配电系统自动化 第7章 自动抄表及电能计费系统.ppt

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点。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化的其缺点是功能单一，精度低，不能适应用电管理现代化的需要。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，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2023/1/7第1页沈阳工程学院 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2023/1/7第2页沈阳工程学院 电能表自动抄表，简称电能表自动抄表，简称ARM(AutomaticARM(Automatic Reading Meter)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、自动抄表技术2023/1/7第3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。采用携采用携带带方便、操作方便、操作简单简单可可靠的抄表靠的抄表设备设备（如（如电脑电脑或掌或掌上上电脑电脑等手持等手持终终端），到端），到现现场场完成自完成自动动抄表功能。抄表功能。利用汽利用汽车车上装上装载载的无的无线线收收发发装置，到每个装置，到每个电电能能计计量装置量装置附近，通附近，通过过无无线线信号与装置信号与装置进进行通行通讯讯，实现实现数据抄数据抄录录。通通过过磁磁卡卡或或ICIC卡卡和和预预付付费费电电能能表表相相结结合合，实实现现用用户户先先交交钱钱购购回回一一定定电电量量，当当用用完完这这部部分分电电量量后后自自动动断断电电的的管管理理方法。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 抄抄表表主主站站通通过过如如电电话话网网、等等多多种种通通信信媒媒体体，结结合合电电表表上上的的软软件件和和局局内内计计算算机机系系统统，不不必必外外出出就就可可抄抄回回用用户户电电能能数数据据的的抄抄表方式。表方式。2023/1/7第4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 2023/1/7第5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 2023/1/7第6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：ICIC卡全称为卡全称为“Integrated Circuit CardIntegrated Circuit Card”，是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的卡。成的卡。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 数据存数据存贮贮器用来器用来存放用存放用户户数据数据 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 2023/1/77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，实现自动跳闸断电；时，实现自动跳闸断电；二是作为人身触电保护和二是作为人身触电保护和电网漏电保护电网漏电保护 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，发出跳闸信号，通过表内的漏电保安器自动断电。2023/1/7第8页沈阳工程学院 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2023/1/7第9页沈阳工程学院 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 2023/1/710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，所确定的电价来确定，“售电售电”员无定电价的权员无定电价的权限且无法输入电价到售电终端上。限且无法输入电价到售电终端上。（一）营业系统的功能2023/1/7第11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卡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、装电次中的累计用电量、剩余电量、购电次数、装电次数等用电信息，和系统数据库信息核对。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、电价管系统管理包括操作员授权、操作员登记、电价管理等项功能。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，或相应工作处理结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。束后，将用户购电情况制成报表并打印。2023/1/7第12页沈阳工程学院 将所有售电终端联成网络，围联网将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2023/1/7第13页沈阳工程学院 1.1.不不需需要要采采用用人人工工抄抄表表，有有效效地地解解决决收收费费难难的的问题问题2.2.可以实行功率限定可以实行功率限定不不足足之之处处：这这种种电电能能计计费费方方式式不不能能使使供供电电管管理理部部门门及及时时了了解解用用户户的的实实际际用用电电情情况况和和对对电电能能的的需需求求，因因此此难难于于掌掌握握用用电电规规律律、确确定定最最佳佳供供电电方方案案；另另外外，采采用用预预付付费费方方式式，需需要要改改革革供供电电部部门门的的售售电电机机构构，还还要要广广设设售售电电网网点点，这这会会带带来来大大量量的的新新问问题题；拉拉闸闸限限电电不不仅仅对对用用户户、而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 2023/1/7第14页沈阳工程学院 电能计量及抄表自动化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。电电能能自自动动计计量量抄抄表表系系统统应应用用光光电电传传感感技技术术、微微计计算算机机技技术术和和现现代代通通信信技技术术，可可进进行行电电能能远远方方数数据据采采集集、处处理理、保保存存和和传传输输，为为实实现现用用电电管管理理现现代代化化提提供供了了重重要要保证。保证。第三节 电能计量及抄表自动化系统 2023/1/7第15页沈阳工程学院 本本地地自自动动抄抄表表是是由由抄抄表表员员携携带带抄抄表表机机（一一般般采采用用专专用用抄抄表表机机、笔笔记记本本电电脑脑或或掌掌上上电电脑脑）去去用用户户处处，从从其其计计量量装装置置上上自自动动采采集集用用电电量量等等数数据据。然然后后回回到到办办公公室室，将将数数据据下下载载到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2023/1/7第16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 2023/1/7第17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 2023/1/7第18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2023/1/719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的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。录入到电脑中。使用抄表机抄表的方法2023/1/7第20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，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 2023/1/7第21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 2023/1/7第22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2023/1/7第23页沈阳工程学院 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、远程自动抄表系统2023/1/7第24页沈阳工程学院 (1)(1)采采用用分分布布式式直直接接数数字字传传输输方方式式(DDT)DDT)，也也就就是是说说，数数据据采采集集中中心心通通过过一一个个或或多多个个前前置置处处理理机机(包包括括专专用用或或自自动动拨拨号号Modem)Modem)，直直接接与与新新型型多多功功能能电电表表进进行行数数据据通通信信(包包括括电电量量数数据据、时时标标信信息息、报报警警信信息息及及其其它它电电流流、电电压压和和频频率率等等相关信息相关信息)。