配电自动化第六章.pptx

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1、1第6章 远方抄表与电能计费系统一、电能表的作用：一、电能表的作用：电能表是测量电能累积值的仪表。（电度表）电能表是测量电能累积值的仪表。（电度表）二、电能表的分类：二、电能表的分类：按照所测电流种类分：按照所测电流种类分：直流式和交流式直流式和交流式按照不同用途可分为：按照不同用途可分为：单相电能表、三相电能表和特种用途单相电能表、三相电能表和特种用途电能表。电能表。按照准确度等级可分为：按照准确度等级可分为：普通电能表（分为普通电能表（分为3.03.03.03.0、2.02.02.02.0、1.01.01.01.0、0.50.50.50.5级）和标准电能表（分为级）和标准电能表（分为0.5

2、0.50.50.5、0.20.20.20.2、0.10.10.10.1、0.050.050.050.05级）。级）。按照工作原理可分为：按照工作原理可分为：机械式（感应式）电能表、机械电子机械式（感应式）电能表、机械电子式（机电式）电能表和电子式电能表。式（机电式）电能表和电子式电能表。第1页/共30页2第第6 6章章 远方抄表与电能计费系统远方抄表与电能计费系统6.1 6.1 电能表的发展与现状电能表的发展与现状1.1.机械式机械式机械式机械式电能表电能表(感应感应式式式式电能表电能表):):采用电磁感应的原理把电采用电磁感应的原理把电压、电流、相位转变为磁力矩，推动铝制圆盘转动，圆盘压、电

3、流、相位转变为磁力矩，推动铝制圆盘转动，圆盘的轴带动齿轮驱动计度器转动。用转盘所转的圈数来表示的轴带动齿轮驱动计度器转动。用转盘所转的圈数来表示每千瓦时电能。每千瓦时电能。缺点：缺点：精度一般，功能少精度一般，功能少 第2页/共30页3第6章 远方抄表与电能计费系统机械式电能表机械式电能表结构：结构：由测量机构和辅助部件两部分组成。由测量机构和辅助部件两部分组成。测量机构包括测量机构包括:驱动元件、转动元件、制动原件、和轴承等。驱动元件、转动元件、制动原件、和轴承等。辅助部分包括辅助部分包括:基架、底座、表盖、端钮盒、铭牌等基架、底座、表盖、端钮盒、铭牌等驱动元件：驱动元件：包括电压元件和电流

4、元件，作用是将交变的电压包括电压元件和电流元件，作用是将交变的电压和电流转变为穿过转盘的交变磁通，与其在转盘中的感应和电流转变为穿过转盘的交变磁通，与其在转盘中的感应电流相互作用，产生驱动力矩，是转盘转动。电流相互作用，产生驱动力矩，是转盘转动。转动元件：转动元件：由转轴和转盘构成，能在驱动元件所建立的交变由转轴和转盘构成，能在驱动元件所建立的交变磁场作用下连续转动。磁场作用下连续转动。轴承：轴承：电能表的轴承是主要元件，下轴承位于转轴下端，支电能表的轴承是主要元件，下轴承位于转轴下端，支撑转动元件的全部重量，减小转动时的摩擦，上轴承位于撑转动元件的全部重量，减小转动时的摩擦，上轴承位于转轴上

5、端，起着导向作用。转轴上端，起着导向作用。第3页/共30页4第6章 远方抄表与电能计费系统制动元件：制动元件：由永久磁铁及其调整装置组成，永久磁铁的磁通由永久磁铁及其调整装置组成，永久磁铁的磁通与转盘相互作用形成制动力矩，是转盘的转动速度和被测与转盘相互作用形成制动力矩，是转盘的转动速度和被测功率正比变化，调整装置只是为了改变制动力矩的大小。功率正比变化，调整装置只是为了改变制动力矩的大小。计度器：计度器：又称为积算机构，用来累计转盘的转数，以显示测又称为积算机构，用来累计转盘的转数，以显示测定的电能。定的电能。辅助部件：辅助部件：包括基架、外壳、端钮盒、铭牌。包括基架、外壳、端钮盒、铭牌。特

