浅谈远程智能配变采集终端与费控智能电能表在供电系统中的应用.doc

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浅谈远程智能配变采集终端与费控智能电能表在供电系统中的应用

山东省蒙阴县供电公司吕明秦立刚王志利张华涛

摘要：

远程智能配变采集终端和智能电能表应用到所管理的供电区域内所有配电台区，利用GSM/GPRS/CDMA等通讯模块及网络平台（移动、联通基站），可以实现配变总表进行集中抄表，并对在线运行的配电台区用电负荷的电压、电流、运行频率实施全时段检测，并对违反正常供用电秩序或违法用电客户实施监控和停电限电措施，实现对用电客户全过程的监督监控，达到供电公司对用电客户用电情况可控在控，维护好和谐的供用电秩序。

关键词：

智能配变采集终端、智能费控电能表、GSM/GPRS/CDMA网络平台、集抄系统、中间继电器、二次控制配电台区

山东省蒙阴县供电公司地处中国红色革命老区沂蒙山腹地，是我国著名的红色旅游胜地，又是全国最大的蜜桃生产基地，素有“中华蜜桃第一县”荣誉称号，所辖供电区域90%属于山区，供电面积大，村民居住分散，供电区域分散，偏远，抄表路线长，随着我县县域经济快速发展和人民生活水平的迅速提高，家用电器基本普及，已经改变了农村传统生活用电模式，基本实现生活电气化，农村居民电气化水平和用电负荷迅速增加，对供电公司配电网络和基础配电设施提出更高的要求，给我公司供好电、用好电、可靠性、电压合格率及供用电服务带工作来了难度，新农村建设和电气化改建及城乡一体化的快速同步协调和谐发展的要求，迅速开展新一轮农网升级改造任务，以适应和满足山区农村供用电快速发展增长的需求。

因地制宜的根据山崮走势和居民居住分特点，按照〈小容量、多布点、短半径〉的原则合理增加配电台区，这样便增加了传统的人工现场抄表路线长，安全风险大，劳动强度大，人工现场抄表极易存在错抄、漏抄、倍率看错现象，为彻底解决这些问题和顺应供电企业现代化、规范化、标准化管理要求，我公司投入资金引入把远程智能配变采集终端和智能电能表应用到所管理的供电区域内所有配电台区，利用GSM/GPRS/CDMA等通讯模块及网络平台（移动、联通基站），可以实现配变总表进行集中抄表，并对在线运行的配电台区用电负荷的电压、电流、有功功率、无功功率、运行频率实施全时段、全过程监测，并对违反正常供用电秩序或违法用电客户实施监控和停电限电措施，实现对用电客户全过程的监督监控，达到供电公司对用电客户用电情况可控、在控，维护好和谐的供用电秩序。

远程智能配变采集终端和智能电能表系统图：

电

流

采

样

电

压

采

样

高

精

度

计

量

芯

片

电源

高

性

能

微

处

理

器

电源

管理

LED显示器

红外接口

存储器

按键输入

远动输出

485接口

预付费

后备电源电池

载波接口

停电抄表电池

掌上电脑

红外遥控

脉冲信号处理器

计量信号芯片

高性能32位中央微处理器CPU

电源

管理

电源

远程通讯模块

输出控制模块

控制2

控制3

报警常开

遥信

功率

门接点

控制1

智能电能表

智能配变采集终端

IA

IB

IC

UA

UB

UC

一：

基本工作原理：

1-1：

智能电能表正常工作时，用电客户的电压（UA、UB、UC）、电流（IA、IB、IC）、经取样电路分析后，经信号放大电路缓冲滤波，再有智能表高精度的计量芯片转换成数字信号，有高性能的微处理计算芯片对采集的信号数据进行分析处理，按照电费电价计量管理要求和控制计量时段完成尖段、峰段、平段、谷段、有功功率、无功功率电能计量计费核算，并各相最大负荷电流和最小负荷电流及电压合格率检测形成数字脉冲信号输出，通过LED数码显示系统显示，并通过485通信接口经通信网线传输到远程智能配变采集终端A1、B1端子，此反映用电客户负荷的瞬时电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等脉动信号经负荷终端的脉冲信号处理器处理，形成采集信号，负荷终端自身的计量芯片所计量的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数所形成的取样信号，同时我们给予负荷终端所设置电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等参数形成的基准信号，采集信号、取样信号与负荷终端的基准信号同时输入到中央微信号处理器（32位CPU）中进行相比较，，形成差动信号，此差动信号再输入到输出控制芯片形成动作执行信号，，使负荷终端输出的门电路发生翻转（⒀、⒁），由原来的常开转换成常闭状态，从而接通中间继电器控制电源，推动中间继电器动作吸合，中间继电器的辅助接点由原来的常开或常闭状态转换成常闭或常开状态，从而使分励型跳闸操作机构或失压型跳闸操作机构动作，并接通报警控制回路，通知用电客户超负荷用电或所预购电余额不足等情况，实现对用电客户的在线监测控制。

