自动抄表系统的原理及其应用.docx
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自动抄表系统的原理及其应用
自动抄表系统的原理及其应用
摘要：
自动抄表系统要紧由电能表、搜集器、集中器、数据传输通道、主站系统组成，通过网络还能够和供电局的营业收费系统相连实现抄表收费一体化
关键词：
自动抄表系统应用
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一、自动抄表系统的组成
自动抄表系统要紧由电能表、搜集器、集中器、数据传输通道、主站系统组成，通过网络还能够和供电局的营业收费系统相连实现抄表收费一体化。
如图1所示。
电能表-电能表有脉冲电能表和机械电能表两种，脉冲电能表可输出标准脉冲信号到搜集器，而机械电能表需将用户的用电量通过光或磁的方式转换为标准脉冲信号。
搜集器（或称为搜集模块）--搜集器分为单表搜集器和多表搜集器两种，单表搜集器只能搜集、存储1块电表的数据，多表搜集器可同时搜集、存储八、1二、1六、24、32或64块电表的数据，搜集器除完成电表的电量数据搜集工作之外，还要依照系统的要求完成与集中器之间的数据通信，将需要传送的电量数据送到集中器中。
集中器-集中器的要紧任务有两个，一是完成与搜集器的数据通信工作，向搜集器下达电量数据冻结命令，按时循环接收搜集器的电量数据，或依照系统要求接收某个电表或某组电表的数据。
另外的任务确实是依照系统要求完成与主站的通信，将用户用电数据等主站需要的信息传送到主站数据库中。
通信信道-上行通道：
指的是集中器与主站之间的通信线路，能够采纳、无线、专线等通信介质；下行通道：
指的是集中器与搜集器之间的通信线路，要紧有485总线、电力线载波两种通信方式。
主站系统--按时或随时抄收居民或商户电表的电能量数据，对集中器设置通信参数及操作参数，与供电局用电营业网联网后，能够进行电费计算、单据打印、统计报表、电费实收等功能。
2485总线方式自动抄表系统
485总线方式的抄表系统要紧由电能表、搜集器、集中器、数据信道机和主台运算机组成。
其中搜集器负责将假设干个电表的用电数据集中进行处置、计算及打包向上发送。
假设干个搜集器通过双绞线与集中器相连，组成一个485网络。
集中/转发器负责与主台运算机和搜集器进行通信，它与主台运算机之间的通信可选线、无线电、专线电缆等多种方式。
（1）单485总线抄表系统：
系统由主站、信道、集中器、搜集器和电能表组成。
主信道（上行）一样采纳公用网（PSTN），集中器与搜集器之间（下行）采纳屏蔽双绞线，通信方式为485总线，搜集器和电能表之间用一样导线连接，用于脉冲搜集。
该系统适用于城市居民小区和较密集的商住楼，且电能表已安装在集中式表箱中。
每一个单元安装一台搜集器，可搜集集中表箱内的所有电能表脉冲。
关于小区内部的小商业用户和单位，能够敷设脉冲线到就近楼层单元的搜集器，假设距离超过100m，应单独安装一台搜集器。
大约30～50个搜集器需配置一个集中器，但485网线长度应不超过1200m。
单485总线抄表系统优势：
①技术简单、成熟，易于实现；对全电子式电能表，无需改造；总线传输速度高，靠得住性高。
②通过采纳相应的信道编码技术，网线的合理配置，可使抄收率和数据可用率达到两个100%。
③由于采纳多块表集中抄收的方式降低了每户本钱，同时也降低了整个系统造价。
单485总线抄表系统缺点：
①施工布线工作量大，网线易受人为破坏。
②线路损坏后，故障点不易查找。
③易受雷击和过电压的阻碍。
单485总线抄表系统的适用范围：
该系统适用城市居民小区和较密集的商住楼，且电能表已安装在集中式表箱中。
（2）双485总线抄表系统：
系统由主站、信道、集中器、搜集器、485模块和电能表组成。
主信道（上行）一样采纳公用网（PSTN），集中器与搜集器之间（下行）采纳屏蔽双绞线（485总线），搜集器和电能表之间也采纳屏蔽双绞线（485总线），用于搜集电能表数据。
该产品适用于城市较分散的商业用户和居民用户，每一个电能表需安装内置式485模块，该模块将电能表的脉冲转换为数据，然后通过485接口传送到搜集器。
电能表之间的485总线长度不能超过1200m。
该系统由于采纳了双485总线结构，故数据传输速度高，靠得住性高，又因为电能表采纳内置式485转换模块，脉冲传输更为靠得住。
缺点仍然是施工布线工作量大，网线易受人为破坏。
3、载波抄表系统
（1）低压电力线的大体传输特性及通信技术：
简单的说，阻碍电力线载波传输质量要紧有两个因素：
一个是电力网络的阻抗特性及其衰减，另一个是噪声的干扰。
第一个因素制约着信号的传输距离，第二个因素决定着数据传输的质量。
