通用型低压集抄智能检测设备的研发与应用

徐川子，庄 杰，严丽芳

（国网浙江富阳区供电有限公司，浙江 富阳 311400）

通用型低压集抄智能检测设备的研发与应用

徐川子，庄 杰，严丽芳

（国网浙江富阳区供电有限公司，浙江 富阳 311400）

基于不断普及的低压集抄系统，研发了通用型智能化检测设备。智能化检测设备规范了各类载波采集器接口定义，将此前运维过程中普遍使用的各类测试仪器进行了整合，可完全实现对低压集抄的各类设备进行故障排查和处理，有效地解决了目前载波设备各异、检测设备繁多的检修难题，产生了较为可观的经济效益。

低压集抄；载波模拟操控器；通用性；智能化；检测

0 引言

随着经济社会的发展以及科学技术的提高，智能电网也不断发展，与此同时，低压集抄系统也被广泛研究并不断普及[1-2]。低压集抄系统主要是利用信息采集系统，使得抄表的各个环节统一计划、统一协调与统一控制，从而实现远程自动抄表的目的。目前，低压集抄系统正朝着全面采集、全面覆盖、有效控制负荷、电能量数据中心的要求发展[3]。

虽然低压集抄系统可以从根本上克服传统人工抄表模式的弊端，如错抄、估抄以及漏抄等问题，但是目前仍有众多因素制约低压集抄系统的广泛推广，其主要原因有[3]：低压计量设备的数量过大，且其检修设备种类繁多，使得低压计量设备后期维护工作困难。载波技术不成熟以及标准不统一，使得各个设备厂家生产的载波芯片工作原理及功能实现存在很大差异，产品质量也有很大差异，导致后期检修困难大，因而无法支持大规模系统的运行。

因此，开发通用型低压集抄智能检测设备是解决上述问题的途径，通过研发通用型低压集抄智能检测设备，规范了各类载波采集器接口定义，其中的载波模拟操控器率先实现了不同厂家之间的载波模块互换检测，智能化检测设备还融合了对GPRS无线通信模块中的无线或者SIM卡异常以及载波通信异常进行检测的功能。

1 硬件设计

1.1 系统构架

通用型低压集抄智能检测设备主要由智能控制主机、掌机和载波信号发生器3大部分构成，其结构如图1所示。

图1 低压集抄智能检测设备系统结构

智能控制主机是检测设备的核心部分，提供各类检测接口，如充电接口、GPRS天线接口、SIM卡接口、RS232接口、RS485接口、RJ45接口和USB接口等，并用于控制检测流程、产生及发送检测命令，显示并导出检测结果。掌机主要是提供红外及条码扫描接口，获取现场低压集抄系统相关设备的信息，通过RS485或433M小无线方式将相关信息传送给控制主机。载波信号发生器用于发送载波信号至控制主机，检测电力线载波通信情况。

1.2 掌机

掌机的硬件框图如图2所示。掌机采用2.8英寸TFT彩色液晶及2 600 mAh大容量锂聚合物电池。主控采用ARM Cortex-M3 CPU，其资源丰富，可满足现有功能要求，也有助于以后的功能升级，在主控的基础上掌机集成了各种通信功能，包括红外、GPRS通信、RS232和RS485，可以检测现场出现的各种通信故障。为了提高检修效率，掌机还提供了条码输入方式，可以快速准确的获取各检修设备的地址。

图2 掌机硬件框图

RS232与RS485通信电路分别采用SP3232芯片与SP3485芯片。RS232可以与集中器进行通信，也可对程序进行升级。RS485总线采用3个TVS管，有助于保护总线免受脉冲干扰。

红外接收电路采用TSOP34838芯片，能可靠地接收红外信号，红外发送电路把主控送过来的串口发送信号和38K载波信号进行调制，然后发送给红外发送管，红外通信是必不可少的通信方法，因其操作简单高效，成为现场使用最多的一种通信方式。

GPRS通信电路采用稳定可靠的TELITGL868模块，该电路也可用于检测SIM卡是否存在以及检测当地网络信号强度等。

1.3 载波检测模块

在低压集抄用电信息采集系统中，载波通信种类繁多，有晓程载波、东软载波、鼎信载波和力合微载波等，每种载波通信机制都各自独立，导致后期检修变得繁琐。本文设计了一款可插拔载波模块的载波模拟操控器，结合掌机可用来查找不同种类的载波模块通信故障。载波模块主控采用资源丰富的ARM Cortex-M3 CPU，可满足现有功能要求，也可轻松完成后续升级要求。

