电能计量自动化采集终端常见的故障及处理方法探讨

陈毅俊

【摘要】电能计量自动化系统的提出对于现今高速发展的智能电网技术的应用和电网规模的扩大有非常积极的意义。文章通过介绍电能计量系统的基础内容，在分析其常见的故障和处理方法的同时，从现场电能量采集终端等方面给出了电能计量自动化采集终端的应用和维护，希冀为系统的安全运行提供一定的帮助。

【关键词】计量自动化;采集终端;维护方法

1.引言

传统方式在进行抄度计费等电量统计工作中，一般采用的都是人工抄表记录的方式。现如今，随着电力系统的发展和电网建设规模的扩大，各类用户不同种类的电能计量点不断增加，传统的计量方式和故障处理方法已远不能满足现代化各个领域关于电能计量的有关工作。因此，电能计量自动化系统应运而生，电能计量自动化采集终端能够完成现代化要求的各项工作，并随着计算机技术的发展亦逐渐改进。

2.电能计量自动化采集终端概述及功能

2.1 电能计量自动化采集终端概述

电能计量自动化采集终端是电能计量系统的一个特别重要的组成部分，在电能量计费系统中起关键作用。电能计量采集终端工作于系统计量主站与电能表之间（图1），其主要是由电能量数据采集、存储、处理、保存、传输等功能的设备共同构成。电能计量系统主站和终端设备共同构成了电能量计费系统，主要工作是进行远方原始电量数据、负荷数据的采集和上传。

图1 电能计量自动化系统结构图

电能计量自动化采集终端可支持种类不同的通讯端口，并能够实现在多个不同主站同时通讯的功能，且可以根据不同主站的需求设置传输数据内容。终端设备内部含有通讯模块，可分为RS485通讯模块、FSK通讯模块、GPFIS通讯模块、以及PSTN采集模块等。电力公司可根据自身需要选择合适的模块，国内一般采用RS485通讯模块。

2.2 电能计量自动化采集终端的功能

终端设备功能可实现以下基本功能：

第一，能够完成对厂站电能量数据的高精度采集。一般采集周期可选择1min-24h，采集终端可以按指定的时间起点、内容传送信息至主站;

第二，能够按要求向主站传送和存储电表窗口电量、月冻结电量、分时电量、电流、电压、 功率、电表内事件记录（如失压、失流、过流）及本身的事件记录等信息;

第三，能够接入脉冲电能表和多功能电子式电能表。一般采用RS485方式或RS232方式接入多功能电子式电能表，采用无源脉冲输入方式接入脉冲电能表。电能采集终端可以扩展成几路脉冲量输入，也支持同时接入多块多功能电子式电能表，对于国外品牌的多功能电能表，一般可扩展为电流环接口;

第四，能够接入厂站内常用规约的多功能电子式电能表;

第五，电能量采集终端数据有一定的存储容量，可以将电能量数据保存相应的天数。

3.电能计量采集终端常见故障类型及处理方法

这里所述的故障是指：电能计量采集终端在其运行过程中，主站与客户电量采集终端之间的数据传输不能正常进行、设备功能不能正常发挥。采用的处理方法旨在通过解决以上问题来确保采集终端的各项功能达到运行指标的要求。

采集终端常见的故障类型在这里分为三类：不能采集电表数据、终端不能上线、终端黑屏或者白屏。

3.1 不能采集电表数据故障

3.1.1 影响终端与电表通讯模块正常通讯的常见因素

首先是人为影响。终端或者电表的通讯模块端口接错位或者接反，通讯线的极性接反;其次是参数设置影响。终端的通讯模块通道号设错，终端测量点的参数设置不正确，包括：电表通讯波特率、测量点有效标志电表通讯地址、数据位、停止位等等;最后是硬件影响。通讯模块端口故障、电压值低或者无电压、电表的端口故障、电压值低或无电压、通讯线被断或水晶头压接不良等。