6、点：特点：价格低且经久耐用，制造技术成熟；价格低且经久耐用，制造技术成熟；对电源及其他无线电的干扰不敏感；对电源及其他无线电的干扰不敏感；测量精度不高且难以改进，测量精度不高且难以改进，功能单一，已经不能适应现代电能管理的要求。功能单一，已经不能适应现代电能管理的要求。第4页/共30页5第6章 远方抄表与电能计费系统2 2、机械电子式多功能电能表：、机械电子式多功能电能表：由电子元件和机械元件组成。由电子元件和机械元件组成。在机械式电表的基础上发展起来的，它沿用了机械式电能在机械式电表的基础上发展起来的，它沿用了机械式电能表的测量机构，数据处理机构则用电子电路和微机控制系表的测量机构，数据处理

7、机构则用电子电路和微机控制系统实现，其测量精度仍不能突破机械式电表的水平，且功统实现，其测量精度仍不能突破机械式电表的水平，且功能不够丰富。从结构上可分为整体式和分体式两种类型。能不够丰富。从结构上可分为整体式和分体式两种类型。DDF879型 机电式单相多费率电能表 第5页/共30页6第6章 远方抄表与电能计费系统3 3、电子式电能表：、电子式电能表：没有机械转动部分和计数机构，又称为静止式电能没有机械转动部分和计数机构，又称为静止式电能表或固态电能表。表或固态电能表。优点：优点：测量精度高、性能稳定、功耗低、体积小、重量轻等，测量精度高、性能稳定、功耗低、体积小、重量轻等，功能丰富：如有功电

8、能和无功电能记录、事件记录、负荷曲线功能丰富：如有功电能和无功电能记录、事件记录、负荷曲线记录、功率因数测量等。记录、功率因数测量等。第6页/共30页7第6章 远方抄表与电能计费系统6.2 6.2 电子式电能表电子式电能表工作原理：工作原理：电能是电功率对时间的积分，因此电子式电能表电能是电功率对时间的积分，因此电子式电能表是采用乘法器和加法器来完成对电功率和电能的测量。是采用乘法器和加法器来完成对电功率和电能的测量。乘法器使电压、电流信号相乘产生功率信号。乘法器使电压、电流信号相乘产生功率信号。加法器使功率信号进行累加从而获得电能数值。加法器使功率信号进行累加从而获得电能数值。分类：分类：根

9、据转换原理，电子式电能表可分为热电转换型、模根据转换原理，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。拟乘法器型和数字乘法器型。1.1.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，使热电偶通过热电转换电路，使热电偶的输出与线路平均功率成正比，从而达到计量目的，该种的输出与线路平均功率成正比，从而达到计量目的，该种表能在功率因数和波形畸变严重的情况下获得较准确的测表能在功率因数和波形畸变严重的情况下获得较准确的测量结果。量结果。第7页/共30页8第6章 远方抄表与电能计费系统2.2.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模

10、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。法器、跨导型乘法器和霍尔效应乘法器三种。时分割乘法器时分割乘法器，又称，又称PWMPWM乘法器。它实质上是一个脉宽、乘法器。它实质上是一个脉宽、幅度调制器。电流和电压路输入信号中的一路对脉宽进行幅度调制器。电流和电压路输入信号中的一路对脉宽进行调制，另一路对幅值进行调制。时分割乘法器的输出正比调制，另一路对幅值进行调制。时分割乘法器的输出正比于两路输入信号的乘积，反映了输入平均功率。时分割乘于两路输入信号的乘积，反映了输入平均功率。时分割乘法器的制造技术成熟且工艺性好，原理先进，具有很好的法器的制造技术成熟且工艺性好，原理先进，具有

11、很好的线性度和很高的准确度，但与数字乘法器相比，功能扩展线性度和很高的准确度，但与数字乘法器相比，功能扩展较难。较难。第8页/共30页9第6章 远方抄表与电能计费系统3.3.数字乘法器型电子式电能表：数字乘法器型电子式电能表：以微处理器为核心的电能表，以微处理器为核心的电能表，对来自电压、电流变换器的电压和电流，采用对来自电压、电流变换器的电压和电流，采用A/DA/D转换器转换器来完成其交流采样和数字化处理工作，利用微处理器进行来完成其交流采样和数字化处理工作，利用微处理器进行乘法运算和数据处理。乘法运算和数据处理。第9页/共30页10第6章 远方抄表与电能计费系统第10页/共30页11第6章

