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低压集抄采集方案优劣对比

作者:未知

  摘  要:低压电力用户集中抄表系统(简称低压集抄系统)主要利用通信技术和数字信号处理技术,通过通信介质自动实现电能量数据采集、存储、传输和处理。对比原本的人工抄表,不仅效率大大提高,也可以有效避免人为失误,保证了抄表的质量。该文就低压集抄采集方案中低压电力线载波通信、微功率无线通信和485通信3种方案的优劣进行了对比,希望能够为低压集抄系统的设置提供一些参考。
  关键词:低压集抄;采集方案;优劣对比
  中图分类号:TM764            文献标志码:A
  0 前言
  科学技术飞速发展背景下,越来越多的电力系统中加入了低压集抄系统,不过因为庞大的用户群体,加上相对杂乱的用户分布,即便低压集抄系统能够实现全面覆盖,如何保证数据采集工作的质量和效率也是电力企业需要重点研究的问题。一般情况下,计量主站通过远程通信信道抄读集中器内的数据,集中器再通过本地通信信道抄读电能表,本地通信信道根据采用通信载体的不同,可将低压集抄采集方案分为3种,分别是低压电力线载波通信方案、微功率无线通信方案和485通信方案,如何正确选择低压集抄方案来保证抄表效果,是电力技术人员面临的一个关键问题。
  1 低压电力线载波采集方案
  低压电力线载波采集方案根据结构组成的不同可以细分为2种,全载波方案和半载波方案,这里对其优点和缺陷进行分别分析。
  1.1 全载波方案
  全载波方案主要由集中器和载波表组成,方案中不需要采集器,而是利用低压电力线作为集中器和载波表之间的传输介质,实现集中器和电能表的有效连接,由于能够省略掉终端的数据采集工作,理论上载波集中器甚至可以对1 024个电能表的数据进行采集,覆盖范围在半径2 000 m左右,在实际应用中,集中器对电能表数据的采集方式是动态组网。相比较而言,全载波方案的适用范围更广,无论是城市还是农村都可以使用,而且可以通过直接将电能表更换为载波表的方式来完成安装。
  全载波方案的优点在于可以实现对电能表数据的稳定采集,而且安装简单,成本低廉,可以省略掉布线工作,更进一步缩短工作时间。全载波方案的缺点在于低压电力线组网结构复杂,线路干扰噪声强、阻抗变化大、信号衰减大,不同的载波方案厂家选取的载波频段不同、调制方式不同,效果也不同。市面上的载波集中器价格在1 500元左右,与普通电能表相比,载波表还增加了载波模块,如果单纯将其看作电能表,在连接30个用户的情况下,每户的成本在35元左右。
  1.2 半载波方案
  半载波方案主要由集中器、采集器和485表组成,集中器与采集器之间,和全载波方案一样,利用低压电力线作为传输介质进行通信,采集器与电能表之间经过RS-485总线进行通信。半载波方案根据采集器类型分为I型半载波方案、II型半载波方案。其特点是适用于电表集中的低压台区,节省成本,缺点是需要判断电表485极性并安装485线,较烦琐,施工质量要求高。
  半载波方案较全载波方案结构组成上多了采集器,所以在运维难度上就比全载波方案大很多。主要是因为采集器与485表要通过485线进行通信,且电表的485通信口和采集器的下行485通信口是有极性的,必须保持一致。对其成本进行分析,Ⅰ型载波采集器的市场价为240元,可以对32个用户进行采集,Ⅱ型采集器的价格为110元,同样可以采集32个用户,安装环节设置一台485电能表,每一台集中器价格为1 500元,能够采集500个用户的数据,这样Ⅰ型和Ⅱ型采集器的成本分别为每户20元和每户115元。
  2 微功率无线采集方案
  微功率无线采集方案根据结构组成不同可以细分为两种,全微功率无线方案和半微功率无线方案,这里對其优点和缺陷进行分别分析。
  2.1 全微功率无线方案
