配电自动化-7-远程抄表

2014年3月配电自动化系统输配电系统研究所•第7讲：远方抄表与电能计费系统•7.1电能表的发展和现状•7.2电子式电能表•7.3多功能电子式电能表•7.4抄表技术综述•7.5采用IC卡电能表的预付费系统•7.6自动抄表技术2•7.1电能表的发展和现状电能表的发展机械式电能表也叫感应式电能表，具有制造技术已经成熟、价格低廉、耐用，对各种频率的无线电干扰不敏感的特点。其缺点是功能单一，精度低，不能适应用电管理现代化的需要。机械电子式电能表（整体式，分体式）在机械式电能表基础上发展起来的多功能电能表。但是其测量精度仍不能突破机械式电能表的水平，且功能不够丰富。电子式电能表没有机械转动部分和计数机构，又称之为静止式电能表或固态电能表。3•7.1电能表的发展和现状•电子式电能表和机械式电能表的比较4•7.1电能表的发展和现状5•7.1电能表的发展和现状6•7.1电能表的发展和现状•7.1电能表的发展和现状8•7.1电能表的发展和现状电子式电能表和机械式电能表的比较如下表所示：9•7.2电子式电能表（1）根据转换原理，电子式电能表可分为热电转换型、模拟乘法器型和数字乘法器型三类。•热电变换型电子式电能表通过热电转换电路，使热电偶的输出与平均功率成正比，从而达到计量目的。•7.2电子式电能表（2）•模拟乘法器型电子式电能表模拟乘法器：主要有时分割乘法器、跨导型乘法器和霍尔效应乘法器三种。采用时分割乘法器构成的典型电子式电能表的组成如下图所示：11•7.2电子式电能表（3）•数字乘法器型电子式电能表数字乘法器型电子式电能表：以微处理器为核心，采用A/D转换对来自电流、电压互感器的电流和电压进行交流采样和数字化处理。其自身的特点决定其特别适合于实现远方抄表。1213•7.2电子式电能表（4）•几种电子式电能表的比较•7.3多功能电子式电能表（1）•多功能电子式电能表的功能1415•7.3多功能电子式电能表（2）•多功能电能表的电源•A.电源电路电能表中供电电路应该解决如下几个问题：1)将50Hz的交流电源变换成为表内电子电路所需的直流低电压，一般为5V。2)将电能表的电子电路与交流电网在电气上隔离开来，以避免电网噪声影响电能表的正常工作。3)当电网停电时，提供后备电池供电，确保数据不致丢失。4)对于三相电能表，在缺相运行时，表内的电子电路仍应能够到可靠的供电。16•7.3多功能电子式电能表（2）•B.交流电源多功能电能表中交流供电线路通常有四种情况，分别是:1)变压器降压直接整流供电方式；2)电阻或电容降压方式；3)开关电源方式；4)变压器降压加线性稳压电源。•C.电池常用的电池是镉镍可充电电池和锂电池。17•7.3多功能电子式电能表（2）•D.掉电检测与电源切换当电能表失去供电电源后，电路的电源电压并不是立即降为零的；当供电电源恢复时，掉电检测与电源切换模块的任务是使表内电路再恢复到正常运行状态。187.3多功能电子式电能表（3）•多功能电能表的选用选用多功能电能表时，一定要选用已取得《进网许可证》的产品。初次选表一定要经过试用，批量宜从小到大，最后选定不多于3~4家企业供表。这是为了保证编程、抄表等技术和管理上尽可能统一。19•7.4抄表技术综述（1）•抄表计费的几种方式抄表电能计费一般有以下几种方式：1）手工抄表方式2）自动抄表方式简称ARM(AutomaticReadingMeter)，是供电部门将安装在用户处的电能表所记录的用电量等数据通过遥测、传输和计算机系统汇总到营业部门，代替人工抄表及一连串后续工作．本地自动抄表方式移动式自动抄表方式远程自动抄表方式20•7.4抄表技术综述（2）3）预付费电能计量方式预付费电能表按其执行机构的不同，可以分为投币式、磁卡式和IC卡式三种。A.投币式预付费电能表这是一种在国外使用最早的预付费电能表，由于这种装置容易被窃，并且在管理与维护上也存在一系列问题，目前已被淘汰。B.磁卡式预付费电能表磁卡是由磁卡读写器将数据记录在卡片状的磁性材料上而构成的。C.IC卡式预付费电能表IC卡是一种具有微处理器和大容量存贮器的集成电路芯片嵌装于塑料芯片而成的卡，IC卡是一种高安全性的系统。•7.4抄表技术综述（3）•预付费计费方式和远程自动抄表计费方式的比较预付费计费被认为是一种过渡方式，原因如下：此方式不能使供电管理部门及时了解用户的实际用电情况和对电能的需求，因此难于掌握用电规律、确定最佳供电方案;采用预付费方式，需要改革供电部门的售电机构，还要广设售电网点，这会带来大量的新问题;拖欠电费的现象主要是法律不健全、法律观念差造成的，应通过法律途径来解决，而不是拉闸限电。