1.系统方案
低压集抄系统主要由系统主站、通信网络、集中器、采集器、脉冲处理器、电能表（载波电能表、带485接口的电能表和带脉冲的电能表）组成。系统主站主要实现远程抄表、统计分析、数据修补、监测、校时、参数设置、远程断送电等功能。系统主站与集中器之间的通信网络称为“上行信道”，可以用电话线PSTN、GPRS/CDMA、光纤专网等方式实现通信；集中器与采集器或载波表之间的通信网络称为“下行信道”，可以用载波、RS-485、短距离无线等方式实现通信。集中器以配电变压器为单位，管理每个配电变压器下的所有二级抄表设备（采集器及载波表）。采集器实现实时采集、运算、记录电能表的数据并处理来自集中器的指令，向上以载波方式与集中器通信，向下以485方式与三级设备（脉冲处理器及485接口电能表）通信；脉冲处理器主要完成电能表表端脉冲计数处理，存储实时表端数据，向上以485方式完成与采集器数据交换，向下通过脉冲线采集电能表表端脉冲数；电能表一般有单/三相载波电能表、单/三相全电子式电能表、单/三相多功能电能表、单/三相脉冲输出机械式电能表等。各设备可组成以下几种集中抄表方案。
方案一：低压电力线载波抄表。即，集中器+载波电能表，集中器与电能表间使用低压电力线载波通信。如图5.22所示。
图5.22 方案一：低压电力线载波抄表方案
方案二：RS-485总线抄表。即，集中器+采集器+485电能表，集中器与采集器、采集器与电能表间均采用RS-485总线通信。如图5.23所示。
图5.23 访案二：RS-485总线抄表方案
方案三：低压电力线载波、RS-485总线混合抄表。即：集中器+采集器+485电能表，集中器与采集器间采用低压电力线载波通信，采集器与电能表间采用RS-485总线通信。如图5.24所示。
图5.24 方案三：低压电力线载波、RS-485总线混合抄表方案
方案四：低压电力线载波、RS-485总线、脉冲线混合抄表。即，集中器+采集器+脉冲处理器+脉冲电能表。集中器与采集器间采用低压电力线载波通信，采集器与脉冲处理器采用RS-485总线通信，脉冲处理器使用脉冲线采集电能表数据。
方案五：低功率无线、RS-485总线混合抄表。即，集中器+无线采集器+485电能表。集中器与无线采集器间采用短距离无线通信，无线采集器与电能表间采用RS-485总线通信。
图5.25 方案四：低压电力线载波、RS-485总线、脉冲线混合抄表方案
图5.26 方案五：低功率无线、RS-485总线混合抄表方案
方案一至方案四，在哈尔滨市、惠州市、深圳市都有应用，方案五在武汉供电公司有应用。
哈尔滨供电局于2004年在一个台区采用黑龙江龙电电气有限公司的低压电力线载波抄表方案进行试点，配变台区以下采用集中器加载波电能表，集中器至系统主站的上行通信方式采用GPRS通信，集中器至载波电能表采用低压电力线载波通信方式。经运行数据证实，低压电力线载波抄表的数据抄读率达98%，数据准确率达100%。到2006年底，该局采用低压电力线载波抄表的在线用户约5万户，2006年已全面推广集中抄表工作。从数据抄读情况看，一次性抄读成功率不是很高，但总体抄读成功率高（即数据总是能抄读）。
惠州供电局约10万用户采用的是RS-485总线抄表、低压电力线载波与RS-485总线混合抄表方案，约1万用户采用的是低压电力线载波抄表方案。经实际运行证实，集抄系统抄表速度快（因为集中器与主站之间采用电话拨号方式，每分钟可抄80～160户），抄表成功率和抄收数据准确率均达到100%，可实现远程抄表和监控、远程停复电、台区线损的实时计算和统计、发现故障表及防窃电等功能。
深圳市在部分小区运行了集中抄表系统，主要采用的是低压电力线载波与RS-485总线和脉冲线混合抄表方案，广州集抄的有100多万户，基本上都是采用脉冲电能表的方式，人工到集中器安装地点现场抄表，运行情况良好。
2.方案选择
（1）整体方案比较表5.7。
