浪費;三是線路采用的是架空敷設(shè),對于雷電的抵抗能力較差,在實際接線中很多時候都會選擇短距離線路架設(shè)來規(guī)避雷擊,而這樣會導(dǎo)致電信號強度的下降。對485集中器的設(shè)置成本進行預(yù)算分析,二型集中器的價格在500元左右,能夠同時完成30個用戶的用電數(shù)據(jù)采集,每一個用戶需要鋪設(shè)的通信線路長度在10 m左右,成本42元,平均每戶的成本為60元。

        4 結(jié)語

        總而言之,在電力低壓集抄系統(tǒng)中,采集方案的選擇非常關(guān)鍵,需要電力技術(shù)人員根據(jù)電力系統(tǒng)以及所處臺區(qū)的實際情況,選擇恰當(dāng)?shù)牟杉桨?,在保證數(shù)據(jù)采集準確率的基礎(chǔ)上,盡可能降低成本費用。

        參考文獻

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        [3]林麗華.淺析低壓集抄聯(lián)調(diào)中遇到的問題及解決方法[J].機電信息,2017(27):22-24.

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