光纤集抄交流

0威胜仪表集团光纤集抄方案交流

2012年2月1引言目前集抄方案抄表实时性及成功率不佳而苦恼；台区档案归属不清，需要进行大量的基础排查工作而苦恼；部分台区抄表稳定性不高，一直需要大量的后期调试维护工作而苦恼；被拉闸用户交了电费但是不能及时通电，需要前往现场手动通电而苦恼；……………..

当我们面对的客户，有以上凡此种种烦恼，那么今天介绍光纤集抄方案将是一个可供推荐选择的性价比高的集抄采集方案。当客户正在为……2威胜光纤集抄系统简介

威胜首创的光纤集抄系统方案能够与目前国网结构方案较好兼容，且基于技术创新，光纤集抄方案可以解决现阶段集抄瓶颈。光纤集抄方案设备层次结构与其他采集方案类似，主要包括采集计量设备（即电表）、数据处理传输设备（即集中器）和数据处理中心（即主站设备）。与其它方案区别是下行采集信道差异。本方案采集计量设备（智能电表）和数据处理传输设备（集中器）之间采用塑料光纤（POF）作为通信媒介，有效保证通讯稳定可靠，实时采集成功率高，以及远程拉合闸控制等功能一次操作成功。

3光纤集抄方案主要特点电能量数据采集成功率高，稳定可靠；实时性好，远程预付费及拉合闸控制等功能操作成功率高；能够第一时间知晓现场换表、撤表，方便主站人员及时采取针对性处理；电表档案的自动搜索识别并主动上报，能够第一时间提示出台区表计档案安装信息与表计实际位置信息可能不一致问题，杜绝登记表计档案信息人为出错的可能；光纤集抄系统各接入通道抄读情况，通过状态控制灯的指示，一目了然，使现场施工排查异常诊断变得非常简单方便。

