集抄培训01—低压集抄培训教材

低压集抄调试教材

一现有的低压集抄原理及采集方案

1.1 电力线载波通信原理

1.1.1 电力线载波(PLC)

电力线载波(PLC)是电力系统特有的、基本的通信方式，电力线载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。由于使用坚固可靠的电力线作为载波信号的传输媒介，因此具有信息传输稳定可靠，路由合理、可同时复用远动信号等特点，是唯一不需要线路投资的有线通信方式。

1.1.2电力线载波的特点：

1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送；

2、三相电力线间有很大信号损失（10 dB -30dB）。通讯距离很近时，不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输；

3、不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同，藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合。线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比，电力载波信号少损失十几dB，但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用；

4、电力线存在本身固有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50HZ和60HZ，其周期为20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出现两次峰值，两次峰值会带来两次脉冲干扰，即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰，干扰时间约2ms，因此干扰必须加以处理。有一种利用波形过0点的短时间内进行数据传输的方法，但由于过0点时间短，实际应用与交流波形同步不好控制，现代通讯数据帧又比较长，所以难以应用；

5、电力线对载波信号造成高削减。当电力线上负荷很重时，线路阻抗可达1

欧姆以下，造成对载波信号的高削减。实际应用中，当电力线空载时，点对点载波信号可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时，只能传输几十米。

1 定义和缩略语

1.1集中器

采集各载波从节点的数据，并进行处理存储，同时能和主站计算机或手持单元进行数据交换的设备，简称集中器。

1.2抄控器

指在本地能够直接与载波从节点交换数据的便携式设备。该设备通常用于设备检测、现场调试或者电量补抄。

1.3单/三相电能表

具备（单/三相）计量功能或兼具载波通信功能的设备。

1.4采集器

具备485采集功能和载波通信功能的从设备。

1.5相别

相别是相差120度角的三相电网的每相线路的标识，取值为A，B，C。

2 电能表安装

2.1电表与电源进线的连接

3.1 .1单相表

单相电表结构示意图及接线图如图1所示：

保证电表带电，单相表的进户的火线、零线一定要接，单相表的进户线一般是电源端子的1和3号端子。

I

U/I

I /U ↑

I ↓

N N

图

1

单相电能表安装示意图

3.1 .2 三相表

三相电表结构示意图及接线图如图2所示：

保证三相表各相均接电，三相火线应该接电表的

1

，3，5端子，零线接7号端子，现在应以实际表尾上的标记为准。

A A A U N

B B B

C C C

I A/U A ↑I A

↓

U N

I B/U B

↑

I B

↓

I C/U C

↑

I C

↓

图 2 三相电能表接线示意图

2.2电表安装注意事项

3.2 .1避免表计断电

需要注意的是不管是否切断用户用电，电表必须带电，因为这是采集能够成功的必要条件，所以在日常的维护中请注意避免切断电表进线电源。如果有必须断电的情况，可以断表后电，保证电表可以正常通信。

3.2 .2电能表通信地址

电能表的通信地址是载波抄表系统中通信的唯一标识，每块表对应唯一的通信地址，在一个台区内绝对不允许有两个同样的通信地址，并且不同台区也不应存在两个同样的通讯地址。

这就要求现场的安装人员在使用掌机现场采集录入表计通讯地址的时候，不要使同一只表计重复录入，以保证录入采集系统的表地址的唯一性，这也是确保整个系统正常运行的前提条件。

2.3影响抄读成功率的原因及问题的解决方法

1用户电表未上电或间歇性停电。解决办法：电表上电；

2三相电表必须三相都有电，否则也会影响抄表成功率。解决办法：三相电表三相全部通电；

3电能表本身损坏。电能表不能正常工作、烧毁、不显示示数或者使用专用测试工具进行通信也无法成功的电能表。解决办

法：及时更换，重新按要求连线后观察它的工作状态4电表485接线错误。包括：线束反接、短接、虚接等。解决办法：正确连接485线。

3 采集器安装

3.1采集器与电源进线的连接

采集器结构示意图及接线图如3所示：

Ｃ

Ｎ

Ａ

Ｂ

图3采集器接线示意图

采集器器指示灯说明：采集器有2个指示灯，一个“运行”灯、一个“状态”灯。

1运行灯：电源指示灯，红色单色灯，正常运行态以0.5Hz的频率在闪烁。安装时确定此等正常闪烁，作为采集器正常上电依

据；

2状态灯：状态灯是采集器通讯状态指示灯。红绿双色灯，其中绿色指示灯指示上行通信，即载波通信状态；红色指示灯指示

下行通信，即RS485通信状态；

3一次正常抄表过程指示灯闪烁是这样的：绿色灯亮一下表明收到一帧完整报文，红色灯亮一下表明报文发送到RS485总线上，红色灯连续闪烁几下表明收到485电表的回复数据；

