配电自动化系统：第七章 自动抄表及电能计费系统

1、 第一节第一节 概述概述 一、电能表的发展简述一、电能表的发展简述 机械式电能表也叫感应式电能表，具有制造技术已经成熟机械式电能表也叫感应式电能表，具有制造技术已经成熟、价格低廉、耐用，对各种频率的无线电干扰不敏感的特、价格低廉、耐用，对各种频率的无线电干扰不敏感的特点。其缺点是功能单一，精度低，不能适应用电管理现代点。其缺点是功能单一，精度低，不能适应用电管理现代化的需要。化的需要。 机械电子式多功能电能表是在机械式电能表基础上发展起机械电子式多功能电能表是在机械式电能表基础上发展起来的多功能电能表。但是其测量精度仍不能突破机械式电来的多功能电能表。但是其测量精度仍不能突破机械式电能表的水平

2、，且功能不够丰富。能表的水平，且功能不够丰富。 电子式电能表是电子式电能表是2020世纪世纪7070年代发展起来的一种更新换代产年代发展起来的一种更新换代产品，因其没有机械转动部分和计数机构，又称之为静止式品，因其没有机械转动部分和计数机构，又称之为静止式电能表或固态电能表。电能表或固态电能表。 第七章 自动抄表及电能计费系统2021-10-9第1页沈阳工程学院 电能表的发展电能表的发展 电能表的发展如下图所示：电能表的发展如下图所示：2 电子式电能表和机械式电能表的比较电子式电能表和机械式电能表的比较3456 11电子式电能表和机械式电能表的性能比较 性能性能机械式电能表机械式电能表电子式电

3、能表电子式电能表性性 能能机械式电能表机械式电能表电子式电能表电子式电能表准确度准确度0.5-3.0级级0.01-2.0级级外磁场外磁场影响影响较大较大较小较小频率范围频率范围45-55HZ40-1000HZ安装要求安装要求无特殊要求无特殊要求过载能力过载能力4倍倍5-10倍倍价格价格低低高高功率消耗功率消耗大大小小维护维护简单简单复杂复杂电磁兼容电磁兼容好好差差功能扩展功能扩展性性差差好好03 2021-10-9第12页沈阳工程学院 电子式电能表（电子式电能表（1） 根据转换原理，电子式电能表可分为热电转换根据转换原理，电子式电能表可分为热电转换型、模拟乘法器型和数字乘法器型三类型、模拟乘法

4、器型和数字乘法器型三类 。 热电变换型电子式电能表热电变换型电子式电能表 通过热电转换电路，使热电偶的输出与平均功通过热电转换电路，使热电偶的输出与平均功率成正比，从而达到计量目的。率成正比，从而达到计量目的。 电子式电能表（电子式电能表（2） 模拟乘法器型电子式电能表模拟乘法器型电子式电能表 模拟乘法器：主要有时分割乘法器、跨导型模拟乘法器：主要有时分割乘法器、跨导型乘法器和霍尔效应乘法器三种。乘法器和霍尔效应乘法器三种。 采用时分割乘法器构成的典型电子式电能表采用时分割乘法器构成的典型电子式电能表 的组成如下图所示：的组成如下图所示：14 电子式电能表（电子式电能表（3） 数字乘法器型电子

5、式电能表数字乘法器型电子式电能表 数字乘法器型电子式电能表数字乘法器型电子式电能表 ：以微处理器：以微处理器为核心，采用为核心，采用A/D转换对来自电流、电压互转换对来自电流、电压互感器的电流和电压进行交流采样和数字化处感器的电流和电压进行交流采样和数字化处理。其自身的特点决定其特别适合于实现远理。其自身的特点决定其特别适合于实现远方抄表方抄表 。1516电子式电能表（电子式电能表（4） 几种电子式电能表的比较几种电子式电能表的比较 多功能电子式电能表（多功能电子式电能表（1） 多功能电子式电能表的功能多功能电子式电能表的功能1718多功能电子式电能表（多功能电子式电能表（2） 多功能电能表的

6、电源多功能电能表的电源 A.电源电路电源电路 电能表中供电电路应该解决如下几个问题：1) 将50Hz的交流电源变换成为表内电子电路所需的 直流低电压，一般为5V。2) 将电能表的电子电路与交流电网在电气上隔离开 来，以避免电网噪声影响电能表的正常工作 。3) 当电网停电时，提供后备电池供电，确保数据不 致丢失 。4) 对于三相电能表，在缺相运行时，表内的电子电 路仍应能够到可靠的供电。 19 多功能电子式电能表（多功能电子式电能表（2） B. 交流电源交流电源 多功能电能表中交流供电线路通常有四种情况，分别是:1) 变压器降压直接整流供电方式；2) 电阻或电容降压方式；3) 开关电源方式；4)