低压电力网的噪声干扰要紧由配电变压器和用户装置产生。
噪声大体来源为：
通用交、直流两用电机，带有可控硅的调光装置，电视接收机等。
这些设备产生的背景噪声包括：
随机噪声、滑腻频谱噪声和工频谐波噪声等。
以上能够看出，载波传输系统所处的环境是很恶劣的，因此应采取某些方法排除噪声，专门是脉冲噪声对数据传输的阻碍。
到目前为止，国内厂家生产的载波搜集模块大部份是基于FSK调制技术的，部份厂家利用的是扩频技术。
相关于采纳扩频技术的模块而言，基于FSK调制的搜集模块的优势是本钱较低，实现比较容易，但其缺点也比较明显，即抗噪声干扰和抗谐波能力相对较差。
关于采纳扩频技术的搜集模块，由于采纳具有宽带传输特点的扩频通信技术，使得系统在抗干扰能力方面有了较大幅度的改良，使得抄表系统的靠得住性取得了必然程度的提高。
实践证明，为适应不同电网结构、不同居民区、和不同时刻猛烈转变的负荷的实际要求，不论是FSK调制，仍是扩频调制的电力线载波系统，都必需针对具体情形，通过接力或加大功率（在许诺的范围内）等方法延长传播距离和提高传输靠得住性，以实现全天候靠得住的电表数据抄收。
（2）单表载波模块的载波抄表系统：
单表载波模块的载波抄表系统指每块表内均安装一块载波搜集模块，每一个搜集模块完成电量的数据搜集计算，并通太低压电力线与设在变压器副边侧的集中/转发器进行通信。
系统由主站、信道、载波集中器、载波电能表组成。
主信道（上行）一样采纳公用网（PSTN），集中器与载波电能表之间（下行）采纳低压电力线载波。
该载波电能表是由电能表加载波模块组成。
其要紧优势：
充分利用电力线资源，无需从头布线，技术先进，是抄表技术的进展方向。
要紧缺点：
①高频载波信号只能在一个台区内传输，无法跨台区传送信号，必需借助其它通信手腕将电表数据从集中器送到电表抄收中心或营业中心。
②由于低压电力线本身的介质、结构和负荷的阻碍，载波信号易受干扰，全天候的电能表靠得住抄收比较困难，必需通过中继或其它技术手腕加以解决。
③由于单表模块尺寸和本钱的限制，使得在软件和硬件上，很难进一步提高模块的靠得住性和稳固性，这也在必然程度上，阻碍了系统的性能。
（3）"多表一个搜集器"的载波抄表方式：
"多表一个搜集器"的载波抄表方式类似于485总线的抄表方式，多块电能表共用1个搜集器。
唯一不同的是搜集终端（模块）与集中器之间的通信不是采纳485双绞线，而是通太低压电力线实现载波通信。
4、其它特殊自动抄表系统
（1）超窄带（UNB）载波抄表系统（跨台区单表载波）：
该系统适合于城乡分散的居民用户和工业用户抄表，专门适用于对农村配变电能表的跨台区的抄收。
该系统的技术特点：
超窄带技术的传输带宽只有，传输功率只需，载波单元可直接安装在电能表内，每一个载波单元通过编程分派一个不同的频率，多个载波单元（目前可接2880个）与位于变电所的接收器同时进行通信，通信传输距离长，可达200km。
由于利用极低的频率（5～进行信号传输，因此信号穿透力强，可通过变压器、线路和电容器，不需附加任何增益设备，不受其他设备的干扰，也不干扰其他设备的正常运行。
但由于采纳超窄带调制技术，数据传输速度较低，传输一个数据位需要33min，传送一个完整的电量数据需要16h，实时性差。
关于抄表系统而言，若是咱们能够忍受系统的延迟性（一个完整的数据包传送需要十几个小时以上），那么出于超窄带传输系统的极高传输靠得住性和极强的穿透力，完全能够以为此系统是一可利用的有效抄表系统，对此应当引发咱们的重视。
（2）红外抄表系统：
系统由主站、红外掌上机、搜集器和电能表组成，搜集器完成对革一表箱中的所有电表的电量搜集，不设集中器，也不需要通信线路，抄表时由工作人员到现场，用掌上机抄收搜集器中存储的电能表数据，然后返回主站，将掌上机中已抄的电能表数据通过RS232口，传送到主站运算机。
该系统由于省去了集中器和485布线，故工程造价大大降低，缺点是需人到现场，自动化程度有所降低。
适合于城市或农村的电能表已集中的居民抄表。
（3）配变抄表系统：
系统由主站、信道、抄表终端和配变总表组成。
该系统要紧实现对配电变压器总表电能量的抄收。
抄表终端能够直接搜集电能表的脉冲信号，也可抄收多功能电能表的数据，并通过通信线路和设备将所抄数据传送到主站中。
信道一样采纳公用网（PSTN），也可采纳其他通信信道，如无线电、光纤、载波等。
（4）工频抄表系统
工频抄表系统类似于超窄带抄表系统，只是它利用的是通过工频过零点进行调制的载波通信技术，相较超窄带抄表系统而言，易受谐波于干扰的阻碍，且需要较大的注入功率，但传输速度比超窄带抄表系统高。
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