据上文所述，目前应用较普遍的低压集抄系统（分站）主要有：
方案一：低压电力线载波抄表。
方案二：RS-485总线抄表。
方案三：低压电力线载波、RS-485总线混合抄表。
方案四：低压电力线载波、RS-485总线、脉冲线混合抄表。
方案五：低功率无线、RS-485总线混合抄表。
各方案的硬件构成、适应范围、突出特点、优点及缺点见表5.7，五种方案各有优缺点，具体采用哪种方案进行集中抄表，应视具体情况而定。
表5.7 方案比较
续表
（2）城市小区集中抄表方式。
根据实际单元楼的用户数量，每个采集器至少应采集32块表的电量数据。此采集器应具有多路可选择通信端口：红外通信端口；下行RS-485；上行接口具有RF无线、GPRS，无线通信端口，还可扩展其他通信端口；各通信端口可独立互不干扰地工作。通过采集器的红外通信口、上行RF无线端口和GPRS端口，提供以下集中抄表方式。
1）红外通信端口：抄表人员可以直接到采集器附近用掌上电脑的红外接口对准采集器的红外接口抄收数据。现场抄表方式具有抄收数据准确，可以有选择性地抄收数据，成功率比较高，费用最低，效果最好；缺点是不能高度集中抄表，需要人工辅助。
2）RF无线通信端口：抄表人员开着带有无线抄表器的车，行驶到采集器附近，不需下车，直接用无线抄表器抄表即可。这种抄表方式具有使用方便，抄表人员不需到现场就可直接抄表，抄收数据成功率较高，成本相对较低，是集中抄表的一个发展方向；缺点是由于受环境的影响，有时通信可能不畅，另外需要车辆辅助。
3）GPRS：直接由主台通过GPRS对集中器进行远程抄表。此抄表方式集中程度最高，但通信成功率会受环境的影响较大，涉及的费用较高。
城市小区集中抄表示意图如图5.27所示。
（3）农村及街道集中抄表方式。
对分散化安装的表计目前最好的集中抄表方案是采用电力线载波通信方案，即载波表—载波—集中器—GPRS—主站。
电力线载波通信是电力系统特有的一种通信方式，它充分发挥了低压电力线覆盖面广，不需要重新布线的优势。低压电力载波就目前的成本要求和技术水平，已能基本满足实用化要求。
图5.27 城市小区集中抄表方案
由集中器通过每家每户的载波表采集数据，再通过GPRS传电量数据回主台。虽然通信实时性不好，受环境因素影响较大，但对农村而言，还是比较现实的集中抄表方式。农村及街道载波抄表示意图如图5.28所示。
图5.28 农村及街道集中抄表方案
3.系统功能需求
（1）采集对象。
多功能表：台区的总表，具有485通信口。(www.xing528.com)
普通电子表：单、三相电子表，具有485通信口及远程停、复电功能。
载波表：单、三相普通载波表，具有远程停、复电功能。
预付费表：单、三相IC卡电能表，具有485通信口。三相IC卡 （远程）预付费表，具有事件记录功能，具有485通信口。
脉冲表：单、三相电能表，具有脉冲输出。
（2）数据抄读及存储要求。
1）单相电能表。
电量数据：总有功电量表码；尖、峰、平、谷有功电量表码（扩展功能）。
数据密度：每日一条（默认），日、月间隔可设。
停、复电事件记录：数据密度为每月一条（默认），日、月间隔可设。
2）单相预付费电能表。
电量数据：总有功电量表码；尖、峰、平、谷有功电量表码（扩展功能）；
剩余电量、累计购电量。
数据密度：每日一条（默认），日、月间隔可设。
跳闸事件记录：上次购电数据和购电次数。数据密度为每月一条（默认），日月间隔可设。
3）三相四线有功电能表。
电量及电流电压功率数据：总有功电量表码，尖、峰、平、谷有功电量表码（扩展功能）；A、B、C各相电流、电压；总、A、B、C各相有功功率。
数据密度：每日一条（默认），日、月间隔可设。
停、复电事件记录：数据密度：每月一条（默认），日、月间隔可设。
4）三相（远程）预付费有功电能表。
电量及电流电压功率数据：总有功电量表码，剩余电量、累计购电量；尖、峰、平、谷有功电量表码（扩展功能）；A、B、C各相电流、电压；总、A、B、C各相有功功率。
