【维修电工技师论文】刍议低压集中抄表系统在民用建筑配电工程中的应用

摘要：随着国家电网的承载负荷日益膨胀，电力企业对用电网络的管理任务逐渐加重，因此新兴的自动化抄表产品开始引起人们的关注，并且逐步发展成为电能计量技术的主流。低压集中抄表系统是一种投资较少、安装简易、维护方便、计量可靠的电能远程抄表解决方案。该抄表系统的主要功能有：保护数据、技术报警、控制负荷、断电预警以及远程抄表。本文通过描述低压集中抄表系统在民用建筑配电工程中的应用概况，阐释了低压集中抄表系统的在现代电力网络中的巨大作用。

关键词：低压集中；抄表系统；民用建筑配电

1引 言

随着世界性能源资源紧张，节能减排，控制能源损耗，逐渐成为全世界各个国家共同关注的热点话题。21世纪以来，由于极力追求经济的高速发展，中国的经济发展模式一直处于亚健康状态，节能减排已经成为中国实现可持续发展的关键因素之一。电力能源，作为国民经济发展的基础，严重影响了国民经济发展的可持续性。

电力行业在产生能源的同时，也是耗能大户。改革开放以来，我国民事用电需求量一直在不断扩大，电力工业迅速发展，随之相伴出现的电路高线损也正在严重困扰着电力企业的发展。目前，各电力企业的节能政策：防线损，降功耗、防窃电、防漏电都在加紧实施，通过加强电力需求侧的管理，来减少电能消耗，提高电能的利用率，加强电网调度力度，转移用电负荷高峰，提高电网负荷承载率，优化电网运行方式，这些改进措施都是电力管理部门的必然选择。

随着新型电力信息技术的推广，先进的电能计量装置和防窃电监控技术，逐渐被人们应用到用电自动化管理系统中。用电自动化管理系统通过建立一套实时、高效、稳定的电力网络自动化管理平台，可以实现电能远程计量、实时付费控制、自动记录抄表、负荷承载监控、线损计算等功能，为供电企业的生产经营管理提供了可靠的决策依据。

2 低压集中抄表系统在民用建筑配电工程中的应用

2.1 低压集中抄表系统的组成

低压集中抄表系统主要由主站、集中器、采集器、智能电表等部分组成，如图1所示。通常由一个本地抄表系统管理一个配变区，主站通过传输媒介：无线、有线、电力线载波等信道，集中抄读多个智能电表电能值的系统。

图1 低压集中抄表系统

2.1.1 主站

主站是指通过远程信道对集中器中的数据信息进行采集、处理和管理的核心设备。同时，系统也接收人工终端抄表输入的现场数据。主站位于抄表管理系统的中心，由抄表管理计算机和相关应用软件组成，是电力网络管理人员与抄表系统直接交流的部分，主要负责将收集来的用户电量数据信息进行汇总、处理和整合，最后提供给电力收费系统。

2.1.2 集中器

集中器主要负责管理、抄读并存储本地所有电表计或采集器的信息，形成各类日志数据，并通过远程信道接向主站及时提供数据服务。如果系统中没有远程信道，也可以利用人工抄表终端通过红外接口或者RS232通讯口来对集中器进行操作。集中器在系统中的主要作用在于收集各采集器和多功能电能表的数据信息，并将信息集中存储，实时管理下级设备，最后通过上下行通道与主站或手持抄表终端进行数据交换。

集中器向上层通过公用电话线或者手机GSM 数据通道来与主站进行数据通讯，主要完成以下两个步骤：接收主站指令，自动完成抄表和配电的工作；将获取的电量数据按照既定规则通过信道传输到主站进行分析。

集中器向下层连接的方式有两种：第一种是通过本地接口连接到采集器或者直接连接到具有本地信道的计量表计，此时的计量表计不具备本地连接通道，比如载波接口等，集中器通过本地通道与采集器是通过RS485 接口进行通讯，集中器与计量表计之间不能直接进行通讯；第二种是通过接口直接与计量表计相连，这种方式要求计量表计具备本地通道，如载波接口，集中器与计量表计可以通过本地通道直接进行通讯。集中器首先接收主站下发的配置参数来管理本地表计，配置参数主要包括表局编号、表地址、表规约、表类型、通讯端口号、采集器地址等。