分布式直接数字传输(DDT)系统 特点2023/1/7第25页沈阳工程学院 (2)(2)系统与电能表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)新新型型多多功功能能电电能能表表本本身身具具有有采采集集、储储存存和和处处理理电电表表数数据据的的功功能能，还还可可以以实实现现电电表表间间互互为为备用的工作方式。备用的工作方式。(4)(4)新新型型多多功功能能电电能能表表可可以以预预先先编编程程，以以实实现现定定时时或或在在事事件件发发生生时时主主动动向向上上报报告告电电能能表表本本身身的状态信息，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。2023/1/7第26页沈阳工程学院 CPPCPP系统电能采集和传输是以电能脉冲计数为基础的，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、存储和输出其它与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电量相关的重要信息 集中脉冲处理方式(CPP)的系统特点 2023/1/7第27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)由由于于数数据据采采集集中中心心不不能能与与电电能能表表直直接接通通信信，现现代代能能量量管管理理系系统统所所必必须须的的对对电电能能表表的的下下载载功功能能，以以及及电电能能表表的的报报警警和和其其它它重重要要信信息息的的上上报报功功能能等等，比较难实现。比较难实现。2023/1/7第28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CPPCPP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脉冲波形的畸变和现场电磁干扰等因素，容易造等因素，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。2023/1/7第29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式和分布式直接传送系统的性能比较2023/1/730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2023/1/7第31页沈阳工程学院 配配电电网网中中的的自自动动抄抄表表系系统统是是用用电电营营业业管管理理自自动动化化的的一一个个重重要要手手段段和和组组成成部部分分，它它的的最最终终目目的的应应是是：自自动动、集集中中、定定时时地地抄抄录录各各用用户户的的用用电电量量；按按峰峰谷谷、季季节节自自动动调调整整并并计计算算电电价价；通通过过银银行行向向各各用用户户自自动动完完成成转转帐帐收收款款、电电费费结结算算、打印收据等工作。打印收据等工作。2023/1/7第32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2023/1/7第33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，按照规定的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。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，而且还可以送出各类统计数字。1数据采集系统2023/1/7第34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2023/1/7第35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2023/1/7第36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，同时能和主站、手持抄表机进的数据，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。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,把数据传到数据中心。把数据传到数据中心。(3)集中器2023/1/7第37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 2023/1/7第38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，且信抄收成功率较高，但布线的工作量大，安装费用大，且信道容易受损坏。道容易受损坏。集中器与采集器间数据的传输方式 2023/1/7第39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、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2023/1/7第40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。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 2023/1/7第41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与不设集中器，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。计算机中心通信。因而，这种方式不需要载波通信。2023/1/7第42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宽的一种技术，具有很强的抗干扰能力。强的抗干扰能力。4）扩频通讯技术的应用 2023/1/7第43页沈阳工程学院 将传输信号与准噪声或伪随机序列噪声码相乘来实现它将传输信号与准噪声或伪随机序列噪声码相乘来实现它将信息码的频谱扩展至很宽的范围内，近乎至白噪声频段。将信息码的频谱扩展至很宽的范围内，近乎至白噪声频段。因而可在噪声电平下传输在接收端采用相干检测，由于因而可在噪声电平下传输在接收端采用相干检测，由于噪声信号和信息码流的相干系数为零，所以可以有效地抵噪声信号和信息码流的相干系数为零，所以可以有效地抵抗干扰，从而保证信息码流恢复的正确性。抗干扰，从而保证信息码流恢复的正确性。直接序列频谱扩展2023/1/7第44页沈阳工程学院 2远程通信信道集中器与计费中心计算机网络之间的信息传输是通过远程通信信道实现的。（1）通过公用电话网实现信息传输。主要缺点：线路续接时间较长(几秒到几十秒)；当集中器数目较多时，通信效率大幅度降低；且租用电话线多，其租用费很可观。因此不适合大容量系统。图图7-7 7-7 通过公用电话网实现信息传输通过公用电话网实现信息传输 2023/1/745沈阳工程学院 2023/1/746沈阳工程学院 优点，如频带宽、传输速率高、传输距离远，以及高抗干优点，如频带宽、传输速率高、传输距离远，以及高抗干扰性等特点，非常适合上层通信网的要求扰性等特点，非常适合上层通信网的要求 缺点：光纤本身难以实现缺点：光纤本身难以实现T T形连接，因此特别适合于星形连接，因此特别适合于星型连接，而星型连接节点造价高，安装费用也比较高，在型连接，而星型连接节点造价高，安装费用也比较高，在ARMARM系统中很少使用。随着光纤技术的发展及其大量应用，系统中很少使用。随着光纤技术的发展及其大量应用，其系统造价将会下降，因此不久以后在其系统造价将会下降，因此不久以后在ARMARM系统中应用也系统中应用也将是一个较好的选择。将是一个较好的选择。（3）光纤通信网 2023/1/7第47页沈阳工程学院 计费中心计算机网络是电能量数据处理中心，配备专用计计费中心计算机网络是电能量数据处理中心，配备专用计算机，它直接从集中器中收集数据。算机，它直接从集中器中收集数据。在收集所有的电能量数据采集器的数据后，送入营业管理在收集所有的电能量数据采集器的数据后，送入营业管理中心或中心或SCADASCADA系统进行各种所需要的数据处理和提供各种系统进行各种所需要的数据处理和提供各种各样的数据表格、数据图形以及各类统计数据。各样的数据表格、数据图形以及各类统计数据。有了电有了电能量数据，就可以产生各种各样的报表。这些工作将由营能量数据，就可以产生各种各样的报表。这些工作将由营业管理中心用电管理系统来完成。业管理中心用电管理系统来完成。3计费中心计算机网络2023/1/7第48页沈阳工程学院