12、 远方抄表与电能计费系统6.3 6.3 多功能电子式电能表多功能电子式电能表多功能电子式电能表的功能：多功能电子式电能表的功能：电子式电能表由于采用了微处理器，一般可以具有十余种基电子式电能表由于采用了微处理器，一般可以具有十余种基本功能，还可以加一些辅助功能。基本功能可以分为以下本功能，还可以加一些辅助功能。基本功能可以分为以下几类几类1 1、用电计量功能：、用电计量功能：包括累计计量和实时计量功能。包括累计计量和实时计量功能。累计计量功能：累计计量功能：累计双向供电的有功功率、无功功率和视在累计双向供电的有功功率、无功功率和视在功率的消耗量，还可以累计掉电时间、掉电次数等。功率的消耗量，还

13、可以累计掉电时间、掉电次数等。实时计量功能：实时计量功能：实测各相电流、相电压及线电压、有功功率、实测各相电流、相电压及线电压、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、供电频率等。无功功率、视在功率、功率因数、供电频率等。2 2、监视功能：、监视功能：主要由最大需量监视和防窃电监视，还有缺主要由最大需量监视和防窃电监视，还有缺相指示、断电、恢复供电时间记录和电压异常报警等。相指示、断电、恢复供电时间记录和电压异常报警等。第11页/共30页12第6章 远方抄表与电能计费系统3 3、控制功能：、控制功能：主要指复费率分时计费的时段控制，以及负主要指复费率分时计费的时段控制，以及负荷控制功能。荷控制

14、功能。4 4、管理功能：、管理功能：包括按时段包括按时段/费率进行计费、抄表等，费率可费率进行计费、抄表等，费率可以根据季节、时间或峰谷周期不同而不同，由供电部门设以根据季节、时间或峰谷周期不同而不同，由供电部门设定。定。5 5、存贮功能：、存贮功能：讲一段时间采集到的各项参数及事件打上时讲一段时间采集到的各项参数及事件打上时标并存贮在存储器内，并做到掉电也不丢失。标并存贮在存储器内，并做到掉电也不丢失。6 6、自恢复与自检测：、自恢复与自检测：安装监视定时器以确保电表在程序发安装监视定时器以确保电表在程序发生异常导致死机后，能够及时复位电能表，同时还要求可生异常导致死机后，能够及时复位电能表

15、，同时还要求可以通过程序进行硬件部分的自检测。以通过程序进行硬件部分的自检测。第12页/共30页13第6章 远方抄表与电能计费系统多功能电表的电源：电源是电子式电能表工作的基础，所以要求电能表有稳定、高质量的电压和备用电源。1、电源电路：电能表中应有专门的供电电路，满足电能表的要求，供电电路的功能：提供5V直流低压电；将表内的电子电路和外电网隔离开，防止电网噪声干扰；电网停电时能提供备用电池，防止丢失数据；对于三相电表在缺相运行时仍能够得到可靠的电源。2 2、交流电源：、交流电源：电能表中的交流电源供电常采取以下方式：电能表中的交流电源供电常采取以下方式：变压器直接降压整流供电；电阻或电容降压

16、方式；开关电变压器直接降压整流供电；电阻或电容降压方式；开关电源方式；变压器降压加线性电源方式。源方式；变压器降压加线性电源方式。3 3、电池：、电池：电能表中要备有电池在掉电时期内维持时钟及一电能表中要备有电池在掉电时期内维持时钟及一些存放在些存放在RAMRAM里的数据，常用的有镍镉电池和锂电池。里的数据，常用的有镍镉电池和锂电池。4、掉电检测和电源切换第13页/共30页14第6章 远方抄表与电能计费系统6.4 6.4 抄表技术综述抄表技术综述抄表计费的几种方式：抄表计费的几种方式：1.1.1.1.手工抄表方式：手工抄表方式：抄表员带纸和笔到现场记录用户电能表的读数抄表员带纸和笔到现场记录用

17、户电能表的读数2.2.2.2.本地自动抄表方式：本地自动抄表方式：采用便携、使用方便的抄表设备到现场完成抄采用便携、使用方便的抄表设备到现场完成抄表。表。3.3.3.3.移动式自动抄表方式：移动式自动抄表方式：利用汽车装载收发装置和无线通信，不必到利用汽车装载收发装置和无线通信，不必到用户现场，而在附近一定的距离内能自动抄到电能数据用户现场，而在附近一定的距离内能自动抄到电能数据4.4.4.4.预付费电能计费方式：预付费电能计费方式：通过磁卡或通过磁卡或ICICICIC卡与预付费电能表相结合，实卡与预付费电能表相结合，实现用户先交钱购买一定的电量，用完这部分电量后自动断电的方式。现用户先交钱购

