配电自动化课程设计.docx

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配电自动化课程设计

引言

随着我国社会主义经济的发展和完善,全国城乡的负荷都与日俱增,并希望得到充足可靠、合格廉价和高质量的电能。

尤其是承诺制的推行,对于电能质量提出了更高的要求,因而电网的改造势在必行。

而且近年来电力系统经营和管理体制的改革使电力已作为商品进入了市场,因而电力系统的安全经济运行就直接影响着电力行业的兴衰和电力企业的效益。

目前大量存在的人工抄表的方法已远不能适应现代化管理的需要,而由此带来的线损率的增高也必然影响着电力行业经营管理指标的完成。

线损率较高的主要原因之一就是抄表、计算和管理手段落后,管理损耗增大。

现供电局管辖大用户计费电能表、居民生活用电能表和变电站关口表及其它重要表计基本上还在采用人工读表、监视和维护,这样不仅浪费人力物力,而且效率极低。

如果实施电能表自动抄收系统,不仅可以大大提高电网运行的可靠性,而且可以充分利用现有设备的能力,降低劳动强度,从而给用户和电力公司均能带来可观的收益。

电能计量的概念：

电力系统中装设了各种各样的测量表计，用于检测所需要的各种参量，如电压、电流、功率、频率、电能等。

这些仪表中有的反映瞬时值，有的记录累积值，电能表是专门用来测量电能累积值的仪表。

1系统的基本结构

电能表自动抄收是对电网中的所有计量电能表进行远方实时监视、协调及控制的一个集成系统,它是近几年来发展起来的新兴技术,是电子技术、电能表技术和现代计算机技术、通讯技术在电网改造中的结合和应用。

当前􀀁􀀂发作为专门采集处理各种电能量也可根据实际需要辅助采集电流、电压、功率等相关参数􀀁供有关部门进行网损计算、线损计算、用电核算、用电收费以及进行相应控制和管理的电能表自动抄收系统已成为电力企业必须配备的计量核算手段

该系统的主要􀀁二作原理是将智能型电能表具有数据传输功能的所有数据输人与其相匹配的集抄器汇合,该集抄器不对数据进行任何处理,它配有调制解调器可将数据通过通讯网络远传给后台监控主站􀀁若在变电站中使用,该集抄器具有一发两收功能,即也可将数据传给当地变电站计算机,门场地计算机及时记录和就地完成电量平网分别与地调、用电、生技等有关单位实行数据共享。

2系统功能

2.1抄表系统功能

自动完成每日整点、每日零点、每月零点电能表数据的抄录,建立数据库,存

储一个月的每日整点电量和􀀁年的每月零点电量。

实现人机对话,可实现随机数据采集,并监测表计运行状况,具备表计异常报警

功能􀀁断压、断流、表计故障等,也可对通讯错误的电能表实现报警和重新抄录功能。

电能表数据抄录应包括以下容􀀁有功总电量、有功高峰电量、有功低谷电量、无功总电量、无功高峰电量、无功低谷电量、每相电流值、每相电压值及断相次数和断相时间。

集抄器应确保完成只有、

无功表计的抄录、传输工作,通讯距离.停电后数据应保存年以上,送电后可实现重新抄录。

实现变电站母线电量平衡分析,母线三侧电量平衡分析及站损分析。

对系统下属各表计可以实现统一校时。

2.2数据综合应用软件的功能

数据管理提供系统运行参数的设置、备份、恢复及原始数据的整理、压缩、备份和恢复信息查询维护提供抄表系统信息查询、电表档案维护、用户档案信息查询、回路旁带情况登记和计量点地理分部信息图。