7、 变压器降压加线性稳压电源。 C. 电池电池 常用的电池是镉镍可充电电池和锂电池。20多功能电子式电能表（多功能电子式电能表（2） D.掉电检测与电源切换掉电检测与电源切换当电能表失去供电电源后，电路的电源电压并不是立即降为零的；当供电电源恢复时，掉电检测与电源切换模块的任务是使表内电路再恢复到正常运行状态 。21多功能电子式电能表（多功能电子式电能表（3） 多功能电能表的选用多功能电能表的选用选用多功能电能表时，一定要选用已取得进网许可证的产品。初次选表一定要经过试用，批量宜从小到 大，最后选定不多于34家企业供表。这是为了保证编程、抄表等技术和管理上尽可能统一。 电能表自动抄表，简称电能表

8、自动抄表，简称ARM(Automatic Reading Meter)ARM(Automatic Reading Meter)，是供电部门将安装在用户处的电能表所记录的用电量等数是供电部门将安装在用户处的电能表所记录的用电量等数据通过遥测、传输和计算机系统汇总到营业部门，代替人据通过遥测、传输和计算机系统汇总到营业部门，代替人工抄表及一连串后续工作工抄表及一连串后续工作 对自动抄表系统的要求，一方面应造价低，另一方面数据对自动抄表系统的要求，一方面应造价低，另一方面数据的采集要准确及时，又要有一定的环境适应能力和抗干扰的采集要准确及时，又要有一定的环境适应能力和抗干扰能力。能力。 二、自动抄表

9、技术2021-10-9第22页沈阳工程学院 由抄表员携带纸和笔到现场，由抄表员携带纸和笔到现场，将用户电能表的读数记录在将用户电能表的读数记录在记录本上，并人工计算用户记录本上，并人工计算用户的用电量，生成帐单。的用电量，生成帐单。 采用携带方便、操作简单可采用携带方便、操作简单可靠的抄表设备（如电脑或掌靠的抄表设备（如电脑或掌上电脑等手持终端），到现上电脑等手持终端），到现场完成自动抄表功能。场完成自动抄表功能。 利用汽车上装载的无线收发利用汽车上装载的无线收发装置，到每个电能计量装置装置，到每个电能计量装置附近，通过无线信号与装置附近，通过无线信号与装置进行通讯，实现数据抄录。进行通讯，实

10、现数据抄录。 通过磁卡或通过磁卡或ICIC卡和预付费电卡和预付费电能表相结合，实现用户先交能表相结合，实现用户先交钱钱购回一定电量，当用完这购回一定电量，当用完这部分电量后自动断电的管理部分电量后自动断电的管理方法。方法。 常见的抄表方式常见的抄表方式手工抄表手工抄表本地自动本地自动抄表抄表移动式自动移动式自动抄表抄表预付费电能预付费电能计费方式计费方式 远程自动远程自动抄表抄表 抄表主站通过如电话网、等多抄表主站通过如电话网、等多种通信媒体，结合电表上的软种通信媒体，结合电表上的软件和局内计算机系统，不必外件和局内计算机系统，不必外出就可抄回用户电能数据的抄出就可抄回用户电能数据的抄表方式。

11、表方式。2021-10-9第23页沈阳工程学院 一、预付费电能表简介一、预付费电能表简介 （一）（一） 预付费电能表的种类预付费电能表的种类 按结构分按结构分第二节 预付费电能计费方式整体式预付费电能表 分体式预付费电能表 按电能测量按电能测量单元的原理分单元的原理分 机电式预付费电能表 全电子式预付费电能表 2021-10-9第24页沈阳工程学院 按使用介质不同分按使用介质不同分投币式 磁卡式 电卡式 IC卡式 2021-10-9第25页沈阳工程学院 图71典型lC卡的组成 微处理器微处理器工作缓冲器用来存储工作缓冲器用来存储中间数据中间数据ICIC卡式预付费电能表：卡式预付费电能表：ICI

12、C卡全称为卡全称为“Integrated Circuit CardIntegrated Circuit Card”，是一是一种将具有处理器和大容量存贮器的集成电路芯片，嵌装于塑料芯片而成种将具有处理器和大容量存贮器的集成电路芯片，嵌装于塑料芯片而成的卡。的卡。 程序存贮器用来存放程序存贮器用来存放处理器的执行程序处理器的执行程序 数据存贮器用来数据存贮器用来存放用户数据存放用户数据 通信单元用来实现卡通信单元用来实现卡与外部读写装置的串与外部读写装置的串行异步通信行异步通信 2021-10-926沈阳工程学院 （二）IC卡预付费电能表的基本原理时钟芯片时钟芯片用电负荷用电负荷漏电保安器漏电保安

