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中國電力科學研究院 |
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摘 要 主要介紹了國內外廣泛應用的幾種典型的自動抄表系統的原理以及系統組成，分析了各種自動抄表系統的優點、缺點以及適用範圍，探討了我國自動抄表系統的應用模式，提出了若干推廣應用自動抄表系統的建議。 一、概述 應用自動抄表系統的意義 自動抄表集計算機技術、通信技術、用電及計量技術於一體，具有抄收速度快，計算精度高，抄表同時性好，可直接與營業計算機聯網等突出的優點。採用自動抄表系統可以緩解抄表人員的勞動強度、降低人爲因素造成的抄表誤差、並能迅速地統計低壓實時線損，降低用電成本，同時對於加強用電管理、防止國家電力資源的大量流失、杜絕貪污腐敗現象都具有積極的意義。 自動抄表系統的發展現狀 國家電力公司要求所有抄表裝置必須通過檢測，方能投入運行。 檢測按照電力行業標準DL/T 698-1999 “低壓電力用戶集中抄表系統技術條件”進行 電力部質檢中心配用電自動化檢測站經國家質檢總局授權負責配電及抄表產品的檢測 國內生產自動抄表的廠家超過150家 通過電力工業部電力設備及儀表檢測中心檢測的廠家接近100家 受理的專利超過165項 據不完全統計，安裝的自動抄表用戶超過250萬戶 抄表技術多樣化：總線、載波、紅外、工頻、超窄帶（UNB） 抄表方式多樣化：單表、多表 系統功能逐步完善：除抄表外，還具有線損統計、用電考覈、遠程控制、自動收費並與銀行聯網等 二、抄表系統的構成 |
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三、 485總線方式自動抄表系統 485總線方式自動抄表系統 485總線方式抄表系統主要由電能表、採集器、集中器、數據信道機以及主臺計算機組成。 485總線抄表系統應用方式如下： 單485總線系統 雙485總線系統 |
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單485總線抄表系統的優點 技術簡單、成熟，易於實現；對全電子式電能表，無須改造；總線傳輸速率高，可靠性高 採用相應的信道編碼技術，網線的合理配置，可使抄收率和數據可用率達到兩個100% 採用多塊表集中抄收的方式降低了每戶成本，同時也降低了整個系統造價 單485總線抄表系統的缺點 施工佈線工作量大，網線易受人爲破壞 線路損壞後，故障點不易查找 易受雷擊和過電壓的影響 |
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單485總線抄表系統的應用範圍 該系統適用於城市居民小區和較密集的商住樓，且電能表已安裝在集中式表箱中。 3.2 雙485總線抄表系統的結構 |
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雙485總線抄表系統的優缺點 優點 採用了雙485總線結構，故數據傳輸速率高，可靠性高，又因爲電能表採用內置式485轉換模塊，脈衝傳輸更爲可靠 缺點 施工佈線工作量大，網線易受人爲破壞 四、載波抄表系統 4.1 低壓電力線的基本傳輸 特性以及通信技術 低壓電力線的基本傳輸特性 影響電力線載波傳輸質量的兩個因素 電力網絡的阻抗特性及其衰減，制約着信號的傳輸距離 噪聲干擾，決定着數據傳輸的質量 主要的電力線載波技術 窄帶電力線載波技術主要有： 模擬的 FM 數字的 FSK 數字的 QPSK 擴頻技術主要有： 直接序列擴頻 DS 跳頻 FH 線性調頻 Chirp 4.2 單表載波模塊的抄表系統 |
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圖4 單表載波抄表系統示意圖 |
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單表載波模塊抄表系統的優點 充分利用電力線資源，無須重新佈線，技術先進，是抄表技術的發展方向。 單表載波模塊抄表系統的缺點 高頻載波信號只能在一個臺區內傳輸，無法跨臺區傳送信號 載波信號易受干擾，實現全天候對電能表的可靠抄收比較困難 由於單表模塊尺寸和成本的限制，使得在軟件和硬件上，很難進一步提高模塊的可靠性和穩定性 4.3 多表一個採集器的載波 抄表方式 抄表方式類似於485總線的抄表方式，多塊電能表共用1個採集器。唯一不同的是採集終端（模塊）與集中器之間的通信不是採用485雙絞線，而是通過低壓電力線實現載波通信。 五、其它特殊自動 抄表系統 5.1 超窄帶（UNB）載波抄表 系統（跨臺區單表載波） |
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圖5 UNB載波抄表系統示意圖 |
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5.2 紅外抄表系統 系統由主站、紅外掌上機、採集器和電能表構成，採集器完成對某一表箱中的所有電錶的電量採集，不設集中器，也不需要通信線路，抄表時由工作人員到現場，用掌上機抄收採集器中存儲的電能表數據，然後返回主站，將掌上機中已抄收的電能表數據通過RS232口，傳送到主站計算機。 5.3 配變抄表系統 系統由主站、信道、抄表終端和配變總表構成。 該系統主要實現對配電變壓器總表電能量的抄收，抄表終端可以直接採集電能表的脈衝信號，也可抄收多功能電能表的數據，並通過通信線路和設備將所抄數據傳送到主站中。信道一般採用公用電話網(PSTN)，也可採用其他通信信道，如無線電、光纖、載波等。 5.4 工頻抄表系統 工頻抄表系統類似於超窄帶抄表系統，不過它使用的是通過工頻過零點進行調製的載波通信技術，相比超窄帶抄表系統而言，易受諧波干擾的影響，且需要較大的注入功率，但傳輸速率比超窄帶抄表系統高。 六、自動抄表系統的模式探討 1 對於電能表已經集中安裝的居民小區和密集住宅區，宜選用485總線或“多表一個採集器”的載波方式，或兩者混合方式組建自動抄表系統 2 對於電能表已經集中安裝，但居民樓比較鬆散的居民區，宜採用“多表一個採集器”的載波抄表方式 3 對於電能表沒有集中安裝的居民區，宜採用“一表一個採集器”的即單表載波抄收方式 4 對於新建小區或者其它不允許佈線的地區，宜採用單表載波方式 5 對於農村地區，由於情況比較複雜，應因地制宜選擇恰當的自動抄收方式，如：杆下紅外抄收，載波抄收，485總線方式抄收等 6 積極採用新的自動抄表技術和傳輸技術組建自動抄表系統（如超窄帶載波抄表系統等） 七、關於推廣自動抄表系統的建議 1 我國自動抄表系統經過多年的發展和應用，已經形成了具有自己特色的自動抄表技術，總體上已達到國際先進水平，可以滿足實用化的要求 2 我國已經形成了以載波抄表爲主，多種抄表技術並存的格局，產品的多樣化已經基本上可以滿足國內不同地區的自動抄表需求 3 自動抄表系統的實施應遵從先試點，後推廣的方針 4 由於國內生產自動抄表系統的廠家衆多，供電企業在選擇自動抄表系統時應根據自己的實際條件及要求，謹慎選擇相應的產品 5 國家主管部門應加強宏觀指導和行業指導，制定相應的通信規約標準，提高各廠家產品的兼容性(特別是主站系統的兼容性） 6 在建設自動抄表系統的同時，應綜合考慮其它功能，如配電變壓器監測、防竊電、線損統計等 7 研究自動抄表系統、計費收費系統、用電信息發佈系統、用電信息查詢系統、以及用電交易系統（EDI的應用）的數據互聯和交換技術 8 研究抄表系統網絡的安全性。特別是當抄表系統與營業計費系統及銀行系統聯網後，網絡安全性尤爲重要 |
自動抄表系統的原理、系統組成
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