其中电表档案维护能够为用户建立详细的电能表档案资料及换表情况登记。

3电网领域自动抄表

3.1485总线方式

　　系统由主站、集中器、采集终端、电表组成。

集中器与采集终端之间采用RS485总线通信方式组建抄表网络，数字采集终端通过RS485总线和电表连接，脉冲采集终端每个脉冲端口只能接一块脉冲表。

系统采用RS485专线通信，具有抄表速度快，通信可靠，可以保证每天24h的实时通信的特点。

计量方面具有系统采用一体化的RS485表，电表计量精度高，通信的时候能直接读取电表的存电能量数据，避免了电能量的二次计量。

其缺点是由于系统需要铺设通信线路，所以适用于电表集中安装、工程施工方便、容易铺设通信线路的小区，铺设线路费用昂贵。

3.2电力线载波抄表

　　抄表系统由主站、集中器、载波式电能表组成。

系统的主站与集中器之间通过PSTN公用网来进行远程通信，集中器与表计之间采用低压电力线载波通信方式组建抄表网络。

　　系统采用电力线载波通信，无需架设额外的通信线路，载波表只需要接上电源即可，工程施工和日后的系统维护方便。

适用那些对远程停送电实时性要求不高、电表分散、工程施工难度大的地方。

　　系统采用一体化的电力线载波表，电表计量精度高，通信的时候直接读取电表的存电能量数据，避免了电能量的二次计量。

　　其缺点是由于现场条件下电力线存在有断续的尖峰噪声干扰、负载阻抗随机变化和信号衰减强烈，因此电力线的通信条件非常恶劣。

不同的时间，不同的地点，不同的调试方法，都有可能导致低压电力线载波通信实时性和可靠性有很大的差异。

目前电力线通信技术依然在发展阶段，尚不能保证实时通信，所以系统仅适用那些不需要远程停送电功能、月用电量少、电表特别分散、工程施工难度很大的乡镇、农村地区。

3.3RS485总线无线抄表

　　系统由主站、无线集中器、无线数字采集终端、RS485电能表组成。

系统的主站与集中器之间通过PSTN公用网来进行远程通信，集中器与采集终端间采用短距离无线通信，采集终端和表计之间通过RS485总线方式组建抄表网络。

　　系统的集中器和采集终端间采用小区短距离无线通信，无需架设额外的通信线路，工程施工方便。

电表采用RS485表，采集终端通过485总线和电表连接。

　　系统采用一体化的RS485表，电表计量精度高，通信的时候直接读取电表的存电能量数据，避免了电能量的二次计量。

　　无线的实时性要比电力线载波通信的实时性高，所以本系统适用对远程停送电实时性要求高，工程施工难度大，电表集中的居民小区。

　　其缺点是通信距离比较短，一般为可视距离100m之，即集中器和采集终端之间最好不要有障碍物，如果有障碍物的话，可以通过设置中继来处理，最多可设置4级中继。

3.4RS485总线载波抄表

　　系统由主站、集中器、载波采集终端、电能表组成。

系统的主站与集中器之间通过PSTN公用网来进行远程通信，集中器与采集终端之间采用电力线载波通信，采集终端和表计之间RS485总线方式组建抄表网络。

系统的集中器和采集终端间采用电力线载波通信，无需额外架设额外的通信线路，工程施工方便。

采集终端通过通信线和电表连接。

适用那些对远程停送电实时性要求不高、工程施工难度大、电表集中的旧居民小区。

多适用于由于现场条件下电力线存在有断续的尖峰噪声干扰、负载阻抗随机变化和信号衰减强烈的场所，因此电力线的通信条件非常恶劣。

不同的时间，不同的地点，不同的调试方法，都有可能导致低压电力线载波通信实时性和可靠性有很大的差异。

目前电力线通讯技术依然在发展阶段，尚不能保证实时通信，所以系统适用那些不需要远程停送电功能、月用电量少、电表特别分散、工程施工难度很大的乡镇、农村地区。

3.5CATV网络远程抄表

基于CATV网络传输的远程抄表系统不受传输距离的限制，传输通道干净、无杂波干扰，传输数据不会产生丢包的现象。

CATV网络同轴电缆都已经接入到每个小区至户，而且距离电表箱较近，无需重复布线。

采集终端设备是采用一种采集器与集中器一体的设备，将采集到的电表读数通过广电的同轴电缆传输数据的设备，能够对电表的数据进行实时的读取并可存储，以备电网主站人员调用；采集终端带有继电器控制IO接口，对普通485不可控电表实现远程停送电的操作。