1-2：

远程通信遥控操作：

远程智能配变采集终端通过采集智能电能表的反映用电客户负荷的瞬时电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等脉动信号经负荷终端的脉冲信号处理器处理，形成采集信号，同时输入到远程通讯模块，通过SIM卡经GSM/GPRS/CDMA等通讯模块及网络平台（移动、联通基站）与系统主站连接，并按15分钟/次的频率向负荷检测中心汇总数据，实现全过程全时段在线运行监测。

当用电客户超负荷或欠电费用电时，在线监测人员可以通过网络平台对负荷终端进行遥控操作，使采集终端输出的门电路发生翻转（⒀、⒁），由原来的常开转换成常闭状态，从而接通中间继电器控制电源，推动中间继电器动作吸合，中间继电器的辅助接点由原来的常开或常闭状态转换成常闭或常开状态，从而使分励型跳闸操作机构或失压型跳闸操作机构动作，并接通报警控制回路，通知用电客户超负荷用电或所预购电余额不足等情况，实现对用电客户的在线监测控制。

二：

远程智能配变采集终端和智能电能表运行控制原理图：

三：

安装说明：

3-1、智能电能表的485接口（24、25）用1MM平方铜芯网线并接与远程智能配变采集终端的信号输入端子（A1、B1）。

3-2、三相电流互感器与负荷终端、智能表的电流线圈必须是串联连接，K1、K2极性必须正确接入。

（电流互感器K1→智能表电流线圈①→智能表电流线圈③→负荷终端表电流线圈①→负荷终端表电流线圈③→电流互感器K2）。

3-3、各相的电压线圈与电源必须核相对应连接，不能逆相连接、错相运行。

3-4、负荷终端与智能表的电压线必须连接在被控执行动作元件（交流接触器或DW15开关）的电源侧。

3-5、负荷终端输出常开触点控制中间继电器接触器线圈电源,将中间继电器的辅助触点的常开并接于DW15开关的停止按纽两端,当智能表发出停电信息后,负荷终端输出常开触电转变成常闭触电,从而接通中间继电器的电源,中间继电器的辅助接点短接停止按纽,使DW15开关跳闸.实现远程停送操作和费控用电.

3-6、负荷终端输出常开触点控制中间继电器线圈电源,将中间继电器的辅助常闭触点串接于漏电脉冲继电器的供电电源,当智能表发出停电信息后,负荷终端输出常开触点转变成常闭触点,使中间继电器吸合动作，将中间继电器的辅助常闭触点转换成常开状态，从而断开漏电脉冲继电器的电源,使交流接触器断电停电.实现远程停送操作和费控用电.

3-7、中间继电器的工作电压为交流220V，触点容量大于20A。

3-8、电流互感器与负荷终端、智能表的连接应采用大于4mm2的单股铜芯线，电压线与控制连线应采用大于2.5mm2的单股铜芯线。

3-10、安装必须垂直安装，倾斜度小于5%。

3-12、终端的信号发射天线方向不能指向零序互感器（探头），间距大于500mm，防止射频信号干扰造成误动作。

四、巩固措施

加强对配电变压器远程智能配变采集终端和智能电能表安装调试运行网络监视、维护，收集积累有关资料，做好系统运行缺陷记录，经常性的对照分析，找出缺陷规律，并学习最新的控制线路和系统维护技术，注重采纳新方法、新技术，解决工作中的实际问题。

从而缩短缺陷处理时间，提高工作效率，保障系统网络稳定运行。

五、结束语：

通过对所有配变台区安装运行配电变压器远程智能配变采集终端和智能电能表系统，切实解决供电管理人员以下问题：

5-1解决供电管理人员现场抄表工作量大，所采集数据多，杜绝因现场抄表因光线暗，容易出现看错表码和互感器倍率和记录数据容易错误；及抄表因用电客户和产权管理单位外出不在家无法抄表；杜绝估抄漏抄问题。

5-2：

解决供电管理人员现场抄表因路途远，防范交通安全和人身安全问题；解决供电所人员现场抄表因距离配电设备近和配电台架登高存在安全风险问题。

5-3：

杜绝用电客户超负荷用电或所预购电余额不足等违约用电情况发生，解决欠电费等情况发生。

5-4：

解决供电所人员现场抄表人工录入微机MIS电费核算系统，减少人为错误，实现采集数据与电费核算系统数据共享。

5-5：

提高供电所现代化、规范化、标准化管理水平要求。

2012-1-9

蒙阴