18、买一定的电量，用完这部分电量后自动断电的方式。5.5.5.5.远程抄表方式：远程抄表方式：采用低压配电线、电话网、无线电、采用低压配电线、电话网、无线电、RS484RS484RS484RS484或现场或现场总线等多种通信方式，结合表上的软件和供电局内的计算机系统，不总线等多种通信方式，结合表上的软件和供电局内的计算机系统，不必外出就可抄到用户的电能数据。必外出就可抄到用户的电能数据。第14页/共30页15第6章 远方抄表与电能计费系统预付费电能计量方式预付费电能计量方式预付费电能表主要分为投币式预付费电能表、磁卡式预付费电能表和预付费电能表主要分为投币式预付费电能表、磁卡式预付费电能表和ICI

19、C卡式预付费电能表三种卡式预付费电能表三种预付费计费方式和远程自动抄表计费方式的比较预付费计费方式和远程自动抄表计费方式的比较1.1.预付费电能计费方式不能使供电管理部门了解用户的实际用电情况预付费电能计费方式不能使供电管理部门了解用户的实际用电情况和对电能的需求，难于掌握用电规律，确定最佳供电方案。和对电能的需求，难于掌握用电规律，确定最佳供电方案。2.2.采用预付费电能计费方式，要改革供电部门的售电机构，要广设售采用预付费电能计费方式，要改革供电部门的售电机构，要广设售电网点电网点3.拖欠电费现象应用过法律途径解决，而不是拉闸限电，拉闸限电双拖欠电费现象应用过法律途径解决，而不是拉闸限电，

20、拉闸限电双方都有损失。方都有损失。4.4.自动抄表计费系统是一种自动化程度更高、更先进的计费方式。缺自动抄表计费系统是一种自动化程度更高、更先进的计费方式。缺点是系统建设复杂。点是系统建设复杂。第15页/共30页16第6章 远方抄表与电能计费系统6.56.5 采用采用ICIC卡电能表的预付费系统卡电能表的预付费系统 ICIC卡电能表的组成卡电能表的组成电能测量部分采集电流电压，输出与被测功率成正比的脉冲。电能测量部分采集电流电压，输出与被测功率成正比的脉冲。微处理器完成脉冲计数。如果预付电费用完，发出跳闸信号，微处理器完成脉冲计数。如果预付电费用完，发出跳闸信号，使漏电保安器跳闸断电。使漏电保

21、安器跳闸断电。第16页/共30页17第6章 远方抄表与电能计费系统ICIC卡预付费复费率电能表一般应具有如下功能：卡预付费复费率电能表一般应具有如下功能：（1 1）ICIC卡预付电费。卡预付电费。（2 2）分时（峰、谷、平时段）计量有功电度和无功电度并计费。）分时（峰、谷、平时段）计量有功电度和无功电度并计费。（3 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 4）功率因数测量。）功率因数测量。（5 5）提醒与跳闸。）提醒与跳闸。（6 6）防窃电。）防窃电。预付费电能计费管理系统预付费电能计费管理系统 采用采用ICIC卡预付费电能表后，就必须有与之相配套的

22、管理系统。卡预付费电能表后，就必须有与之相配套的管理系统。售电终端售电终端 ：在每一供电地区设置一套售电终端，一般由计算机和工作在每一供电地区设置一套售电终端，一般由计算机和工作读写器组成，可以通过通信网络和售电管理系统计算机连接。读写器组成，可以通过通信网络和售电管理系统计算机连接。售电管理计算机网络售电管理计算机网络:由所有售电终端与售电管理计算机及通信网络组由所有售电终端与售电管理计算机及通信网络组成成第17页/共30页18第6章 远方抄表与电能计费系统6.6 6.6 自动抄表技术自动抄表技术本地自动抄表技术本地自动抄表技术采用携带方便、操作简单可靠的抄表微机来完成抄表工作。采用携带方便