4绿色灯连续闪烁几下表明采集器将485的响应数据发送到电力线上。

安装时注意指示灯闪烁情况，主要观察运行灯和状态灯是否正常。

3.2采集器485线与电表485线的连接

485电表与采集器的连接示意图如图4所示：

Ａ

Ｂ

图4采集器与485电能表接线示意图

1表计485接口与采集器连接时应注意连接准确性；

2单相表的485端子一般位于辅助端子最右侧，如图所示；

3三相表的485端子一般位于辅助端子的右侧倒数第5和第4端子；现场实际连接应以表尾标注的为准；

4在连接采集器的485线到电表时，电表485端子一定要保证螺丝上紧，采集器连接电表端口卡紧；

5上海用标准Ⅱ型采集器，建议下接电表数量以20只为易。

RS485在电表上的应用最重要的应用就是信号电平和总线负载。由于上海用的485电表厂家不同、485表计的批次、型号不同、使用时间不同，进而表计的485口的信号电平的高低和负载能力存在差异；随着485总线上不同负载能力各异的表计数量增加，总线上的负载随之加重，同时存在的信号衰减、信号反射、信号干扰必将对485总线上的信号质量产生极大的影响。

注意：

①确保采集器供电线束及与电表485通讯线连接正确、可靠，避

免需接、短接；

②注意不同厂家电表线束连接的差异，避免错接线束情况；

③安装过程注意记录，建议有详细的安装清单，按清单进行安装，

避免漏装用户的情况；

④安装过程中，如发现电表损坏、电表未安装、用户销户、机械

表等情况，要做好安装清单上的记录，并通知相关部门进行处理解决，以便问题处理及后期维护。

3.3现场表计通讯观察

另在采集器安装完成后，可以通过掌机+超控器进行抄表，以保证现场485接线及运行正常。其操作方法可参见下文现场调试内容。 3.4 影响抄读成功率的原因及问题的解决方法

1 采集器漏装。解决办法：及时安装漏装采集器。

2 采集器485线束接错、断路、反接、虚接导致采集器无法与电表正常通讯。解决办法：检查连线，正确连接。

3 采集器未接电源或电源线脱落。解决办法：正确连接采集器供电线路。

4 现场未安装采集器。解决办法：及时安装采集器。

5 不同载波方案采集器混装。解决办法：更换采集器，使台区内方案统一；

4 集中器安装

4.1 集中器的外观示意图

图5 集中器的外观

4.2 集中器的接线示意图

UB

UA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

图6接线示意图

4.3集中器安装的注意事项

5.3 .1安装位置

1.保证所有采集器，集中器安装在同一台区，集中器安装位置必

须能保证GPRS的信号，同时对天线进行保护。

2.集中器安装位置首先在PMS系统图中进行确定，可以选择集中器位置的时候，尽量将集中器安装在台区线路的中心位置，大部分台区的变压器处就是很理想的位置，尽量将集中器安装在线路的三相电的主干线上，不要装在线路末端。

5.3 .2集中器的电源接线

根据载波通信要求，图3和图4中的A相必须供电，且三相对地电压为220V（范围-30%~+20%），三相间电压为380V。在单相台区要特别注意给A相供电，注意保证三相集中器的电压A 、B、C三根线都并接在单相电上。

5.3 .3安装SIM卡及天线

集中器的安装位置必须要保证有稳定的手机信号，否则当召测数据的时候有可能会导致集中器掉线，一次召测数据的成功率下降。另外如果是封闭的金属箱要保证GPRS天线拉到箱体外面，以确保GPRS 的信号稳定。在GPRS模块/CDMA模块的SIM卡槽中装入所需SIM卡，并确认安装到位。

5.3 .4确定集中器通讯参数设置正确

检查通信参数如心跳，IP地址、端口号、集中器ID，APN等是否按本地供电部门要求设置正确，具体参数内容咨询本地供电部门。4.4保证集中器GPRS信号良好

观察集中器显示屏上的左上方的信号指示，格数指示信号的好坏，格数越高信号越好。安装时调整天线位置，确保信号良好。最好能到达3格以上强度。通过观察集中器液晶屏左上角大G图标不再闪烁固定不变时，既表示集中器已经上线。

4.5影响抄读成功率的原因及问题的解决方法

1集中器零线未接。解决办法：连接集中器零线；

2集中器A/B/C三相电源未全部连接。解决办法：确保集中器A/B/C三相供电正常；

3集中器天线信号不好。解决办法：调整天线位置，保证信号强度；

4SIM卡安装不可靠或卡欠费。解决办法：检查SIM卡，确保SIM 卡可靠连接，欠费时，及时处理；

5集中器安装完毕，必须保证集中器上线，即集中器显示屏左上角稳定显示字母G后，再离开。

注意：

①确保集中器电源线、天线安装正确；

②确保集中器三相电压稳定，以便达到最好的抄读效果；

③确保SIM卡接触良好，无欠费情况；

④天线安装位置合理，安装后查看集中器信号强度，保证通信信

号强度。

1.2 低压集抄系统方案说明

1.2.1 低压集抄系统工作原理

集中抄表系统是指利用微电脑技术，通信技术和数字信号处理技术，通过通信介质自动实现电能量数据采集、存储、传输和处理的系统。根据采用通讯载体的不同，目前主要有专线通信技术、无线通信技术和电力线载波通信技术。