  全微功率无线方案主要由集中器和无线电能表组成,利用频段470 MHz~510 MHz无线电波进行通信。此方案通信不需要布线,实用性强,无线技术发展较成熟,可靠性高;适用性较差,仅适用于较为平坦的农村、城乡接合部低压台区,容易受钢筋混凝土建筑、森林树木、山丘地势的影响,且无线对雨水的穿透能力较差,下雨天通信能力会变差;设备需要安装天线,后期的维护量较大。
  相比于全载波方案来讲,全无线方案安装会烦琐一点,主要是电表和集中器上要配置天线,如果天线外置,容易受到外界的破坏,天线内置,通信效果会下降。在运维方面,故障点主要集中在集中器、无线电表和天线问题上,常见故障有集中器故障、天线损坏、电表无线通信模块故障、电表本身损坏等。
  2.2 半微功率无线方案
  半微功率无线方案主要由集中器、无线采集器和485表组成,与全无线方案不同的一点是装置了带微功率无线模块的采集器。集中器与采集器之间通过无线进行通信,采集器与电能表之间经过RS-485总线进行通信。半无线方案根据采集器类型分为I型半无线方案、II型半无线方案。其特点是适用于电表集中且地势平坦开阔的的低压台区,节省成本,缺点是适用范围小,天线容易损坏,需要判断电表485极性并安装485线,较烦琐,施工质量要求高。
  与全无线方案相比,半无线方案结构组成上多了采集器,所以在运维难度上就比全无线方案大很多。主要是因为采集器与485表要通过485线进行通信,且电表的485通信口和采集器的下行485通信口是有极性的,必须保持一致。常见的故障主要有:集中器故障、天线损坏、采集器故障、485线接反、电表故障等
  3 RS-485总线采集方案
  485集中器简单来讲,就是在所有集中器中都设置3个485通信接口,每一个接口能够连接的电能表数量最大为64,换言之,仅一个485集中器就可以连接192个电能表。当然,上述数据仅源自理论分析,在实践中,考虑电磁干扰、接线成本等因素,一台485集中器可以连接的电能表一般在30个左右。485通信线路在城市住宅小区中有着较好的适用性,能够将所有楼栋的电能表连接为一个整体,单元之间电能表的连接则可以通过内敷钢丝的485通信来实现。在保证接线正确同时电能表不存在异常的情况下,485集中器在数据采集环节的准确率能够达到100 %。
  485集中器的优点在于能够保证数据采集工作的相对稳定性,而且采集到的数据精准度高。不过其本身也存在较为明显的缺点,一是线路连接工作过于烦琐,而且工作量巨大,如果遇到没有体现设置连接接口的情况,连线工作将会变得更加复杂,需要消耗大量的人力物理资源;二是485集中器本身针对大量数据进行采集的特点,使其仅适用于城市住宅小区,农村地区因为连排房屋数量少,如果盲目采用这种方案,会导致不必要的资源浪费;三是线路采用的是架空敷设,对于雷电的抵抗能力较差,在实际接线中很多时候都会选择短距离线路架设来规避雷击,而这样会导致电信号强度的下降。对485集中器的设置成本进行预算分析,二型集中器的价格在500元左右,能够同时完成30个用户的用电数据采集,每一个用户需要铺设的通信线路长度在10 m左右,成本42元,平均每户的成本为60元。
  4 结语
  总而言之,在电力低压集抄系统中,采集方案的选择非常关键,需要电力技术人员根据电力系统以及所处台区的实际情况,选择恰当的采集方案,在保证数据采集准确率的基础上,尽可能降低成本费用。
  参考文献
  [1]熊杰.低压用户集中抄表系统及其采集方案[J].大众用电,2018,32(9):39-40.
  [2]李育婷.低压集抄采集的现状分析和问题对策[J].机电信息,2017(36):163-164.
  [3]林丽华.浅析低压集抄联调中遇到的问题及解决方法[J].机电信息,2017(27):22-24.
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