县级电网低压集抄用电采集系统建设方案技术分析

刘翰韬

摘 要针对两种抄表技术在笔者所在公司进行低压集中抄表系统试点，其中选定半载波通信方式（RS-485+载波）和全载波两种方式，综合利用这两种通信方式的优点，构成一种通信距离远、通信可靠性高的综合通信方式，具有先进性、经济性的优点。鉴于这种通信方式将会被推广使用，需要对该种通信方式进行详尽的分析和细致的研究，为后面施工规范、选材标准的编写提供参考依据。

关键词集抄系统；方案；技术

中图分类号TM文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)071-0180-01

1低压集抄系统RS-485通信技术和载波通信方式的主要特点研究

低压集抄本地信道物理层通信目前主要有两种即RS-485和电力线载波两种方式，其中RS-485通信方式是专线通信方式的代表，目前，这种通信方式被广泛应用于各种适合有线通信的场合，国内很多集中抄表系统采用的都是这种传输方式。采集终端通过每块表与采集终端之间的专用导线接收电能表电能数据，按一定的规约打包后，再将数据经专线传给集中器加工储存，然后由集中器传输给主站计算机。RS-485是CCITTT标准化V.11/X.27兼容的平衡式电气特性标准。

该标准采用集成电路，在一对平衡的互连电缆上传送差分信号，在接收端用差分接收器进行信号判决。这种接口具有抑制共模干扰的能力，因此抗干扰性能好，信号发送频率最高可达10MHz。在使用双绞线，信号速率小于100kbps时，传输距离可达1200m。RS-485接口在一个通道上可进行半双工通信，所以只需要两根线便可双向通信，并可方便地构成一点对多点或多点之间的相互通信网络。一般使用双绞线作为网络总线，总线上挂接的节点个数因选用的接口驱动芯片而已，最多可接128个节点。

2低压集抄系统建设主要可选方案

2.1RS485总线式抄表方案 （全485方式）

1）系统特点：抄表系统由主站、集中器、采集终端、电表组成。系统的主站与集中器之间通过PSTN公用电话网来进行远程通信，集中器与采集终端之间采用RS485总线通信方式组建抄表网络，数字采集终端通过RS485总线和电表连接，脉冲采集终端每个脉冲端口只能接一块脉冲表。

2）突出特点：系统采用RS485专线通信，抄表速度快，通信可靠，可以保证每天24h的实时通信，为目前最稳定可靠的系统。适用于经常使用远程停送电功能，对电费回收率有特别高要求的供电管理部门。

3）适用范围：由于系统需要铺设通信线路，所以适用于电表集中安装、工程施工方便、容易铺设通信线路的小区，如新小区的话可以建议在建设过程中先附设通信线缆。

4）优点：①传输速率高：最高可达10Mbps；②通信可靠性高：数据传输质量好，由于是有线通信，通信稳定可靠，通信成功率高；③较好的抗干扰性：具有抑制共模干扰的能力，因此抗干扰性能好。

2.2电力线载波抄表方案（全载波方式）

1）系统特点：抄表系统由主站、集中器、载波式电能表组成。系统的主站与集中器之间通过PSTN公用电话网来进行远程通信，集中器与表计之间采用低压电力线载波通信方式组建抄表网络。

2）突出特点：系统采用电力线载波通信，无需架设额外的通信线路，载波表只需要接上电源即可，工程施工和日后的系统维护方便。 适用那些对远程停送电实时性要求不高、电表分散、工程施工难度大的地方。

3）适用范围：由于现场条件下电力线存在有断续的尖峰噪声干扰、负载阻抗随机变化和信号衰减强烈，因此电力线的通信条件非常恶劣。不同的时间，不同的地点，不同的调试方法，都有可能导致低压电力线载波通信实时性和可靠性有很大的差异。目前电力线通信技术依然在发展阶段，尚不能保证实时通信，所以系统适用那些不需要远程停送电功能、月用电量少、电表特别分散、工程施工难度很大的乡镇、农村地区。

4）优点：①施工难度小：由于无需另外布线，其载波电能表的安装方式与普通电能表完全一致，施工简单；可以节省布线的成本可以不考虑485线的寿命及老化问题；②覆盖范围广：民用电力线是世界上最普及的网络，这是电话和有线电视都不能比拟的优势，PLC可以轻松的渗透到每个家庭；③永远在线：以电力线作为通信信道，可以灵活的实现“即插即用”，不用繁琐的拨号过程，接入电源就等于接入了网络，只要插上电源就永远在线；④安全性高：信号传输与电力传输共用信道，电力线的高安全性，也保障了信号传输信道的安全性，不易遭到破坏；⑤维护量低：系统故障主要集中于电表和集中器，一般与线路无关，因此故障解决简单，维护量低；⑥用户易接受：在实现自动采集过程中，没有增加其他设备，在进行换表时，容易得到用户的理解和支持。

2.3RS485总线、低压电力线载波混合抄表方案（半载波方式）

1）系统特点：抄表系统由主站、集中器、载波采集终端、电能表组成。系统的主站与集中器之间通过PSTN公用电话网来进行远程通信，集中器与采集终端之间采用电力线载波通信，采集终端和表计之间RS485总线方式组建抄表网络。

2）突出特点：系统的集中器和采集终端间采用电力线载波通信，无需额外架设额外的通信线路，工程施工方便。采集终端通过通信线和电表连接。适用那些对远程停送电实时性要求不高、工程施工难度大、电表集中的旧居民小区。

3）适用范围：由于现场条件下电力线存在有断续的尖峰噪声干扰、负载阻抗随机变化和信号衰减强烈，因此电力线的通信条件非常恶劣。不同的时间，不同的地点，不同的调试方法，都有可能导致低压电力线载波通信实时性和可靠性有很大的差异。目前电力线通讯技术依然在发展阶段，尚不能保证实时通信，所以系統适用那些不需要远程停送电功能、月用电量少、电表特别分散、工程施工难度很大的乡镇、农村地区。

2.4RS485总线、低功率无线混合抄表方案

1）系统特点：抄表系统由主站、无线集中器、无线数字采集终端、RS485电能表组成。系统的主站与集中器之间通过PSTN公用电话网来进行远程通信，集中器与采集终端间采用短距离无线通信，采集终端和表计之间通过RS485总线方式组建抄表网络。

2）突出特点：系统的集中器和采集终端间采用小区短距离无线通信，无需架设额外的通信线路，工程施工方便。电表采用RS485表，采集终端通过485总线和电表连接。信道通信质量好于电力线载波，但成本是个大问题。

3）适用范围：小区短距离无线的实时性要比电力线载波通信的实时性高得多，所以本系统适用对远程停送电实时性要求高，工程施工难度大，电表集中的居民小区。

3小结

对集抄系统组建方案的探讨，我们可以看出每种方案均存在各自的优势和不足。在实际建设中，可以根据客观环境和用户重要性，采用不同的实施方案：对于实时性要求不高、集中装表的小区可采用RS485总线、低压电力线载波混合抄表方案；对于实时性要求不高、分散装表的小区可采用低压电力线载波抄表方案；对于有较高实时性要求、集中装表、允许明线敷设的小区可采用RS485总线抄表方案；对于有较高实时性要求、集中装表、不允许明线敷设的小区可采用RS485总线、低功率无线混合抄表方案，具体情况可具体分析，区别对待。