13、器电能测量电能测量LED显示显示微处理器微处理器电能测量电能测量IC卡卡报警器报警器电流电流电压电压图图7-2 7-2 ICIC卡电能表硬件原理图卡电能表硬件原理图主要完成电量的采集工作，主要完成电量的采集工作，将测量的功率转换成脉冲将测量的功率转换成脉冲形式形式 LEDLED主要是为方便用户主要是为方便用户查询剩余电量；测试按查询剩余电量；测试按钮是为了测试电表运行钮是为了测试电表运行情况情况 一是实现对用户的超用电一是实现对用户的超用电限制，当用户可使用电量限制，当用户可使用电量为为O O时，实现自动跳闸断时，实现自动跳闸断电；二是作为人身触电保电；二是作为人身触电保护和电网漏电保护护和电

14、网漏电保护 它主要完成脉冲计数，当它主要完成脉冲计数，当ICIC卡插入读卡器时，读卡器读取卡插入读卡器时，读卡器读取ICIC卡电量信息，并存入卡电量信息，并存入E E2 2PROMPROM中，微处理器通过与中，微处理器通过与E E2 2PROMPROM中存入的中存入的ICIC卡电量信息进行比较和相减得出剩余电卡电量信息进行比较和相减得出剩余电量。当剩余电量不足量。当剩余电量不足1010k kwhwh时，发出警告信号，提醒用户及时购买，在剩余电量为时，发出警告信号，提醒用户及时购买，在剩余电量为O O时，时，即用户所购电量用完时，发出跳闸信号，通过表内的漏电保安器自动断电。即用户所购电量用完时，

15、发出跳闸信号，通过表内的漏电保安器自动断电。 2021-10-9第27页沈阳工程学院 IC卡复费率电能表一般应具有如下功能：卡复费率电能表一般应具有如下功能：1) IC卡预付电费；卡预付电费；2) 分时（峰时段、谷时段、平时段分时（峰时段、谷时段、平时段)计量有功计量有功 电度和无功电度并计费；电度和无功电度并计费；3) 分时计量有功最大需量和无功最大需量；分时计量有功最大需量和无功最大需量；4) 功率因数测量；功率因数测量；5) 提醒与跳闸；提醒与跳闸；6) 防窃电。防窃电。28 预付费电能管理系统是先充值后使用的电力预收费运营及预付费电能管理系统是先充值后使用的电力预收费运营及管理系统。管

16、理系统。 预付费电能管理系统由营业系统和管理系统组成。预付费电能管理系统由营业系统和管理系统组成。 二、预付费电能管理系统2021-10-9第29页沈阳工程学院 30 预付费电能计费管理系统预付费电能计费管理系统一整套电能计费管理系统的关键部分是售电终端。如下所示： 售电管理系统计算机网络其典型结构如下图所示：31统统系系理理管管司司公公电电供供户户用用1类类型型介介质质介介质质虚虚拟拟n类类型型介介质质2类类型型介介质质1电电表表2电电表表1 m电电表表m电电表表电电营营业业厅厅市市区区售售委委托托银银行行售售电电（财财务务科科）费费管管理理电电价价及及电电（用用电电科科）抄抄表表等等业业扩

17、扩及及（计计量量室室）息息等等电电表表信信其其他他服服务务器器局局域域网网电电话话拨拨号号或或专专用用网网线线电电营营业业厅厅郊郊区区售售银银行行图图7- 3 7- 3 预付费电能管理系统结构示意图预付费电能管理系统结构示意图 2021-10-932沈阳工程学院 营业系统是用户和供电公司进行电能商品买卖交营业系统是用户和供电公司进行电能商品买卖交易的窗口，其主要功能有日常售电、查询、系统易的窗口，其主要功能有日常售电、查询、系统管理和打印制表等。管理和打印制表等。 1.1.日常售电日常售电 用户持卡到系统内任一个窗口购电，用户持卡到系统内任一个窗口购电，售电售电员插卡员插卡到写卡机为该用户所购

18、电量到写卡机为该用户所购电量“写写”卡，其电价信卡，其电价信息由该系统自动按购电卡内用户代码根据用电部息由该系统自动按购电卡内用户代码根据用电部( (科科) )在该用户开户时所确定的用电性质及财务科所在该用户开户时所确定的用电性质及财务科所确定的电价来确定，确定的电价来确定，“售电售电”员无定电价的权限员无定电价的权限且无法输入电价到售电终端上。且无法输入电价到售电终端上。 （一）营业系统的功能2021-10-9第33页沈阳工程学院 2.2.查询查询 在用户购电时，在用户购电时，“售电售电”员查核由电表返写到员查核由电表返写到卡中的累计用电量、剩余电量、购电次数、装卡中的累计用电量、剩余电量、

