配电自动化 7 远程抄表(2014)

1、20142014年年3 3月月配电自动化系统配电自动化系统输配电系统研究所输配电系统研究所 第第7讲：讲：远方抄表与电能计费系统远方抄表与电能计费系统 7.1 电能表的发展和现状电能表的发展和现状 7.2 电子式电能表电子式电能表 7.3 多功能电子式电能表多功能电子式电能表 7.4 抄表技术综述抄表技术综述 7.5 采用采用IC卡电能表的预付费系统卡电能表的预付费系统 7.6 自动抄表技术自动抄表技术2 7.1 电能表的发展和现状电能表的发展和现状电能表的发展电能表的发展 机械式电能表机械式电能表 也叫感应式电能表，具有制造技术已经成熟、价格低廉、耐也叫感应式电能表，具有制造技术已经成熟、价

2、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需要。单一，精度低，不能适应用电管理现代化的需要。 机械电子式电能表（整体式，分体式）机械电子式电能表（整体式，分体式） 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能表的水平，且功能不够丰富。量精度仍不能突破机械式电能表的水平，且功能不够丰富。 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，又称之为静止式电能表或固没有机械转动部分和计数机构，又称之为静

3、止式电能表或固态电能表。态电能表。3 7.1 电能表的发展和现状电能表的发展和现状 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4 7.1 电能表的发展和现状电能表的发展和现状5 7.1 电能表的发展和现状电能表的发展和现状6 7.1 电能表的发展和现状电能表的发展和现状 7.1 电能表的发展和现状电能表的发展和现状8 7.1 电能表的发展和现状电能表的发展和现状电子式电能表和机械式电能表的比较如下表电子式电能表和机械式电能表的比较如下表 所示：所示：9 7.2 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

4、换型、模拟乘法器型和数字乘法器型三类型、模拟乘法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。 7.2 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：

5、11 7.2 电子式电能表（电子式电能表（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 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 。1213 7.2 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 7.3 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

6、式电能表的功能1415 7.3 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：电能表中供电电路应该解决如下几个问题：1) 将将50Hz的交流电源变换成为表内电子电路所需的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，确保数据不当电网停电时，提供后备电池供电，

7、确保数据不 致丢失致丢失 。4) 对于三相电能表，在缺相运行时，表内的电子电对于三相电能表，在缺相运行时，表内的电子电 路仍应能够到可靠的供电。路仍应能够到可靠的供电。 16 7.3 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多功能电能表中交流供电线路通常有四种情况，分别是情况，分别是:1) 变压器降压直接整流供电方式；变压器降压直接整流供电方式；2) 电阻或电容降压方式；电阻或电容降压方式；3) 开关电源方式；开关电源方式；4) 变压器降压加线性稳压电源。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

8、电池。常用的电池是镉镍可充电电池和锂电池。17 7.3 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，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路再恢复到正常运行状态 。18 7.3 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，一定要选用已取得选用多功能电能表时，一定要选用已取得进网许可证进网

9、许可证的产品。的产品。初次选表一定要经过试用，批量宜从小到初次选表一定要经过试用，批量宜从小到 大，最后选定不多于大，最后选定不多于34家企业供表。这是家企业供表。这是为了保证编程、抄表等技术和管理上尽可能为了保证编程、抄表等技术和管理上尽可能统一。统一。19 7.4 抄表技术综述（抄表技术综述（1） 抄表计费的几种方式抄表计费的几种方式抄表电能计费一般有以下几种方式抄表电能计费一般有以下几种方式：1）手工抄表方式）手工抄表方式2）自动抄表方式）自动抄表方式 简称简称ARM(Automatic Reading Meter)，是供电部门将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

10、测、传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，代替人工抄表及一连串后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续工作本地自动抄表方式本地自动抄表方式 移动式自动抄表方式移动式自动抄表方式远程自动抄表方式远程自动抄表方式20 7.4 抄表技术综述（抄表技术综述（2）3）预付费电能计量方式）预付费电能计量方式 预付费电能表按其执行机构的不同，可以分为投币式、磁预付费电能表按其执行机构的不同，可以分为投币式、磁卡式和卡式和IC卡式三种。卡式三种。A. 投币式预付费电能表投币式预付费电能表 这是一种在国外使用最早的预付费电能表，由于这种装置这是

11、一种在国外使用最早的预付费电能表，由于这种装置容易被窃，并且在管理与维护上也存在一系列问题，目前已被容易被窃，并且在管理与维护上也存在一系列问题，目前已被淘汰。淘汰。B. 磁卡式预付费电能表磁卡式预付费电能表 磁卡是由磁卡读写器将数据记录在卡片状的磁性材料上而磁卡是由磁卡读写器将数据记录在卡片状的磁性材料上而构成的。构成的。C. IC卡式预付费电能表卡式预付费电能表 IC卡是一种具有微处理器和大容量存贮器的集成电路芯片卡是一种具有微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，嵌装于塑料芯片而成的卡， IC卡是一种高安全性的系统。卡是一种高安全性的系统。 7.4 抄表技术综述（抄表

12、技术综述（3） 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，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、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，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