4光纤集抄方案系统示意图5光纤集抄方案组网方式

塑料光纤（POF）通信组网方式采用“主站+光纤集中器+光纤电能表”方式。光纤集抄系统的上行信道，支持以太网、GPRS/CDMA以及EPON等多种上行通信方式，下行抄表信道采用塑料光纤作为传输介质。每台光纤集中器最大支持对16个电能表接入及进行数据的采集控制等操作。本组网方式适合于电能表计安装相对集中的台区。具体组网方式如下图所示:6光纤集抄方案组网示意图7认识我们的产品光纤集中器国网单相表（光纤）8光纤模块（安装在国网单相表端）9结构安装尺寸与国网载波模块一致，电气接口符合国网单相表标准，可以直接与其它下行模块替换具备运行指示灯，模块的工作状态一目了然，方便现场安装与排查问题简单方便的光连接接口，不需要专业的光纤连接工具10光纤集中器结构安装尺寸与国网单相表一致，不需要独立的安装箱体，只要表箱内留出来一个空的电表表位就可以安装具备16路光纤接口，可同时接入16块光纤表，可通过指示灯实时显示光纤表的连接状态上行通信采用模块化设计，可通过更换模块灵活配置上行通信方式，支持GPRS、CDMA、EPON等通信方式具备以太网口，可作为备用上行通道具备红外维护接口，可方便进行参数设置11光纤集中器端子及安装接线光纤连接示意图13光纤集中器面板指示说明维护红外用于设置集中器参数集中器电源运行直流电源指示告警指示有告警状态时指示灯亮，平时是不亮当GPRS、EPON等模块进行网络注册或与主站通信时，呈双色灯闪烁当GPRS、EPON等模块进行网络注册或与主站通信时，呈双色灯闪烁当连接以太网时，指示灯亮，有数据时闪烁，集中器默认上行GPRS,平时以太网灯不亮F1～F16为光纤连接状态指示，可自动检测是否安装成功，对应的通道连接好光纤后，指示灯常亮。上行通信模块电源指示GPRS模块在线指示，与主站连接成功后，指示灯亮光纤模块（安装在电表上）指示说明14指示光纤模块与电表的数据通信状态，有数据交换时，呈红绿双色闪烁指示光纤模块的工作状态每3s闪一次：工作正常每1s闪一次：光链路异常（大多可能是没有接好光纤）常亮：未接收到表数据（模块或表有故障）光纤(POF)小常识——通信基本原理15纤芯包层保护套纤芯core：折射率较高，用来传送光；包层coating：折射率较低，与纤芯一起形成全反射条件；保护套jacket：强度大，能承受较大冲击，保护光纤。n1n2n1>n2n1n2临界角900临界角n1n2全反射入射角=反射角θ1θ216光纤(POF)小常识塑料光纤种类繁多，针对不同的应用场合，有不同的型号的光纤产品对应，在光纤集抄系统中，采用的是纤芯为1mm，外径为2.2mm的塑料光纤，其纤芯材料为PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯），NA*(数值孔径)为0.5，光学结构为阶跃型。优点:价格便宜、维护成本低、节省铜资源、节能环保无电磁波辐射、无电噪音影响、搞干扰能力强重量轻、韧性好、抗振抗裂性强、耐用度高耦合性好、导光能力强安装简捷、无需熔焊、可自行任意切割防水、防潮、防磁、防雷电，适合电力运行环境要求缺点：对光的衰减较大，最大衰减可达200dB/km数值孔径很大导致光纤的模畸变加大，会影响光纤的带宽因为以上缺点，光纤集抄方案不适用于距离的数据传输（20米范围内适宜），但非常适合集中安装表计于楼道的场合，抄表应用对带宽的要求也不苛刻，几兆的带宽已可完全满足现在的应用环境。综上分析，在较短距离抄表方案中，光纤集抄是完全适合用于电力抄表应用的，而且相比其它方案更有优势。NA*(数值孔径)入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度（入射光线与光纤中心线的夹角）范围内的入射光才可以。这个角度a的正弦值就称为光纤的数值孔径（NA＝sina）。17光纤(POF)小常识——切割工具18目前集抄主要采集信道对比信道对比微功率无线（两种模式）窄带载波（两种模式）宽带载波RS485总线ＰＯＦ（塑料光纤）层次结构主站集中器无线表主站集中器无线采集器485电表主站集中器载波表主站集中器载波采集器485电表主站集中器载波采集器485电表主站采集终端485电表主站采集终端光纤表应用范围较广较广广泛较广较少广泛新推采集成功率高高较高较高高高高数据准确性高高高高高高高通信稳定性较高较高较高较高较高高高通信实时性较好较好差差好好好通信速率高高低低高中中通信距离远远远远较远较远近初期投资较大较大较大较大大小较大安装工程量小较大小较大较大较大较小维护工作量较大较大大大大较大小安装特点分散安装集中安装分散安装集中安装集中安装集中安装集中安装影响因素障碍物/同频干扰障碍物/同频干扰噪声/用电负载变化噪声/用电负载变化高频信号衰减通信线被人为破坏通信线被人为破坏19各种采集通信方式特点分类优点缺点适用范围微功率无线1、无需布线，安装方便。2、自动组网，无需调试。3、全双工通信，通信速率高。信号易受障碍物阻挡。采用公用频率，信号易受同频干扰。农村、城郊及城区障碍物影响较小地区。电能表安装分散(全无线方式)。3、对通信速率要求高。电力线载波（窄带）1、网络结构简单，安装方便。2.、无需布线，需要维护的设备小。通信易受干扰。通信实时性差。城市电表相当比较集中。走线相对规范的台区。电力线载波（宽带）1、通信速率高、实时性较好。2、无需布线，安装方便。1、存在高频信号衰减较快问题。2、在长距离通信中需要中继组网。1、电能表位置集中的台区。2、对通信速率要求高。RS485总线1、通信成功率高。2、实时性好。1、需要布线，安装相对复杂。2、施工调试复杂。3、总线网络结构，单点异常，易造成全网络不通。1、电能表位置集中的台区。2、表箱规范，485线不易被破坏。ＰＯＦ（光纤）1、通信成功率高，通信实时性好。2、施工调试方便。3、支持电表档案的自动搜索识别并主动上报。1、需要布线，安装相对载波复杂。1、电能表安装相对集中的台区。2、表箱规范，光纤不易被破坏。20产品推介———投资成本分析