19、购电次数、装电次数等用电信息，和系统数据库信息核对。电次数等用电信息，和系统数据库信息核对。 3.3.系统管理系统管理 系统管理包括操作员授权、操作员登记、电价系统管理包括操作员授权、操作员登记、电价管理等项功能。管理等项功能。 4.4.打印制表：打印制表： 每当到工作日结束和月末时，或相应工作处理每当到工作日结束和月末时，或相应工作处理结束后，将用户购电情况制成报表并打印。结束后，将用户购电情况制成报表并打印。 2021-10-9第34页沈阳工程学院 将将所有售电终端联成网络，围联网所有售电终端联成网络，围联网( (远程联网远程联网) )，为一个管，为一个管理严谨的售电管理系统，其各个功能是

20、由供电公司内部多理严谨的售电管理系统，其各个功能是由供电公司内部多个部门分工协作完成的。个部门分工协作完成的。 供电公司的售电管理系统应是计算机网络型的分工协作系供电公司的售电管理系统应是计算机网络型的分工协作系统。统。 （二）管理系统2021-10-9第35页沈阳工程学院 1 1. .不需要采用人工抄表，有效地解决收费难的不需要采用人工抄表，有效地解决收费难的问题问题 2.2.可以实行功率限定可以实行功率限定 不足之处：这种电能计费方式不能使供电管理不足之处：这种电能计费方式不能使供电管理部门及时了解用户的实际用电情况和对电能的部门及时了解用户的实际用电情况和对电能的需求，因此难于掌握用电规

21、律、确定最佳供电需求，因此难于掌握用电规律、确定最佳供电方案；另外，采用预付费方式，需要改革供电方案；另外，采用预付费方式，需要改革供电部门的售电机构，还要广设售电网点，这会带部门的售电机构，还要广设售电网点，这会带来大量的新问题；来大量的新问题； 拉闸限电不仅对用户、而拉闸限电不仅对用户、而且对供电企业均会造成一定的经济损失。且对供电企业均会造成一定的经济损失。三、预付费电能计费方式的特点和不足 2021-10-9第36页沈阳工程学院 预付费计费方式和远程自动抄表计费方式的预付费计费方式和远程自动抄表计费方式的比较比较 预付费计费被认为是一种过渡方式，原因如下：预付费计费被认为是一种过渡方式

22、，原因如下：此方式不能使供电管理部门及时了解用户的实际用电情况和对电能的需求，因此难于掌握用电规律、确定最佳供电方案;采用预付费方式，需要改革供电部门的售电机构，还要广设售电网点，这会带来大量的新问题;拖欠电费的现象主要是法律不健全、法律观念差造成的，应通过法律途径来解决，而不是拉闸限电。37自动抄表电能计费方式显然是一种自动化程度更高、更先进的计费方式。 远程自动抄表系统需要建立通讯网络，增加远程自动抄表系统需要建立通讯网络，增加了系统的复杂性，而且建设费也较大，而预了系统的复杂性，而且建设费也较大，而预付费电能计费方式则无须建设通道付费电能计费方式则无须建设通道。38 电能计量及抄表自动化

23、系统是集电能自动采集、传输电能计量及抄表自动化系统是集电能自动采集、传输、计费、结算为一体的自动化系统。、计费、结算为一体的自动化系统。 电能自动计量抄表系统应用光电传感技术、微计算机电能自动计量抄表系统应用光电传感技术、微计算机技术和现代通信技术，可进行电能远方数据采集、处技术和现代通信技术，可进行电能远方数据采集、处理、保存和传输，为实现用电管理现代化提供了重要理、保存和传输，为实现用电管理现代化提供了重要保证。保证。第三节 电能计量及抄表自动化系统 2021-10-9第39页沈阳工程学院 本地自动抄表是由抄表员携带抄表机（一般采用专用抄表本地自动抄表是由抄表员携带抄表机（一般采用专用抄表

24、机、笔记本电脑或掌上电脑）去用户处，从其计量装置上机、笔记本电脑或掌上电脑）去用户处，从其计量装置上自动采集用电量等数据。然后回到办公室，将数据下载到自动采集用电量等数据。然后回到办公室，将数据下载到主站计算机的数据库中。主站计算机的数据库中。 这种数据采集方式分接触式和非接触式两种这种数据采集方式分接触式和非接触式两种 一、本地自动抄表方式2021-10-9第40页沈阳工程学院 抄表员去到用户后，将随身携带的抄表机与用户计量装置抄表员去到用户后，将随身携带的抄表机与用户计量装置通过通信电缆将抄表机上通过通信电缆将抄表机上RS-232RS-232串口和计量装置上串口引串口和计量装置上串口引出电