载波模块通信电路根据最新集中器和采集器的标准，设计了可插拔集中器载波模块接口和采集器载波模块接口电路，根据现场实际情况更换载波模块，对当地载波通信进行检查。另一方面，模块电源电路采用开关电源电路，提高电能转换效率，也减轻整个产品的重量，在电源输入接口接有压敏电阻和吸收电容，增加了系统对浪涌和脉冲的抗干扰能力。

2 检测流程

低压集抄智能检测设备主要是对终端及通信参数进行检测。终端检测流程如图3所示，将控制主机中预设好的终端参数与现场采集到的终端参数进行比较，检测出差别项，并在控制主机上显示。根据终端参数，对各个测量点的终端日、月冻结数据进行检测，判断冻结数据中出现的异常情况，显示异常数据点。

图3 终端参数检测流程

GPRS通信及载波通信检测流程如图4所示。将终端天线接入控制主机的天线接口，利用控制主机自带的GPRS模块检测现场信号强度，并判断信号强度是否满足上线要求，可以模拟终端上线过程，判断终端GPRS模块是否出现故障。利用控制主机自带的GPRS模块还可以检测SIM卡运行状态，将终端上的SIM卡插入控制主机的SIM接口，判断SIM卡是否存在损坏、欠费、停机等问题。

载波通信检测包括采集器载波通信、集中器载波通信和电力线载波通信检测。将控制主机上的A/B/C/N并接到集中器的A/B/C/N上，通过集中器RS232或者RS485口，发送穿透抄收控制主机中的模拟表命令，通过控制主机内置的载波模块接收数据，检测集中器载波模块通信情况；将控制主机上的A/N并接到采集器的A/N上，通过控制主机内置的模拟集中器载波模块，对集中器发送穿透抄表命令，检测采集器载波模块的通信情况。

分别将控制主机的A/B/C/N和载波信号发生器的A/B/C/N连接到集中器和采集器两端，控制主机通过433M小无线发送命令给载波信号发生器，通知载波信号发送器发送载波信号，控制主机通过接受到的信号，判断电力线上的载波信号强度及通信干扰情况。通过掌机条码扫描和手工输入方式获取检修终端的地址信息，形成检修记录单。

3 结语

图4 通信检测流程

通用型智能化检测设备规范了各类载波采集器接口定义，其载波模拟操控器率先实现了不同厂家之间的载波模块互换检测，智能化检测设备还融合了对GPRS无线通信模块中的无线或者SIM卡异常以及载波通信异常进行检测的功能，将此前运维过程中普遍使用的各类测试仪器进行了整合，可完全实现对低压集抄的各类设备进行故障排查和处理。

通用型低压集抄系统智能化检测设备已在富阳城区、鹿山供电服务站、胥口供电服务站试运行。3个月共有1 440户使用该智能化检测设备，平均检修时间从23.8 min缩短至13 min，检修1 440户所需的工作日从71.4个工作日减少到39个工作日。按目前每人每天200元的检修费计算，可节省成本12 960元。该通用型智能化检测设备所产生的经济效益十分可观。

[1]黄平，孙德宝.基于低压电力载波远程集中抄表系统的研制与实现[J].交通与计算机，2004，22（1）∶99-102.

[2]李佳，周尚礼，肖勇，等.低压集抄终端智能检测平台的开发与应用[J].电测与仪表，2010，47（536A）∶43-46.

[3]李志林.低压集抄系统的运行维护与管理[J].科技创新与应用，2013（22）∶162.

（本文编辑：徐 晗）

Development and Application of Universal Intelligent Detection Equipment of Low-voltage Centralized Meter-reading System

XU Chuanzi，ZHUANG Jie，YAN Lifang

（State Grid Fuyang Electric Power Supply Bureau，Fuyang Zhejiang 311400，China）

An universal intelligent detection equipment is developed based on the gradually popularized lowvoltage centralized meter-reading system.The intelligent detection equipment，which specifies the definitions of carrier collector interface and integrates test equipment universally used in operation and maintenance，can used for fault detection and handling of low-voltage centralized meter-reading system，handling maintenance difficulties such as carrier collector difference and detection equipment variety and bringing considerable economic benefit.

low-voltage centralized meter-reading；carrier simulation manipulator；universal；intelligence; detection

TM764.1

B

1007-1881（2016）08-0036-03

2016-03-25

徐川子（1985），女，工程师，长期从事电能计量、营销管理工作。