21自动抄表电能计费方式显然是一种自动化程度更高、更先进的计费方式。远程自动抄表系统需要建立通讯网络，增加了系统的复杂性，而且建设费也较大，而预付费电能计费方式则无须建设通道。2223•7.5采用IC卡电能表的预付费系统（1）•IC卡电能表的组成下图为IC卡预付费复费率电能表的原理框图：24•7.5采用IC卡电能表的预付费系统（1）IC卡由5个功能模块组成，如下图所示：•7.5采用IC卡电能表的预付费系统（1）IC卡复费率电能表一般应具有如下功能：1)IC卡预付电费；2)分时（峰时段、谷时段、平时段)计量有功电度和无功电度并计费；3)分时计量有功最大需量和无功最大需量；4)功率因数测量；5)提醒与跳闸；6)防窃电。2526•7.5采用IC卡电能表的预付费系统（2）•预付费电能计费管理系统一整套电能计费管理系统的关键部分是售电终端。如下所示：•7.5采用IC卡电能表的预付费系统（2）售电管理系统计算机网络其典型结构如下图所示：2728统系理管司公电供户用1类型介质介质虚拟n类型介质2类型介质1电表2电表1m电表m电表电营业厅市区售委托银行售电（财务科）费管理电价及电（用电科）抄表等业扩及（计量室）息等电表信其他服务器局域网电话拨号或专用网线电营业厅郊区售银行•7.6自动抄表技术（1）•本地自动抄表技术本地自动抄表主要采用携带方便、操作简单可靠的抄表微机来自动完成抄表编程工作。本地抄表的主要形式：采用手持式数据终端，即“掌上电脑”（HandHeldTerminal或Unit，简称HHT或HHU）。本地抄表的主要功能：实现现场记录仪表数据、对智能仪表的特定参数或原始数据进行现场设置、并能够和中心站计算机系统进行通信，以送回所采集的数据。29•7.6自动抄表技术（2）•远程自动抄表技术远程自动抄表技术定义一种不需人员到达现场就能完成自动抄表的新型抄表方式。远程自动抄表技术原理利用公共电话网络、负荷控制信道或低压配电线载波等通讯联系，将电能表的数据自动传输到计算机电能计费管理中心进行处理。30•7.6自动抄表技术（2）远程自动抄表技术意义不但大大降低了劳动强度,而且还大大地提高了抄表的准确性和及时性，杜绝了抄表不到位、估抄、误抄、漏抄电表等问题。远程自动抄表技术适用对象31•7.6自动抄表技术（2）远程自动抄表电能计费系统的发展计费系统：由集中式转为分布式、网络式、开放型。电表数据采集：由集中式脉冲处理方式(CentralizedPulseProcessing,简称CPP)发展成为分布式直接传送方式(DistributedDirectTransmission,简称DDT)。集中式脉冲处理系统方式和分布式直接传送系统的性能比较如下表所示：3233•7.6自动抄表技术（2）远程自动抄表电能计费系统的组成远程自动抄表系统主要包括，具有自动抄表功能的电能表、抄表集中器、抄表交换机和中央信息处理机四个部分。抄表集中器：将远程抄表系统中的电能表的数据进行一次集中后，再通过电力载波或其他方式将数据继续向上传送。抄表交换机：它可以收集各抄表集中器的数据，再通过公用电话网或其他方式将数据上传至电能计费中心的计算机网络。34•7.6自动抄表技术（2）电能表35•7.6自动抄表技术（2）电能计费中心的计算机网络电能计费中心的计算机网络是整个远程自动抄表系统的管理层设备，通常由单台计算机或计算机局域网再配合相应的抄表软件构成。36自动抄表系统的远程传输通道1)利用电话网络实现远方抄表。2)利用低压配电线载波实现远方抄表。3)利用负荷监控信道实现远方抄表。37远方自动抄表的典型方案下图为采用四级网络的远程自动抄表系统：38下图为采用三级网络的远程自动抄表系统：39无线电台远传数据的远方自动抄表系统40智能电能表主数传电台远程抄表计算机系统数传电台号变压器台1抄表集中器低压配电线载波抄表集中器抄表集中器抄表集中器低压配电线载波低压配电线载波485RS485RS485RS485RS数传电台号变压器台2数传电台号变压器台3智能电能表智能电能表智能电能表41•7.6自动抄表技术（3）•利用远程自动抄表实现防窃电防范与侦查窃电行为的较好办法？•7.6自动抄表技术（3）下图为实现防窃电功能的远程抄表系统的构成：42