低压集抄通信故障检测装置设计

钱滔

摘 要：近年来，科技迅猛发展，我国的电力行业的发展也有了改善。低压集抄是计量自动化系统的一部分，是指由计量自动化主站通过远程通信信道集中抄读多个电能表电能量记录值信息的系统，該系统主要由电能表、采集器、集中器、通信信道和计量自动化主站组成。随着通信技术的发展，目前可选用的通信手段很多，但没有任何一种单一的通信手段能够全面满足不同应用场景下信息传输的速率、通信成功率以及数据响应的实时性等要求，这些问题制约着低压集抄的建设和应用。

关键词：低压集抄;通信故障;检测装置设计

0引言

用电信息采集系统中数据的可靠性、有效性、完备性，对智能电网发展有着至关重要的作用。现场运维是保证集抄系统性能的一个重要环节，当前集抄系统的软硬件方案发展迅速，提供了优秀的通信性能，但是运维环节仍然缺少有力的与之匹配的手段与工具，急需针对当前的电网集抄方案开发设计一款能够帮助现场运维人员快速有效排除现场通信模块问题、集成度高的设备，进一步提升现场运维人员在故障检测、故障原因确定方面的效率，同时也能进一步降低运维人员在检修更先进的集抄通信设备方面的难度。

1低压集抄系统组成

低压集抄系统主要由主站、集中器（载波/无线）、带485通信的采集器（载波/无线）、带485通信的智能电能表（载波/无线）四大部分组成。集中器数据可通过通信信道远距离传送到主站计算机，如图1所示。

1.1主站

主站指接入各类计量自动化终端的计算机系统。在低压电力用户集中抄表系统中，主站包括前置机、应用服务器和数据库服务器三个部分，而前置机则是直接和集中器进行通信的部分。

1.2Ⅰ型集中器（载波/微功率无线）

收集各类采集器或电能表的数据，并进行储存处理，同时能和主站或手持设备进行数据交换的设备，是低压集抄系统重要的设备（管理1024只表）。

1.3Ⅱ型集中器

通过RS-485通信方式来实现电表数据的接收、存贮、统计与传送等功能。通过GPRS/CDMA等方式与主站进行通信。

1.4Ⅰ型采集器

抄收和暂存单只或多只电能表数据，并根据集中器的命令将储存的数据上传给集中器。

1.5Ⅱ型采集器

直接转发集中器和电能表之间的命令和数据。

1.6智能电能表（载波/微功率无线/RS-485）

正向、反向有功电能计量及分时计量;测量、显示当前电能表的电压、电流、功率、功率因数等运行参数;远程拉合闸功能。

2相关重要性

针对集抄系统常见故障与问题，许多研究学者进行了总结，并对故障的检测和解决给出了一些方法。但是这些解决方法中并未提及针对运维环节故障检测工具设备的设计与采用，最主要的是，其中所涉及的一些故障处理与检测方法并非最优并且需要运维人员学习了解不同厂家的模块工作原理、参数配置等，对运维人员的要求较高。此外，针对不同的检修方案，运维人员需要携带不同的故障检测工具，大大降低了运维人员的工作效率。为了进一步解决运维人员处理集抄通信故障问题效率低的问题，本文中针对低压集抄系统通信故障的检测，设计了一套更为规范、便捷、快速有效的故障检测运维设备。该设备采用通用MCU芯片，高度集成不同厂家载波模块的设计方案，可以实现对不同厂家集抄通信系统中单相载波通信模块、三相载波通信模块、485通信模块、GPRS模块的故障检测，能够实现供电状态、引脚状态以及通信故障的检测。此检测设备集成度高，当现场出现集抄通信设备故障时，采用此设备进行检测，能够快速为现场运维人员提供更为直观的检测结果;同时，此设备设计便携性高，避免了现场运维人员多种工具同时携带的负担。采用专用的故障检测装置进行故障检测，可以有针对性确认当前故障原因，避免盲目更换模块带来的资产维护成本的提升，整体上提升了运维效率降低了运维成本，同时硬件设计上兼容不同厂家方案，运维人员无需同时了解不同厂家的设计，只需要按照本设备操作要求进行检测即可，减少运维人员误操作风险。

3低压集抄的应用

在以往的抄表作业中，非常依赖于人工的操作，这样的抄表过程成本较高，而且人为造成的失误较多，对于当前的电力领域不再适用，尤其是电力营销的重要性逐渐增强，成为电力发展的关键动力，人工抄表在效率和质量方面都无法适应现状。但是低压集抄的出现和成熟应用彻底更新了抄表方式，更为关键的是由此形成了完整的低压集抄系统，不仅发挥了基本的抄表功能，在系统的运作中，将用电中的各项数据加以整合与应用，这对于强化电力网络的管理非常必要，尤其是降低线损问题，优化了电网的整体运作。具体到电力营销的方面，集抄技术中所包含的网络通信和计算机技术能够保障对于用电情况的监管，然后在大数据处理的前提下，从中整合出有价值的用电数据，支持电力营销工作，保障电力营销的针对性和有效性，具体体现为下述几点促进作用：一是基于集抄系统功能的成熟，能够实现对于用电情况的监管，在监控环节能够自主判定用电中的异常，比如接地问题或者是电表故障，就可以以警报的形式作出系统提醒，支持对于电能表的技术检修工作。二是在以往的人工抄表模式中，用户在电费缴纳方面并不积极，也不太关注电费缴纳的问题，不利于电力营销管理。但在低压集抄系统的支持下，相当于将用电费缴纳的主动权交给了用户，如果用户的电费不足，就会及时警报提醒，并且在电表中为用户预留一定度数的电能，督促用户自主缴纳电费，一旦用户存在电费拖欠，就可以按照系统设置自动停电，同时将停电与欠费的信息传输给用户，这是防范电费拖延的关键技术手段。三是在整个集抄系统中，完成自动抄表只是最基本的功能，还可以借助于相关技术操作来强化优势服务，比如在出现运行故障时，系统就能够集中调取用户的信息状况，比如用电情况和是否有欠费行为等，根据这样的有效资料为用户提供有针对性的服务，保障服务的品质和有效性。另外，除了大量的个体用户之外，企业用户的用电状况较为复杂，在用电量和缴费数额方面都要高出很多，为了扩展营销的有效性，就可以借助于低压集抄系统提升对于各个用户的监管，为大型的用户构建专门的档案，借助于大数据来分析用户的用电详情和趋势，尽量在节能的前提下，为用户供应足够的电能资源。

4结语

为使得现场运维人员能够更为直观、快速地确认故障原因、提升运维效率，该设备设计了显示单元能够清晰展示测试结果。此外，该设备便携性高，且操作简单，不仅可以避免现场运维人员同时携带多种工具的负担，也可减少由运维人员带来误操作的风险。

参考文献：

[1]林灿雄.低压集抄载波、半载波方案及其故障的排除方法[J].科技创新与应用，2018（20）：117-118+120.

[2]曾志涛.低压集抄异常故障分析处理及预防措施探究[J].科技风，2018（21）：172.