自動抄表系統(tǒng)的原理及其應(yīng)用.doc

1、自動抄表系統(tǒng)的原理及其應(yīng)用摘要：自動抄表系統(tǒng)主要由電能表、采集器、集中器、數(shù)據(jù)傳輸通道、主站系統(tǒng)構(gòu)成，通過網(wǎng)絡(luò)還可以和供電局的營業(yè)收費(fèi)系統(tǒng)相連實現(xiàn)抄表收費(fèi)一體化自動抄表系統(tǒng)的原理及其應(yīng)用:3、載波抄表系統(tǒng)(1)低壓電力線的基本傳輸特性及通信技術(shù)：簡單的說，影響電力線載波傳輸質(zhì)量主要有兩個因素： 一個是電力網(wǎng)絡(luò)的阻抗特性及其衰減，另一個是噪聲的干擾。 第一個因素制約著信號的傳輸距離， 第二個因素決定著數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量。低壓電力網(wǎng)的噪聲干擾主要由配電變壓器和用戶裝置產(chǎn)生。 噪聲基本來源為： 通用交、 直流兩用電機(jī)， 帶有可控硅的調(diào)光裝置， 電視接收機(jī)等。這些設(shè)備產(chǎn)生的背景噪聲包括：隨機(jī)噪聲、平滑頻譜

2、噪聲以及工頻諧波噪聲等。以上可以看出， 載波傳輸系統(tǒng)所處的環(huán)境是很惡劣的，所以應(yīng)采取某些措施消除噪聲，特別是脈沖噪聲對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?。到目前為止?國內(nèi)廠家生產(chǎn)的載波采集模塊大部分是基于FSK調(diào)制技術(shù)的， 部分廠家使用的是擴(kuò)頻技術(shù)。相對于采用擴(kuò)頻技術(shù)的模塊而言，基于 FSK調(diào)制的采集模塊的優(yōu)點(diǎn)是成本較低，實現(xiàn)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(kuò)頻技術(shù)的采集模塊，由于采用具有寬帶傳輸特征的擴(kuò)頻通信技術(shù)，使得系統(tǒng)在抗干擾能力方面有了較大幅度的改進(jìn)，使得抄表系統(tǒng)的可靠性得到了一定程度的提高。實踐證明，為適應(yīng)不同電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、不同居民區(qū)、以及不同時間劇烈變化的負(fù)荷的實

3、際要求，不論是 FSK調(diào)制，還是擴(kuò)頻調(diào)制的電力線載波系統(tǒng)，都必需針對具體情況， 通過接力或加大功率 (在允許的范圍內(nèi))等措施延長傳播距離和提高傳輸可靠性，以實現(xiàn)全天候可靠的電表數(shù)據(jù)抄收。(2)單表載波模塊的載波抄表系統(tǒng)：單表載波模塊的載波抄表系統(tǒng)指每塊表內(nèi)均安裝一塊載波采集模塊，每個采集模塊完成電量的數(shù)據(jù)采集計算，并通過低壓電力線與設(shè)在變壓器副邊側(cè)的集中/ 轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行通信。系統(tǒng)由主站、信道、載波集中器、載波電能表構(gòu)成。主信道 (上行 )一般采用公用電話網(wǎng)(PSTN)，集中器與載波電能表之間(下行 )采用低壓電力線載波。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)：充分利用電力線資源，無需重

4、新布線，技術(shù)先進(jìn)，是抄表技術(shù)的發(fā)展方向。主要缺點(diǎn)： 高頻載波信號只能在一個臺區(qū)內(nèi)傳輸，無法跨臺區(qū)傳送信號，必需借助其它通信手段將電表數(shù)據(jù)從集中器送到電表抄收中心或營業(yè)中心。 由于低壓電力線本身的介質(zhì)、結(jié)構(gòu)和負(fù)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，必需通過中繼或其它技術(shù)手段加以解決。 由于單表模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(wěn)定性，這也在一定程度上，影響了系統(tǒng)的性能。(3)多表一個采集器 的載波抄表方式： 多表一個采集器的載波抄表方式類似于485 總線的抄表方式， 多塊電能表共用1 個采集器。唯一不同的是采集終端(模塊 )與集中器之間的

5、通信不是采用485 雙絞線，而是通過低壓電力線實現(xiàn)載波通信。4、其它特殊自動抄表系統(tǒng)(1)超窄帶 (UNB)載波抄表系統(tǒng) (跨臺區(qū)單表載波 )：該系統(tǒng)適合于城鄉(xiāng)分散的居民用戶和工業(yè)用戶抄表，特別適用于對農(nóng)村配變電能表的跨臺區(qū)的抄收。該系統(tǒng)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(nèi)，每個載波單元通過編程分配一個不同的頻率，多個載波單元(目前可接 2880 個 )與位于變電所的接收器同時進(jìn)行通信，通信傳輸距離長，可達(dá)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(qiáng)， 可通過變壓器、 線路和電容器，不需

6、附加任何增益設(shè)備， 不受其他設(shè)備的干擾， 也不干擾其他設(shè)備的正常運(yùn)行。 但由于采用超窄帶調(diào)制技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸速率較低，傳輸一個數(shù)據(jù)位需要 33min ，傳送一個完整的電量數(shù)據(jù)需要 16h，實時性差。對于抄表系統(tǒng)而言，如果我們能夠忍受系統(tǒng)的延遲性 (一個完整的數(shù)據(jù)包傳送需要十幾個小時以上 )，那么出于超窄帶傳輸系統(tǒng)的極高傳輸可靠性以及極強(qiáng)的穿透力，完全可以認(rèn)為此系統(tǒng)是一可使用的實用抄表系統(tǒng)，對此應(yīng)當(dāng)引起我們的重視。(2)紅外抄表系統(tǒng)：系統(tǒng)由主站、 紅外掌上機(jī)、 采集器和電能表構(gòu)成，采集器完成對革一表箱中的所有電表的電量采集，不設(shè)集中器，也不需要通信線路，抄表時由工作人員到現(xiàn)場，用掌上機(jī)抄收采集器中存儲的電能表數(shù)據(jù)，然后返回主站， 將掌上機(jī)中已抄的電能表數(shù)據(jù)通過RS232口，傳送到主站計算機(jī)。 該系統(tǒng)由于省去了集中器和485 布線，故工程造價大大降低，缺點(diǎn)是需人到現(xiàn)場，自動化程度有所降低。適合于城市或農(nóng)村的電能表已集中的居民抄表。(3)配變抄表系統(tǒng)：系統(tǒng)由主站、 信道、抄表終端和配變總表構(gòu)成。該系統(tǒng)主要實現(xiàn)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(shù)據(jù)，并通過通信線路和設(shè)備將所抄數(shù)據(jù)傳送到主站中。信道一般采用公用電話網(wǎng)(PSTN)，也可采用其他通信信道，如無線電、光纖、載波等。(4)工頻抄表系