13、念差造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。成的，应通过法律途径来解决，而不是拉闸限电。21自动抄表电能计费方式显然是一种自动化程度更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。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。2223 7.5 采用采用IC卡电能表的预付费系统（卡电能表的预付费系统（1） IC卡电能表的组成卡电能表的组成下

14、图为下图为IC卡预付费复费率电能表的原理框图：卡预付费复费率电能表的原理框图：24 7.5 采用采用IC卡电能表的预付费系统（卡电能表的预付费系统（1）IC卡由卡由5个功能模块组成，如下图所示：个功能模块组成，如下图所示： 7.5 采用采用IC卡电能表的预付费系统（卡电能表的预付费系统（1）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

15、；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。2526 7.5 采用采用IC卡电能表的预付费系统（卡电能表的预付费系统（2） 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。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：如下所示： 7.5 采用采用IC卡电能表的预付费系统（卡电能表的预付费系统（2） 售电管理系统计算机网络其典型结构如下图售电管理系统计算机网络其典型结构如下图所示：所示：2728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

16、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 7.6 自动抄表技术（自动抄表技术（1） 本地自动抄表技术本地自动抄表技术 本地自动抄表本地自动抄表主要采用携带方便、操作简单可主要采用携带方便、操作简单可靠的抄表微机来自动完成抄表编程工作。靠的抄表微机来自动完成抄表编程工作。 本地抄表的主要形式本地抄表的主要形式：采用手持式数

17、据终端，采用手持式数据终端， 即即“掌上电脑掌上电脑”（Hand Held Terminal 或或Unit，简称简称 HHT或或HHU）。）。 本地抄表的主要功能：本地抄表的主要功能：实现现场记录仪表数实现现场记录仪表数 据、对智能仪表的特定参数或原始数据进行现场据、对智能仪表的特定参数或原始数据进行现场设置、并能够和中心站计算机系统进行通信，以设置、并能够和中心站计算机系统进行通信，以送回所采集的数据。送回所采集的数据。29 7.6 自动抄表技术（自动抄表技术（2） 远程自动抄表技术远程自动抄表技术远程自动抄表技术定义远程自动抄表技术定义 一种不需人员到达现场就能完成自动抄表的新型一种不需人

18、员到达现场就能完成自动抄表的新型抄表方式。抄表方式。远程自动抄表技术原理远程自动抄表技术原理 利用公共电话网络、负荷控制信道或低压配电线利用公共电话网络、负荷控制信道或低压配电线载波等通讯联系，将电能表的数据自动传输到计载波等通讯联系，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。算机电能计费管理中心进行处理。30 7.6 自动抄表技术（自动抄表技术（2） 远程自动抄表技术意义远程自动抄表技术意义 不但大大降低了劳动强度不但大大降低了劳动强度, 而且还大大地提高了而且还大大地提高了 抄表的准确性和及时性，杜绝了抄表不到位、估抄表的准确性和及时性，杜绝了抄表不到位、估 抄、误抄、漏抄电

19、表等问题。抄、误抄、漏抄电表等问题。 远程自动抄表技术适用对象远程自动抄表技术适用对象31 7.6 自动抄表技术（自动抄表技术（2） 远程自动抄表电能计费系统的发展远程自动抄表电能计费系统的发展计费系统：由集中式转为分布式、网络式、开放计费系统：由集中式转为分布式、网络式、开放型。型。电表数据采集：由集中式脉冲处理方式电表数据采集：由集中式脉冲处理方式(Centralized Pulse Processing, 简称简称CPP)发展发展成为分布式直接传送方式成为分布式直接传送方式(Distributed Direct Transmission, 简称简称DDT)。 集中式脉冲处理系统方式和分布

20、式直接传送集中式脉冲处理系统方式和分布式直接传送 系统的性能比较如下表所示：系统的性能比较如下表所示：3233 7.6 自动抄表技术（自动抄表技术（2）远程自动抄表电能计费系统的组成远程自动抄表电能计费系统的组成 远程自动抄表系统主要包括，具有远程自动抄表系统主要包括，具有自动抄表自动抄表 功能的电能表功能的电能表、抄表集中器抄表集中器、抄表交换机抄表交换机和和 中央信息处理机中央信息处理机四个部分。四个部分。抄表集中器：将远程抄表系统中的电能表的数据抄表集中器：将远程抄表系统中的电能表的数据进行一次集中后，再通过电力载波或其他方式将进行一次集中后，再通过电力载波或其他方式将数据继续向上传送。数据继续向上传送。抄表交换机：它可以收集各抄表集中器的数据，抄表交换机：它可以收集各抄表集中器的数据，再通过公用电话网或其他方式将数据上传至电能再通过公用电话网或其他方式将数据上传至电能计费中心的计算机网络。计费中心的计算机网络。34 7.6 自动抄表技术（自动抄表技术（2）电能表电能表35 7.6 自动抄表技术（自动抄表技术（2）电能计费中心的计算机网络电能计费中心的计算机网络 电能计费中心的计算机网络是整个远程自动抄表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，通常由单台计算机或计算机