25、缆相连接。出电缆相连接。抄表工作完成后，通过通信电缆将抄表机抄表工作完成后，通过通信电缆将抄表机和安装有管理软件的和安装有管理软件的PCPC机的串口相连，即可把上月的数据机的串口相连，即可把上月的数据传送到后台管理传送到后台管理PCPC机中。机中。接触式自动抄表的工作过程 2021-10-9第41页沈阳工程学院 抄表员去到用户后，抄表员去到用户后，无需将抄表机与计量装置联接，而是无需将抄表机与计量装置联接，而是通过无形的媒体通过无形的媒体( (超声波、无线电、微波或红外线超声波、无线电、微波或红外线) )来通信来通信，完成抄表工作。，完成抄表工作。 非接触式自动抄表工作过程 2021-10-9

26、第42页沈阳工程学院 使用抄表机抄表 捷宝JB8800型抄表机，是一台功能强大的掌上数据采集器。机器内含的CPU为控制核心，带有键盘、显示屏、大容量内存及与电脑连接的通讯端口，因此具有以下几方面功能：可以输入并存储大量的数据、可对机内存储的数据进行任意查询并将查询结果显示到屏幕上，可将机内数据传输到电脑或将电脑数据下载到抄表机中。图图7-47-4捷宝捷宝JB8800JB8800型抄表机型抄表机2021-10-943沈阳工程学院 抄表员每次抄表前将抄表户的详细数据从电脑下传到抄表抄表员每次抄表前将抄表户的详细数据从电脑下传到抄表机中，然后到抄表现场，先用抄表机简便的查找方式查到机中，然后到抄表现

27、场，先用抄表机简便的查找方式查到该抄表户资料，然后将数据输入到抄表机中，抄表结束后该抄表户资料，然后将数据输入到抄表机中，抄表结束后，将抄表机与电脑连接，机内存储的抄表数据就全部自动，将抄表机与电脑连接，机内存储的抄表数据就全部自动的录入到电脑中。的录入到电脑中。 使用抄表机抄表的方法2021-10-9第44页沈阳工程学院 （1 1）存储容量大，一般一台抄表机可存储几千上万条）存储容量大，一般一台抄表机可存储几千上万条数据。数据。（2 2）数据保存时间长，抄表机内带后备电池，机器关）数据保存时间长，抄表机内带后备电池，机器关机后数据仍能保存半年以上。机后数据仍能保存半年以上。（3 3）携带方便

28、，抄表机外形类似手机大小，携带操作）携带方便，抄表机外形类似手机大小，携带操作极为方便。极为方便。（4 4）输入及显示数据方便，抄表机的屏幕比较大，而）输入及显示数据方便，抄表机的屏幕比较大，而且支持汉字，一般一屏可显示几十个汉字，为输入数据且支持汉字，一般一屏可显示几十个汉字，为输入数据及查询显示机内数据提供了很大方便。及查询显示机内数据提供了很大方便。（5 5）机器运行速度快，机内）机器运行速度快，机内CPUCPU一般选用高性能一般选用高性能CPUCPU，使机器运行速度达到较高的水平。使机器运行速度达到较高的水平。（6 6）机器应用灵活度高，抄表机内的应用程序不是固）机器应用灵活度高，抄表

29、机内的应用程序不是固化的，而是提供二次开发平台，用化的，而是提供二次开发平台，用户可完全按照自己的户可完全按照自己的要求开发抄表机应用程序。要求开发抄表机应用程序。抄表机的显著特点 2021-10-9第45页沈阳工程学院 （1 1）大大缩短抄表数据录入到电脑的时间，避免人工录）大大缩短抄表数据录入到电脑的时间，避免人工录入过程出错。入过程出错。 （2 2）抄表机的信息容量大，给抄表员的抄表工作带来很）抄表机的信息容量大，给抄表员的抄表工作带来很大方便。大方便。 （3 3）抄表机还能实现许多纸卡抄表无法实现的功能。）抄表机还能实现许多纸卡抄表无法实现的功能。 使用抄表机抄表的优点 2021-10

