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郓城电网自动抄表系统设计

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2007/12/18 1:36:30   

 关键词:  继电保护 电网 抄表


陈雪峰山东郓城电力公司(274700)

摘要:基于对电表计量方法、功能的发展和各种通信方式在自动抄表中的应用,该文分析了针对变电站、工业大用户、配电变压器、居民台区等电力设备和用户的不同特点,可分别采用不同的通信方式、不同的采集终端,对其用电情况进行监测的可行性。文中涉及到近年来在电力系统使用的GPRS数据采集终端和低压载波技术在居民区抄表的应用,使电网监测的范围不再局限于变电站和城区主要线路上,具有广阔的应用空间和较高的实用价值,对于加强配电网的监测与治理,提高电力部门的生产经营水平和治理效率具有很大帮助。

要害词:自动抄表;电子式电能表;GPRS无线通信;低压载波


在用电治理方面,采用自动抄表技术,不仅能节约人力资源,更重要的是可提高抄表的准确性,减少因估计或誊写而造成账单出错,使供用电治理部门能及时准确获得数据信息。由于电力用户不再需要与抄表者预约上门抄表时间,还能迅速查询账单,故这种技术越来越受到用户欢迎。

1郓城电网自动抄表技术应用概况

郓城电力公司自动抄表系统在技术应用上最初采用累计脉冲电量的方法。这种方法具有技术要求低,简单方便的优势,对所用电能表及采集装置要求不高,缺点是电能表脉冲必须不间断上传。若采集装置、通道及调度主站任何环节发生故障时,这段时间内所丢失的脉冲计数无法找回,易于造成电量漏计,只具有参考价值。

从建设110kV侯集变电站起,郓城电力公司改用采集电能表码的方法,这种方法对电能表及采集装置技术要求高,但因采集的是电能表的实时表码,不必时刻采集,不存在电量漏计的问题。近年来随着技术的发展和产品价格不断下降,已广泛应用于电力自动抄表系统。

最近几年郓城县工业大用户数量增加很快,但和配电变压器一样,由于地理位置分散,采集点多,使用的电能表种类繁多,且大多数不支持自动抄表功能,目前还没有实现自动抄表。和变电站不同的是,这些用户没有现成的通道,并且存在电能表和通道投资费用与收益问题。居民区自动抄表郓城县已有试点运行。

目前,郓城电网只在变电站实现了自动抄表,且由于郓城电力公司变电站自动抄表功能是作为变电站综合自动化的一项附加功能而实现的,又因历时时间较长,且厂家众多,规约种类不一(郓城电力公司变电站现用电能表所用规约种类有威胜V4.0、威胜V4.1、国标645规约三种版本),故电能表的上传数据大多只是无功表码和有功表码,电能表可采集的其他电网数据如电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等并不能上传。

2系统设计

虽然目前郓城电网抄表的范围小、功能单一,但我们要看到自动抄表广阔的发展空间和应用范围,在设计自动抄表系统时要充分考虑到其技术先进性、实用性、功能可扩充性。

2.1电能表和采集装置选择

近年来,随着数字电子技术的飞速进步,电子式电能表的功能逐渐增多并日臻完善。

全电子式电能表不再使用感应系测量机构,而是由乘法器完成对电功率的测量。各种新型电子式电能表不断推出,型号各异、功能众多,但其基本原理相同,主要功能可归为三个方面:计量、计费功能,包括分时计量、最大需量计量和预付费等;保护功能,包括过电流、过电压保护与防窃电等;通信功能,可以是红外、无线电或载波通信等。

在选择电能表和采集装置时,要结合用户需求和通道情况,防止盲目选择功能大而全,但不符合实际的情况出现,如大用户应选择支持预付费功能、防窃电功能的电能表和采集装置,配电变压器可选用支持遥控功能的采集装置,变电站应选择采集量丰富的电能表和采集装置,居民用户可只要求支持采集表码和预付费功能的电能表和采集装置。

2.2通道选择

在设计远程自动抄表系统时,应考虑数据传输的可靠性、工程实施的可行性、系统兼容性及可扩展性,同时还应使该系统具有投资少、见效快、应用范围广泛等特点。常见的自动抄表通信有光纤、电话线、无线,和低压载波通信等方式。