电能量数据集中采集是一个系统工程，从前期的方案确定，设备的采购，工程的安装实施调试，以及系统的日常运行维护等等，涉及到多个环节部门。关于集采方案的投资预算至少需包含以下三个方面：设备购置费用：包括集抄终端，电能表及其他环节设备成本；工程实施费用：包括工程设备安装及调试费用，以及因噪声干扰大导致台区抄读效果不佳需加装集抄终端甚至需要进行台区线路改造费用等；运行维护费用：主要包括平时设备的运行费用包括GPRS通信费用等以及抄读不稳定及效果不佳台区的终端及表计需要现场排查分析所产生的维护费用等；21实例分析

典型实例对比分析：假定表计数量为：180只，多层建筑，表计表箱分单元集中安装，除通信方案共有设备成本（比如电表本身成本，主站设备成本等），仅从采集通道不同，比较以上各环节成本构成差异，两者均按照折算到单块表计分摊成本，光纤方案与载波方案综合对比如下：22产品推介———投资成本对比分析方案费用载波方案光纤方案设备购置费用1个载波集抄终端与180个表端载波通信模块12个光纤集抄小终端与180个表端光纤通信模块按一个典型台区180块表分摊折算：载波通信采集成本：62元/表按一个典型台区180块表分摊折算：光纤通信采集成本：102元/表工程安装费用无需线路改造需线路改造光纤成本：3元/表0元/表较大工程调试费用现场调试，档案排查等耗费人力物力等复杂台区还需要加装集抄终端

0元/表5元/表大于40元/表运行维护费用按照运行10年，每年运行维护（终端，表计及通信等）运维费用8元/表/年合计：80元/表按照运行10年，每年运行维护（终端及通信等）运维费用4元/表/年；合计：40元/表合计费用

147元/表大于182元/表

145元/表23对比分析小结从上面对比分析看出，对于表计集中安装台区，光纤方案应用集中器数量要多于载波集中器；光纤方案设备购置费用一项略高于载波方案；但是从工程实施安装调试费用以及运行维护费用比较，载波方案都明显高于光纤方案。对分散台区部分未抄读成功或抄读不稳定的表计，可以采用光纤方案作为有益补充，一个两区两种采集方案组合，从而达到很好的抄读效果。24光纤方案推荐应用场合从以上分析看，对于表计集中安装台区，光纤方案有明显的优势，其安装维护简单，抄读稳定可靠成功率高，实时性好，具有高性价比。以下场合推荐使用光纤方案：表计集中安装的场合；通信实时性要求较高的场合（需要远程控制以及预付费相关功能操作）；其他集抄方案抄读不稳定效果不佳的场合；台区现场负荷变化明显，噪声干扰大等抄读成功率不佳场合；各种表计所属档案信息记录不明晰场合；..............................................25光纤方案应用实例

光纤集抄方案，是威胜新开发的首创产品，目前处于试点应用阶段。华北电科院能效监测系统；长沙电业局－城西供电局；

..............................................26如何接入现有主站系统

主站与光纤集中器之间，传输的具体规范，充分考虑以后的实际应用，同时考虑最大可能复用（或最小改动）国网的标准规范，这样可能便于以后接入主站应用。

基于此综合考虑,直接复用国网规范ERC35：发现未知电表事件记录规范ERC35：发现未知电表事件记录27ERC35：发现未知电表事件记录发现未知电表事件记录数据单元格式数据内容数据格式字节数D7D6D5D4D3D2D1D0ERC=35