30、-9第46页沈阳工程学院 远程自动抄表远程自动抄表( (Automatic Meter ReadingAutomatic Meter Reading，简称简称AMR)AMR)是一是一种不需人员到达现场就能完成自动抄表的新型抄表方式。种不需人员到达现场就能完成自动抄表的新型抄表方式。它利用公共电话网络、负荷控制信道或低压配电线载波等它利用公共电话网络、负荷控制信道或低压配电线载波等通信联系，将电能表的数据自动传输到计算机电能计费管通信联系，将电能表的数据自动传输到计算机电能计费管理中心进行处理。理中心进行处理。 二、远程自动抄表系统2021-10-9第47页沈阳工程学院 远程自动抄表电量计费系统

31、经历了一个由集中式系统转为远程自动抄表电量计费系统经历了一个由集中式系统转为分布式、网络式、开放型系统的发展过程，电表数据采集分布式、网络式、开放型系统的发展过程，电表数据采集也同样由集中式脉冲处理方式也同样由集中式脉冲处理方式( (Centralized Pulse Centralized Pulse ProcessingProcessing，简称简称CPP)CPP)发展成为分布式直接传送方式发展成为分布式直接传送方式( (Distributed Direct TransmissionDistributed Direct Transmission，简称简称DDT)DDT)。二、远程自动抄表系

32、统2021-10-9第48页沈阳工程学院 (1)(1)采用分布式直接数字传输方式采用分布式直接数字传输方式( (DDT)DDT)，也就是说，数据也就是说，数据采集中心通过一个或多个前置处理机采集中心通过一个或多个前置处理机( (包括专用或自动拨包括专用或自动拨号号Modem)Modem)，直接与新型多功能电表进行数据通信直接与新型多功能电表进行数据通信( (包括电包括电量数据、时标信息、报警信息及其它电流、电压和频率等量数据、时标信息、报警信息及其它电流、电压和频率等相关信息相关信息) )。 分布式直接数字传输(DDT)系统 特点2021-10-9第49页沈阳工程学院 (2)(2)系统与电能表

33、的通信可以采用多种灵活的系统与电能表的通信可以采用多种灵活的方式方式。 (3)(3)新型多功能电能表本身具有采集、储存和新型多功能电能表本身具有采集、储存和处理电表数据的功能，还可以实现电表间互为处理电表数据的功能，还可以实现电表间互为备用的工作方式。备用的工作方式。 (4)(4)新型多功能电能表可以预先编程，以实现新型多功能电能表可以预先编程，以实现定时或在事件发生时主动向上报告电能表本身定时或在事件发生时主动向上报告电能表本身的状态信息，以便及时发现和采取相应的措施的状态信息，以便及时发现和采取相应的措施。 2021-10-9第50页沈阳工程学院 CPPCPP系统电能采集和传输是以电能脉冲

34、计数为基础的，在系统电能采集和传输是以电能脉冲计数为基础的，在厂站端必须增加中间转换器，用以存储和传输根据脉冲计厂站端必须增加中间转换器，用以存储和传输根据脉冲计数值而得出的电能信息。数值而得出的电能信息。 （1 1）传统电能表本身一般只能以脉冲计数方式输出电量）传统电能表本身一般只能以脉冲计数方式输出电量，不具备以数字传输的能力，无法产生、存储和输出其它，不具备以数字传输的能力，无法产生、存储和输出其它与电量相关的重要信息与电量相关的重要信息 集中脉冲处理方式(CPP)的系统特点 2021-10-9第51页沈阳工程学院 (2)(2)可靠性差可靠性差，电量的远程传输，必须通过一个当电量的远程传

35、输，必须通过一个当地的地的( (厂站端厂站端) )电能处理器作为中间转换、存储和电能处理器作为中间转换、存储和传输装置。传输装置。 (3)(3)由于数据采集中心不能与电能表直接通信，现由于数据采集中心不能与电能表直接通信，现代能量管理系统所必须的对电能表的下载功能，代能量管理系统所必须的对电能表的下载功能，以及电能表的报警和其它重要信息的上报功能等以及电能表的报警和其它重要信息的上报功能等，比较难实现。，比较难实现。 2021-10-9第52页沈阳工程学院 (4)(4)随着用户要求和技术的发展，智能电能表的功随着用户要求和技术的发展，智能电能表的功能大大增强，而传统的能大大增强，而传统的CPP

36、CPP方式受电能处理器的限方式受电能处理器的限制，即使安装新型智能电表，其新功能和特点也制，即使安装新型智能电表，其新功能和特点也无法利用，只能当作脉冲表使用。无法利用，只能当作脉冲表使用。 (5)(5)在脉冲电度表的实际应用中，由于电能表输出在脉冲电度表的实际应用中，由于电能表输出脉冲波形的畸变和现场电磁干扰等因素，容易造脉冲波形的畸变和现场电磁干扰等因素，容易造成计量误差成计量误差( (脉冲被多计或漏计脉冲被多计或漏计) )，影响计量准确，影响计量准确性。性。 2021-10-9第53页沈阳工程学院 表表7 71 1 集中式脉冲处理系统方式和分布式直接传送系统的性能比较集中式脉冲处理系统方