目前为止国最为高效、稳定的抄表方式。

基于CATV网络传输的远程抄表系统不受传输距离的限制，传输通道干净、无杂波干扰，传输数据不会产生丢包的现象。

CATV网络同轴电缆都已经接入到每个小区至户，而且距离电表箱较近，无需重复布线。

采集终端设备是采用一种采集器与集中器一体的设备，将采集到的电表读数通过广电的同轴电缆传输数据的设备，能够对电表的数据进行实时的读取并可存储，以备电网主站人员调用；采集终端带有继电器控制IO接口，对普通485不可控电表实现远程停送电的操作。

目前为止国最为高效、稳定的自动抄表方式。

CATV网络远程抄表方式主要突出几大特点：

1）不再需要更换小区电表，避免重复投资，通过新型采集终端设备的技术整合，传统单一功能的485电表即可扩充为先进多功能电表所具备的远停远送远抄功能，更方便的为用户提供远程服务；　

2）　不用重新铺设网络，避免重复投资。

现有居民楼都已铺设CATV网络，网络接入口与电表箱距离“少则一米以，至多不超过五米”，网络搭建成本成倍降低；适应城市居民社区、公变台区用户、农村用户等各种用电环境，从而使扩大低压集抄围到100%成为可能。

解决了以上四大低压集抄抄表效率低的问题。

原低压集抄技术，由于GPRS信号不稳定、低压线路信号干扰、485线路通讯传输距离近等原因，抄表数据不是产生丢包、漏包的现象就是产生误抄的现象，无法100%一次性抄到到所有的低压用户。

通过CATV网络安全可靠的信道通讯，使抄表率达到100%。

3）可采用广电CATV网络闭路电视系统的信息群发技术。

通过供电局侧主站与广电公司接口的传输，对应供电公司营销系统的客户信息唯一标识，在广电CATV信息发布平台上可以确保催缴电费信息，准确的送达需要进行电费信息通知的客户家中电视上，而不对其他客户造成影响。

并可通过机顶盒遥控器方式进行电视在线缴纳电费。

真正的解决了“抄表——送单——收费——催费”的全过程自动化问题。

解决了人工送单、人工停复电催费的服务模式。

通过广电OSD信息发布，使全面取消人工送单成为可能。

4）具备广域的传递电网最新信息（峰谷用电通知、每户量身订制的阶梯电价科学用电方式）至客户电视机上引导用户节能用电手段。

形成全民参与科学用电，缓解目前供电负荷的不平衡（供电系统的峰谷差较大，用电高峰时电力非常紧）的局面；　

5）基于CATV网络抄表准确率100%、抄表响应时间≤2s。

远停远送服务≤10s、设备在线率100%、远控失误率0%。

国远程抄表对比表

　　国常见自动抄表方式与最新CATV网络自动抄表技术的对比：

传统组

网方式

组网模式

传输信道

传输距离

通讯效果

安装成本

总线模式

RS485

1000m

100%

较高

无线模式

GPRS

800m

90%

较高

电力载波

电力线

1000m

90%

低

CATV

组网方式

RS485+RF

CATV网络

大于1000M

100%

低

4自动抄表系统研究的目的和意义

自动抄表系统研究的目的和意义十分广泛，对用电管理部门而言，主要体现在如下几个方面：

（1）有利于减轻传统人工抄表工作的劳动强度；

（2）有利于提高抄表工作的效率；

（3）有利于用电数据的有效存储和历史数据的快速查询；

（4）能够实现用电数据的自动统计分析，用电管理部门能够及时掌握电网供电状况以及负载的变化情况，有利于提高配电管理和电网改造决策的科学性；

（5）有利于实现用电管理的规化和标准化；

（6）能够实现用电标准的动态制定，有利于提高用电收费管理的科学性与合理性；

（7）顺应历史发展的需要，应用电子与计算机技术实现自动抄表，有利于提高用电管理部门的管理与决策水平；

（8）有利于国家对用电管理部门的统一集成。

采用计算机自动抄录用户电表数据、自动计费报表时用电管理发展的必然趋势。

针对普通用户开发一个经济适用、可靠的自动抄表系统，可以增强用电管理部门用电经营管理的效率，提高配电管理与决策的科学性，减少人力资源的浪费。

另外利用抄表系统自动传输和记录电表数据，吐过遇到用电收费纠纷，还可以实时查验和查询历史用电数据。

这样是我国公用事业的收费工作方式得到有效改善。

抄表系统的研制成功，必将带来一定的经济效益和社会效益。

5系统