3.1.2 此故障处理方法

应先检查采集终端的计量点参数是否设置正确：检查终端里相应的电表参数（波特率、数据位、停止位、校验位、规约等）与现场电表的参数是否一致，若不同，调整参数为正确数值;再检查电能表与终端通讯模块端口功能，具体方法是，首先，用万用表直流电压档测量终端通讯端口和电能表端口有无电压，若测得电压值异常（端口电压正常值通常在1.5～4.5V之间）或无电压，则可以初步推测为某端口有故障存在，然后再通过读表软件或者掌机在在电能表的端口读取电能表数据，若可以读到数据，则证明电能表端口一切正常，问题可能在计量终端的通讯模块端口上。

3.2 终端不能上线故障

3.2.1 故障的分类

此类故障可分为两类：终端不能通过无线网络上线和终端不能通过电话通道上线。

对于第一类故障，检测工作应从以下几个方面着手：从安装角度，可能由于SIM卡接触不好、天线损坏或者天线没有安装好等情况导致故障;从无线运营商角度，由于信号较弱或者信号未覆盖，SIM卡故障、损坏等原因导致故障;从参数设置角度，通讯参数或者主站通道参数设置错误，终端逻辑地址设置不正确，登陆模式有问题等。

对于第二类故障，检测工作可从以下几个步骤进行：首先检查通讯参数是否设置正确;其次检查电话通道是否工作正常，用万用表直流档测量通道电压是否处于45-52V之间，或者直接连接电话机查看是否能正常通话以及通话质量如何;最后检查防雷设备是否正常，同样是用万用表直流档测量防雷设备的电话通道电压是否处于45-52V之间。

3.2.2 故障处理方法

故障处理的具体方法可从下面着手：检查计量采集终端的通讯模块;检查计量采集终端的通讯参数;检查SIM卡是否氧化，是否出现接触不良现象;检查现场的无线信号质量，若信号不好，需变换移动天线位置，必要时可采取更换天线的措施。

3.3 终端出现黑屏或白屏故障

此类故障判别较简单，首先测量外界直流和交流电压是否已接入到设备，如果没有，需重新安接;若接入完全，便能初步判断此为设备本身的故障问题，需检查维修。

4.电能计量采集终端的应用和维护

4.1 RS485总线在远程抄表系统中的应用

RS485总线作为现代通讯技术的工业标准之一，在工业上的应用已非常成熟。RS485总线使用一对双绞线，可方便地实现多点互连，且其工作方式采用平衡发送及差分接收方式，当其发送端输出时，驱动器将TTL电平信号转换成差分信号，而在接收端，接收器再将差分信号转换成TTL电平，因此，RS485总线具有抗共模干扰的能力。总线由两个独立的子系统组成， 即数据采集器、 数据集中器。 在这种一点对多点的连接中，数据集中器是上位机（主机）， 数据采集器为下位机（从机），其网络结构图如图2所示。

图2 基于RS485总线网络的集中器与采集器结构图

4.2 电能表与计量终端通讯不成功时的检查方法

电能表与计量终端通讯不成功时的具体检查方法如下：

首先若观察到同一RS485接口上的所有电能表通信均不成功，则需检查终端接口以及该接口的RS485总线工作是否异常。先检查终端RS485接口是否损坏，若是，则更换接口芯片;若接口正常，则检查接口处总线是否出现接错或者断线情况。

其次若发现同一RS485接口的部分电表未能正常通信，则表明终端RS485接口和总线工作正常。这时应先检查通信故障电表，看参数是否设置正确，再核对地址、波特率等数据是否与表计一致;然后检查电能表的接口和接线有无异常情况。

若检测因布线问题导致通信情况不稳定，则需重新检查布线，并做好屏蔽层接地工作。

若是因一个RS485端口接入电表数量太多，会导致部分数据因无法完整采集而丢失，影响终端的采集完整率。此时应扩展端口数目减少一个端口的接入电表数量。

5.结语

随着电网的发展，电能计量自动化系统的应用将越来越广，并且不断改进。为推动电网的持续发展，做好电能计量自动化系统的研究工作是很重要的方面，国家和电力应加大此方向的研究工作，并合理进行维护维修，同时要提高工作人员的知识储备和素质储备，使得电网运行安全稳定高效地进行。

参考文献

[1]迟喜梅，徐慧敏.电能计量终端的远程实时监控分析开发[J].黑龙江科技信息，2013（7）：73-75.

[2]黄锴.电能计量自动化终端维护处理方法[J].企业技术开发，2014（10）：24-26.