自动抄表可采用多种通道,郓城电网变电站现有通道都可应用。郓城电力公司现已在所有变电站及供电所架设了光纤网络。故变电站及供电所四周的电能表上传通道在光纤通道没有其他用途(如遥视)的情况下,最好采用光纤通道。通道不够用或不易安装时可采用其他通道。

对于地理分布分散的工业大用户、乡镇配电变压器等可采用GPRS无线通信作为通道,中国移动公司近年推出的GPRS通信业务已广泛应用于各种行业,适用于设备安装分散、传送数据量不大情况下的通信。其通信设备体积小易安装,成本低,可靠性要高于一般无线通道,采用按数据流量计价收费。对于电能表来说,由于采集间隔大,数据量小,实时性要求不高,采用GPRS通道是一种比较不错的选择。

对于居民台区,可利用低压载波通信配合电话线通信作为通道。由于采用电力载波作为抄表通道无需另设通信电缆,尤其适合于现有居民电能表的改造,可使自动抄表范围迅速发展。若自动抄表系统接入银行计算机网络,则可以直接通过银行完成收费,大大提高了经济效益和社会效益。

2.3主站程序设计

自动抄表程序的设计应考虑到各种用户的需求并,可接收各种通道传送的电能数据。其设计应有超前性,既要可接收原有调度主站接收的电能数据,又要考虑到预付费功能和电费治理方面的需求。另外,可扩充其他功能如线损分析、防窃电、用户账单查询等。郓城电力公司调度主站由于采集接收的实时数据量已经很大,若想增大对电能表的数据采集接受量将十分困难,且还需要变电站和调度主站做大量程序改动,故最好把变电站电度采集量也转至自动抄表系统,这样既可充分利用电能表的现有资源又减轻了调度主站的负担。

2.4实例探讨

由于郓城电力公司目前没有单独的自动抄表处理系统,所以只能由调度自动化系统接收电度数据。现仅以郓城电力公司尚未实现自动抄表的张集变电站为例,对其实现自动抄表的几种方法进行探讨。

张集变电站是郓城电力公司管辖电网内唯一没有实现自动抄表的变电站,现有待采集的电能表3块,电能表为长沙威胜电子有限公司产DTSD341/DSSD331(-3)型,采用DL/T645多功能电能表通信规约,有485通信接口。站内无电能表采集装置,且光端机为232数据接口。故若实现其自动抄表方法有三:其一,增加电度采集装置,经站内ES60RTU传至调度主站。但由于该变电站远动设备型号较老,技术上实现较难。其二,增加485转232数据接口装置,经光纤传至侯集变或玉皇庙变,再经232转485数据接口接至该站内电度采集装置,并通过该站内综合自动化设备上传至调度主站。该方法须占用至少一路数据通道,数据上传环节多,衰耗大,且增加了其它变电站的数据处理量,维护难度加大,这种方法不宜使用。其三,通过光纤或GPRS通信终端直接传送至调度主站,经程序转发后传至调度自动化系统。

现以采用第三种方法及两种通道实现为例,如图1、2所示。


采用图1所示方法时,若有多个变电站采用同样方法传送电能表数据,理论上可经232转485接口把所有通道的电度数据合在一起,再经485转232接口发送至微机串口,这样便省去了MOSA(多串口卡),但多个通道连在一起可靠性降低,这种方法有待测试。

采用图2所示方法时,电能表处理程序最好由前置机和后台组成,前置机负责采集并把数据存储到后台机,后台机负责发布等功能,这样既可防治病毒,又可有效保存数据,防止外部入侵等,提高安全性、实时性。

其他各变电站、电力用户自动抄表实现方法与以上方法类似,需要我们对各种方法进行分析比较,在此不在赘述。

3结论

自动抄表是电力抄表的发展方向,其实现的方法和技术也日新月异,随着自动化技术的发展和我们对自动抄表系统投资的不断增加,郓城电网自动抄表的范围会不断扩大,其功能也会越来越多。同时要看到实现对郓城电网大范围、多功能的自动抄表会是一个循序渐进、不断发展的过程,采用的方法和技术需要在工作实践中不断总结改进,探索出适合郓城电力公司电网特点的方案,从而为郓城电力公司的自动化建设工作增光添彩。

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