数据密度：每4h一条（默认），日、月间隔可设。
购电数据：上次购电数据、购电次数、购电事件记录。
跳闸事件记录：数据密度为每日一条（默认），日、月间隔可设。
5）多功能电能表。
实时数据：总、尖、峰、平、谷有功电量表码；总无功电量表码；总最大需量、谷最大需量；A、B、C各相电流、电压；总、A、B、C各相有功、无功功率。
数据密度：每小时一条（默认），日、月间隔可设。
日、月电压合格率数据：A、B、C各相电压的越下限、越上限累计时间、正常运行时间。
（3）用电异常监测及报警功能。
1）计量装置封印管理：非授权人开取，能够主动上报，上报内容包括多功能表的开启时间、当时电量（有功总、剩余；无功总）。默认门接点为常闭，但可以设置。
2）多功能电能表显示的电度数下降时能够主动上报：发生时间，前、后电量。总电量与分时电量之和不相等时能够主动上报发生时间，前、后电量。
3）多功能电能表设置改变：能够主动上报对电量底度、时段、费率、脉冲常数等的设置。上报内容包括发生的时间；前、后设置的参数；前、后电量。
4）多功能电能表运行参数变动：对电能表运行状态进行检测，主动上报电压断相、失压、过负荷、电流异常等；上报内容包括发生时间，前、后电量。
5）三相电能表接线错误报警：当电能表分相功率累加与总功率不一致时，产生错误接线报警。能够主动上报电能表停走、电能表停走恢复、电能表飞走、电能表飞走恢复事件。能够主动上报电能表时钟异常、电能表电池电压低。
6）停电、上电报警：集中器发生停电，主动上报停电时间、多功能电能表当前电量；集中器上电后，主动上报上电时间、多功能电能表当前电量。（“前电量”是事件发生前，集中器最近一次抄录多功能电能表的电量；“后电量”是事件发生后，集中器立即抄录多功能电能表的电量。
7）三相电能表回路电流不平衡（失流）：能够主动上报电流不平衡及电流不平衡恢复事件。电流不平衡（失流）的定义是最大电流与某相电流的差值比上最大电流的百分比超过规定值。
8）多功能电能表回路负荷过载：能够主动上报超负荷与超负荷恢复，A相电流过负荷及过负荷恢复，B相电流过负荷及过负荷恢复，C相电流过负荷及过负荷恢复事件。
9）三相（远程）预付费电能表故障：当累计购电量与剩余电量加总用电量之和不相等时，上报发生时间及差值电量。
（4）主站功能要求。
1）设置功能：设置系统运行设备参数，并有防止非授权人员操作的措施。
2）远程抄表功能：按设定抄表周期自动抄收集中器中的各用户电能表的带时标的电能量数据及相关用电信息，并具有实时直抄任一电能表的功能，同时具备采集配变监测数据功能。
3）校时功能：系统校时以主站时间为基准，由主站—集中器—采集终端—用户电能表逐级进行，以确保系统时间准确。
4）监测功能：主站系统能够监测设备通信和电能表正常运行监测数据与异常数据报警等功能。
5）远程断、送电功能：根据具体用电情况，可以在主站端发出断电指令，切断用户负载回路；或发出送电指令，接通用户负载回路。
6）远程预付费功能：主站具备通过远程信道将用户所购电量写入电能表的功能。
7）统计分析功能：
电量曲线绘制用户月用电量曲线（每月31个点）和重点用户日用电量曲线（每天24个点）。
线损计算可发布冻结命令，计算月、年和任意时间段线损，并绘制成图表进行线损分析。
用户电能表数统计按台区、集中器、采集终端分别统计用户数量、各类电能表、采集终端所管理的设备数量等。
异常用电与故障统计是在指定的时间范围内，统计用电异常的用户信息。统计设备故障报警信息和通信异常信息。
8）与电费系统接口功能：具有与电费系统接口功能，实现电量数据自动转入到电费系统中实现营业收费，取代人工输入工作。接口的实现不影响原来电费系统功能的正常运行。
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