37、式和分布式直接传送系统的性能比较2021-10-954沈阳工程学院 1 1变电站型变电站型 变电站型主要针对发电厂、变电站的关口表、网间联络线变电站型主要针对发电厂、变电站的关口表、网间联络线上的电能表、大型工矿企业的负荷表上的电能表、大型工矿企业的负荷表 2 2居民型居民型 居民型主要针对居民电表其特点是应用于居民型主要针对居民电表其特点是应用于l0kVl0kV及以下电及以下电压等级的供电小区，户数多但地域集中，其自动抄表系统压等级的供电小区，户数多但地域集中，其自动抄表系统的设计应与配电网及配电自动化紧密联系的设计应与配电网及配电自动化紧密联系 （二）远程自动抄表系统分类2021-10-9

38、第55页沈阳工程学院 配电网中的自动抄表系统是用电营业管理自动化的一个配电网中的自动抄表系统是用电营业管理自动化的一个重要手段和组成部分，它的最终目的应是：自动、集中、重要手段和组成部分，它的最终目的应是：自动、集中、定时地抄录各用户的用电量；按峰谷、季节自动调整并计定时地抄录各用户的用电量；按峰谷、季节自动调整并计算电价；通过银行向各用户自动完成转帐收款、电费结算算电价；通过银行向各用户自动完成转帐收款、电费结算、打印收据等工作。、打印收据等工作。2021-10-9第56页沈阳工程学院 远程自动抄表系统是将电量数据从下而上、逐级远程自动抄表系统是将电量数据从下而上、逐级传送完成的。采集器负责

39、采集用户电表中的数据，传送完成的。采集器负责采集用户电表中的数据，数据集中器按照设定的抄表时间，自动集中各采数据集中器按照设定的抄表时间，自动集中各采集器中的有关数据，通过通信网络，送入主站计集器中的有关数据，通过通信网络，送入主站计算机系统。算机系统。 图图7-5 7-5 远程自动抄表系统的构成远程自动抄表系统的构成2021-10-9第57页沈阳工程学院 数据采集系统由电能表、数据采集器和数据集中器组成。数据采集系统由电能表、数据采集器和数据集中器组成。 （1 1）电能表。是电能计量的最基本单元。）电能表。是电能计量的最基本单元。 1 1）脉冲表：电表按用电量的多少，发出相应数量的脉冲）脉冲

40、表：电表按用电量的多少，发出相应数量的脉冲，电能量数据采集器计算由电表发送出的脉冲，按照规定，电能量数据采集器计算由电表发送出的脉冲，按照规定的比例计算出电量。的比例计算出电量。 2 2）数字表。一般是指在电表中已配置单片机系统，片内）数字表。一般是指在电表中已配置单片机系统，片内可以将电量用数字形式表示，而不是用脉冲个数表示，向可以将电量用数字形式表示，而不是用脉冲个数表示，向外发送的电量也是直接用数字量表示。外发送的电量也是直接用数字量表示。 3 3）高性能多功能表。这种表功能都比较强，不仅能输出）高性能多功能表。这种表功能都比较强，不仅能输出数字量，而且还可以送出各类统计数字。数字量，而

41、且还可以送出各类统计数字。 1数据采集系统2021-10-9第58页沈阳工程学院 数据采集器的主要功能：数据采集器的主要功能： 电能量数据的采集、处理、存储；电能量数据的采集、处理、存储； 电表异常情况的识别；电表异常情况的识别； 传输电量等数据；传输电量等数据； 记录用户超电量及时间等。记录用户超电量及时间等。 （2）数据采集器2021-10-9第59页沈阳工程学院 图图7-67-6数据采集器总体结构图数据采集器总体结构图2021-10-9第60页沈阳工程学院 集中器：是指收集各采集器或采集模块（或多功能电能表集中器：是指收集各采集器或采集模块（或多功能电能表）的数据，并进行处理储存，同时能

42、和主站、手持抄表机）的数据，并进行处理储存，同时能和主站、手持抄表机进行数据交换的设备。进行数据交换的设备。 集中器是中心计算机与各用电户电能表沟通的桥梁，安装集中器是中心计算机与各用电户电能表沟通的桥梁，安装在低压配电变压器的附近（或低压变电网上任一方便的位在低压配电变压器的附近（或低压变电网上任一方便的位置）置） , ,集中器贮存用电数据并且进行数据的处理集中器贮存用电数据并且进行数据的处理, ,最后最后, ,把把数据传到数据中心。数据传到数据中心。 (3)集中器2021-10-9第61页沈阳工程学院 信道：是指信号（数据）传输的媒体。集中器配有信道：是指信号（数据）传输的媒体。集中器配有