利用电力线作为通信介质实现电力线载波集中抄表系统是完成电力行业自动抄表的最佳解决方案。如图 1 所示，安装在用户电能表侧的采集器模块（采集器）或直接使用的载波电能表，采集并存储电能表数据，并与采集终端或集中器进行双向通讯，集中器再通过 GPRS/PSTN/GSM/RJ45 等方式的传输媒介将电能数据发送至系统主站。同时，也可实现手持抄表器对现场电能表、采集器、集中器的数据抄读和参数设置。

图 1 系统工作原理

1.2.2 系统示意图

根据现场实际运行环境不同，集抄系统也有不同的运行模式。对于电表集中表箱的情况，可采用采集器配置485表的模式（我们通常称之为：半载波模式），集中安装的抄表系统如图2所示。

对于分散与集中安装电能表进行集中抄表的情况，可以在单个电能表处加装采集模块或直接使用载波电能表，将数据经低压电力线加入载波信号灯多种方式上送到本地采集终端或集中器中去，如图3所示。

当然，现场最方便、经济、有效的方式，还是采用全部载波表方式（我们通常称之为：全载波模式）。

图2集中安装的抄表系统

图 3 分散与集中安装电能表的抄表系统示意图1.3 常见系统组网方案

1.3.1全载波方案

1.3.1.1 全载波方案系统结构图

1.3.1.2 全载波方案说明

集中器与电表之间直接通过电力线载波方式进行通信，无需采集终端。1.3.1.3 全载波方案特点

优点：系统简单、成本低；无需布线，工程施工方便。

缺点：通信实时性差，但可通过补抄或抄电表的冻结电量来解决数据抄收问题，成功率可以达到100％；另外采用此方案时个别载波信号特别差的测量点较难实现可靠的远程断复电控制。

1.3.1.4 适合范围

首先是适用于供电半径小的台区，供电线路不应太远；适用于电表分散安装的台区，如农村、单户型的高档住宅小区。

1.3.2 半载波方案

1.3.

2.1 半载波方案系统结构图

1.3.

2.2 半载波方案说明

集中器与电表之间不是直接通信，中间连接了一个载波型采集终端；

集中器首先与采集终端通过电力线载波方式进行通信；

采集终端与电表直接通过RS485总线方式进行通信。

1.3.

2.3 半载波方案特点

优点：系统得到了简化，适用范围广；比总线方案降低了工程量和成本。

缺点：仍有一部分布线工程量；通信实时性较差，但可通过补抄或抄电表的冻结电量来解决数据抄收问题，成功率可以达到100％；另外采用此方案时个别

载波信号特别差的安装位置比较远的电表较难实现可靠的远程断复电控制。

1.3.

2.4 半载波方案适合范围

首先是适用于供电半径小的台区，供电线路不应太远；

适用于那些电表集中安装、但楼栋之间不允许敷设通信线缆的的住宅小区。

1.3.3 混合载波方案

1.3.3.1混合载波方案系统结构图

1.3.3.2 混合载波方案说明

对于集中安装的电表，表箱旁边安装载波型采集终端，采集终端与电表之间用RS485总线方式进行连接；集中器与采集终端通过电力线载波通信；

1.3.3.3 混合载波方案特点

优点：适应性强。

缺点：通信实时性差，但可通过补抄或抄电表的冻结电量来解决数据抄收问题，成功率可以达到100％；另外采用此方案时个别载波信号特别差的安装位置

比较远的电表较难实现可靠的远程断复电控制。

1.3.3.4 混合载波方案适合范围

首先是适用于供电半径小的台区，供电线路不应太远；

适用于那些电表集中安装、但楼栋之间不允许敷设通信线缆的的住宅小区，同时存在小部分电力用户分散的环境。

三故障现场排查二调试前准备

2.1设备工具

维护工作应具备以下设备和工具：

掌机及配用的RS232连接线、RS485连接线

载波抄控器

螺丝刀、剥线钳、万用表

笔记本电脑

相关软件（主站软件、监控软件、抄控器软件等）

2.2文档

在进行系统日常维护、设备调试时应拟制工作计划单，计划单内容应包括：工作人员、工作时间、完成情况、系统、设备问题记录。

进行调试工作之前，应提前导出台区的营销MIS档案，

在设备安装、调试时应绘制工程图纸，记录现场情况，并形成文件。在故障处理的过程中，应做好操作记录，记录故障处理结果，形成文件。

3.1.2 现场维护一般流程：

1.整理好档案资料，提前确定集中器、各电能表的位置以及隶属变压器台

区；

2.现场排查，现场读取电表档案；

3.根据现场情况，按照“发现问题及一般处理方法”依次找到仪表表计处

理解决；

4.及时记录总结现场存在问题，以Excel形式汇总。

3.2 现场排查发现问题及一般处理方法

3.2.1 集中器故障

集中器常见故障现象及原因如下：

3.2.2 采集器故障

采集终端常见故障现象及原因如下：

3.2.3 线路故障

线路常见故障现象及原因如下：

3.2.4 系统问题

附录一：集中器现场故障手册

2抄表问题