23、、操作简单可靠的抄表微机来完成抄表工作。电能表与抄表微机一般选用红外线作为通信媒介，能够完电能表与抄表微机一般选用红外线作为通信媒介，能够完成非接触式数据传输，实现起来方便可靠。成非接触式数据传输，实现起来方便可靠。常用手持式数据终端（掌上电脑）实现现场记录，并与中心常用手持式数据终端（掌上电脑）实现现场记录，并与中心计算机通信，上传采集的数据。计算机通信，上传采集的数据。第18页/共30页19第6章 远方抄表与电能计费系统远程自动抄表技术远程自动抄表技术 是一种不需要人员到达现场就能完成自动抄表的新型抄是一种不需要人员到达现场就能完成自动抄表的新型抄表方式，它利用通信网络将电能数据自动传输到

24、计算机电表方式，它利用通信网络将电能数据自动传输到计算机电能计费管理中心进行处理。能计费管理中心进行处理。优点：降低劳动强度，提高抄表的准确性和及时性，杜绝误优点：降低劳动强度，提高抄表的准确性和及时性，杜绝误抄、漏抄等现象。抄、漏抄等现象。一、远程自动抄表电能计费系统的发展一、远程自动抄表电能计费系统的发展分布式直接传输系统的特点：分布式直接传输系统的特点：1.1.采用分布式直接数字传输，数据采集中心直接与电能表通采用分布式直接数字传输，数据采集中心直接与电能表通信信2.2.电能表具有采集、储存和处理数据的功能电能表具有采集、储存和处理数据的功能3.3.电能表能定时或发生事件时上传信息电能表

25、能定时或发生事件时上传信息第19页/共30页20第6章 远方抄表与电能计费系统二、远程自动抄表电能计费系统的组成 系统主要包括具有自动抄表功能的电能表、抄表集中器、抄表交换机和中央信息处理机四部分。电能表：脉冲电能表；智能电能表。抄表集中器：将多台电能表连接成本地网络，并将多台电能表的用电数据集中处理，然后再继续向上传送的装置。其自身含有特殊软件和通信功能。抄表交换机：抄表交换机：将抄表集中器的数据收集过来，再通过一定的将抄表集中器的数据收集过来，再通过一定的通信方式传送到电能计费中心的计算机网络。通信方式传送到电能计费中心的计算机网络。中央信息处理机：中央信息处理机：电能计费中心的计算机网络

26、是整个远程自电能计费中心的计算机网络是整个远程自动抄表系统的管理层设备，由单台计算机或计算机局域网动抄表系统的管理层设备，由单台计算机或计算机局域网和相应的抄表软件构成。和相应的抄表软件构成。第20页/共30页21第6章 远方抄表与电能计费系统三、自动抄表系统的远程传输通道三、自动抄表系统的远程传输通道 1 1、利用电话网络实现远方抄表、利用电话网络实现远方抄表 2 2、利用低压配电线载波实现远方抄表、利用低压配电线载波实现远方抄表 3 3、利用负荷监控信道实现远方抄表、利用负荷监控信道实现远方抄表四、远方自动抄表系统的典型方案四、远方自动抄表系统的典型方案三个远方自动抄表系统实例三个远方自动

27、抄表系统实例 第21页/共30页22第6章 远方抄表与电能计费系统第22页/共30页23第6章 远方抄表与电能计费系统第23页/共30页24第6章 远方抄表与电能计费系统第24页/共30页25第6章 远方抄表与电能计费系统CLL064-1cCLL064-1c采集器能同时采集脉冲电能表的电能输出脉冲和全电子式采集器能同时采集脉冲电能表的电能输出脉冲和全电子式电能表的电能表的RS485RS485通讯输出数据，它对电能数据进行存储通讯输出数据，它对电能数据进行存储运算后，可运算后，可以直接通过拨号以直接通过拨号MODEMMODEM和以太网发往计费主站系统。和以太网发往计费主站系统。第25页/共30页26第6章 远方抄表与电能计费系统第26页/共30页27第6章 远方抄表与电能计费系统基于基于GPRSGPRSGPRSGPRS的远程抄表系统的原理及组成的远程抄表系统的原理及组成第27页/共30页28第6章 远方抄表与电能计费系统利用远程动抄表实现防窃电利用远程动抄表实现防窃电第28页/共30页29第6章 远方抄表与电能计费系统第29页/共30页30感谢您的观看！第30页/共30页