43、M-BUSM-BUS、RS485/232RS485/232、无线通讯（选配）等通讯接口，可实现与无线通讯（选配）等通讯接口，可实现与表计、手持器和主站的通讯。表计、手持器和主站的通讯。 集中器的上行信道：是指集中器和主站之间的信道集中器的上行信道：是指集中器和主站之间的信道 集中器的下行信道：是指集中器和采集终端（或采集模块集中器的下行信道：是指集中器和采集终端（或采集模块）之间的信道。）之间的信道。 采集终端（或采集模块）的上行信息：是指采集终端（或采集终端（或采集模块）的上行信息：是指采集终端（或采集模块）和集中器之间的信息采集模块）和集中器之间的信息 采集终端下行信息：一般是指采集终端和

44、用户电能表之间采集终端下行信息：一般是指采集终端和用户电能表之间的信息。的信息。（4）集中器与采集终端的通信信道及组网方式 2021-10-9第62页沈阳工程学院 1 1）采集器通过）采集器通过RS-485RS-485总线采集几十块电能表的数据。总线采集几十块电能表的数据。 电能表为具有电能表为具有RS-485RS-485输出口的电子表或加装电能量数据采输出口的电子表或加装电能量数据采集模块的机械表。采集器将数据送入集中器进行数据集中集模块的机械表。采集器将数据送入集中器进行数据集中和处理，抄收区域较大时多个集中器可以级联。再由最上和处理，抄收区域较大时多个集中器可以级联。再由最上一级集中器通

45、过远程通信网把电能量传送到抄收中心。一级集中器通过远程通信网把电能量传送到抄收中心。 这种信道的集中抄表系统，一般数据传输的码差错率较低这种信道的集中抄表系统，一般数据传输的码差错率较低，抄收成功率较高，但布线的工作量大，安装费用大，且，抄收成功率较高，但布线的工作量大，安装费用大，且信道容易受损坏。信道容易受损坏。 集中器与采集器间数据的传输方式 2021-10-9第63页沈阳工程学院 这种传输方式只利用现有的低压电网的电力线路来传输电这种传输方式只利用现有的低压电网的电力线路来传输电能信号，无需敷设专用的通信网络，安装简便，节省了大能信号，无需敷设专用的通信网络，安装简便，节省了大量人力、

46、物力和财力。量人力、物力和财力。2）通过低压电力线载波通讯2021-10-9第64页沈阳工程学院 电力线上的干扰非常大电力线上的干扰非常大 不同地方的线路特性可能完全不同，使用线路的种类及线不同地方的线路特性可能完全不同，使用线路的种类及线路上的负荷情况都会对高频信号在电力线上的传输特性产路上的负荷情况都会对高频信号在电力线上的传输特性产生很大的影响生很大的影响 配电线载波通信虽然使用配电线载波通信虽然使用5 54040kHzkHz较低的载波频率，但载较低的载波频率，但载波信号在配电线上的传输仍会受到比配电线载波通信显著波信号在配电线上的传输仍会受到比配电线载波通信显著得多的衰减。得多的衰减。

47、 配电线载波通信中存在信号盲区配电线载波通信中存在信号盲区 利用低压电力线作为传输信道存在的问题 2021-10-9第65页沈阳工程学院 3 3）为解决载波通信的干扰问题，有的自动抄表系统将一）为解决载波通信的干扰问题，有的自动抄表系统将一栋居民楼中用户的电表全部集中在一个电表箱中，同时在栋居民楼中用户的电表全部集中在一个电表箱中，同时在电表箱中安装一台具有电话接口的采集器，连接所有电表电表箱中安装一台具有电话接口的采集器，连接所有电表，不设集中器，利用每个楼的采集器通过公共电话网直接，不设集中器，利用每个楼的采集器通过公共电话网直接与计算机中心通信。因而，这种方式不需要载波通信。与计算机中心通信。因而，这种方式不需要载波通信。2021-10-9第66页沈阳工程学院 扩频通讯技术是一种信息传输方式，其发送的信息通过编扩频通讯技术是一种信息传输方式，其发送的信息通过编码及调制的方法被展宽到一个比信息宽得多的频道上去，码及调制的方法被展宽到一个比信息宽得多的频道上去，并与所传信息数据无关，接收端将接收到的信号通过相关并与所传信息数据无关，接收端将接收到的信号通过相关解调来解扩，再将其恢复到信息带宽的一种技术，具有很解调来解扩，再将其恢复到信息带