集中器通过级联接口与其它集中器进行远程信道共享。级联接口有主、从两种工作模式。选择主工作模式，一台集中器利用485 接口最多可以级联4 台从工作模式的集中器，整合的数据最后通过主工作模式集中器远程上行通信通道上传到主站，最终实现主工作模式集中器及其级联的从工作模式集中器与主站之间的信息数据交换。所有参与级联的集中器只允许有一台设置为主工作模式，其余的必须设置为从工作模式。主工作模式集中器周期性检查级联的从工作模式集中器，当从工作模式集中器有数据上报需求时，主工作模式集中器会将从集中器的数据转发给主站。另外具备级联接口的监测计量终端也可作为从工作模式设备级联到集中器中。由于集中器覆盖下的电表计数量较大，本地信道网络相对复杂，经常本地信道不能一次直达，故集中器内置了相应的路由算法，保障数据在表计结点内的准确传输。

2.1.3 采集器

采集器作为整个系统的最下层，上行通过本地信道连接到集中器，下行通过信道直接连接到计量表计。在实际运用的系统中，一般在小区域范围内实现管理部分表计，减轻集中器的负载。采集器虚拟成电表集合，集中器直接按照计表地址读取数据，另外也可以一次读取全部采集器的数据，取代逐个表地址读取。

目前采用的采集器的上行信道有很多类别，比较常见的形式有：低压电力线载波、RS485 通讯以及小区域无线通讯网络等。在采用RS485信道方式的采集器中，一般会增加级联接口，来减轻RS485总线的负荷承载。采集器下层终端即计量表计，计量表计是一种计量器具，直接生成并存储用户电能信息。

2.2 低压集中抄表系统的特点

（1）采用电力线载波通信技术。电力线载波通信使用现成的、覆盖范围最广的通信信道，在花费最少的前提下组成通信传输网络。该技术充分利用现有资源，施工简单、不受制与传输环境。

（2）系统中的集中器与主站之间的通信常用的方式有：公用有线电话、小规模局域网、GSM、CDMA等。由于低压集中抄表系统台区较为分散，位置不固定，所以一般不采用有线的通信方式，工程量大且维护不方便。GSM、CDMA通信方式因其安装方便，通信稳定等特点，逐渐成为集中器与主站之间主要的通信方式。

（3）低压集中抄表系统大大减少了抄表人员数量以及工作量，提高电力线损统计的准确性，有利于电力公司实现预付费，并有效地防止和发现窃电、漏电情况，保证电能费用的及时回收。

（4）低压集中抄表系统成功实现了电力抄表自动化和电力收费自动化，实现了实时监测、实时控制、实时采集数据。

2.3 低压集中抄表系统的应用效果

低压集中抄表系统的应用主要给电力系统的管理带来了很大的裨益：实现了自动抄表管理、实现了预付费管理、提升了有序用电水平、用电情况统计分析、加大了异常用电分析、完善了电能质量数据统计、加强了线损、变损分析、为阶梯电价实施提供了可靠的技术基础。

3 低压集中抄表系统在工程应用中的注意事项

随着低压集中抄表技术的迅速发展和完善，其在民用电力工程中的应用将给社会的生产和居民的生活带来很大的方便。但集中抄表系统在民用建筑配电工程的应用中，应注意如下问题：

1、低压集中抄表系统是终端表计和计算机系统的结合，计量表计的选择对采集数据的准确性有一定的影响。如果采用传统的机械脉冲表，时间久了会引起累积误差，最终影响准确性，所以应使用效果更好的485接口的电表；

2、安装过程中必须考虑各小区原电表箱的使用空间是否符合安装要求，避免在后期布线过程中出现多余的困难；

3、大部分民用建筑梯间计量表计的安装较为分散，在此类小区配电施工时，最好能够连同电表箱一同安装，以便于管理。

4 结束语

低压集中抄表系统在民用建筑配电工程中的应用，可以大大减少电力系统中抄表人员数量的配置，减低抄表人员的劳动强度，大幅提高线路损耗统计的准确性，该系统的应用直接关系到电力企业的自身发展和经营，是一项关系到国计民生以及社会和谐的重大工程。

参考文献：

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