1、FKGA42-LT003型電力負荷管理系統終端技術手冊重慶華偉沃電科技有限公司FKGA42-LT003型電力負荷管理系統終端技術手冊目 錄1概述12原理框圖22.1CPU單元22.2通信模塊33結構63.1外型圖63.2外殼材料63.3端子座及接線端子63.4外殼及封印螺絲74性能特點85技術參數106功能126.1抄表功能126.2客戶現場智能檢測裝置接入功能126.3開關量采集136.4交流模擬量采集(選配)136.5數據抄讀及存儲136.6監測及報警146.7與主站通信146.8對時146.9參數設置156.10顯示156.11終端維護156.12控制166.13電源166.14安全性1

2、76.15電磁兼容176.16本地維護接口177安裝187.1安裝終端187.2接線說明18211 概述隨著國民經濟的發展，全社會用電量越來越大。傳統的手工抄表方式工作量大、準確率低、報表不及時、統計數據困難、不能實時監測用電情況。且在目前狀況下，竊電現象時有發生，除給電力公司帶來經濟損失外，對電力系統安全運行也帶來危害，電力部門用電管理問題越來越突出，特別是對各用電大戶的管理問題處于更加突出的地位。因此，電力行業的管理者們迫切需要一種性價比高、行之有效的技術管理手段來解決上述問題。重慶華偉沃電科技有限公司根據電力行業的實際需要，開發出“FKGA42-LT003型電力負荷管理系統終端”產品。終

3、端與數字電能表結合，利用多種通信方式（GPRS、CDMA、SCDMA、ADSL、以太網、小靈通、有線電話復用、電力線載波、專用通信線等）連接主站，構成電力負荷管理數據采集系統。該系統經過實際運行證明，具有工作可靠性高、采集數據及時、數據正確唯一、數據安全性高、采集密度高、系統容量大、年運行費用低等特點。主站根據每個用電戶的歷史數據和當前數據，加上主站計算機程序自動對全體相關數據的綜合分析，及時得到每個時段的統計數據。 FKGA42-LT003型電力負荷管理系統終端已通過相關型式試驗、功能試驗、全性能試驗測試。經國家電科院檢測合格，且已登記注冊。終端符合下列規范的要求：u Q/GDW129-20

4、05電力負荷管理系統通用技術條件u Q/GDW130-2005電力負荷管理系統數據傳輸規約u DL/T645-1997多功能電能表數據通信協議u DL/T645-2007多功能電能表數據通信協議u 重慶市電力公司數據采集終端招標文件技術規范u 重慶市電力公司客戶現場管理系統數據傳輸規約u 重慶市電力公司客戶現場檢測設備統數據傳輸規約u 重慶市電力公司客戶現場管理系統數據終端技術規范 u 重慶市電力公司終端遠程統一升級平臺規范u GPRS負荷管理終端（配變）接入規范2 原理框圖FKGA42-LT003型電力負荷管理系統終端采用模塊式架構，分為5個單元/模塊：電源單元、核心模塊(CPU)單元、控制

5、采集接口單元、遠程通信模塊及本地維護模塊。它通過485總線傳輸方式，采集、存儲485表的各種實時數據或當前數據，并將組織、打包好的各類數據及自檢狀態等信息通過遠程通信模塊(GPRS、CDMA、PSTN、無線專網等)上傳到主站，同時接收主站命令，實現遠程巡測、編程、抄表等功能。圖2-1 FKGA42-LT003型電力負荷管理系統終端原理框圖2.1 CPU單元圖2-2 CPU單元圖2-3 STR912架構圖終端CPU模塊基于高性能工業級32位嵌入式微處理器，采用由ST公司生產的STR912微控制器為主CPU。該芯片融合行業標準的ARM966E RISC微處理器，搭載嵌入式閃存和強大的外設功能，其中

6、包括USB和CAN，資源豐富、可擴展性強。主要特性：高性能、行業標準內核ARM966E RISC 32位CPU廣泛的軟件和工具支持，其中包括面向USB的完備STR9庫廣泛的外設和接口選擇，其中包括USB和CAN靈活的功率與時鐘管理高質量嵌入式閃存，搭載32K額外數據閃存，替代E2PROM功能85條件下20年的數據保持全面控制功耗，同時提供卓越性能高達96K的RAM2.2 通信模塊圖2-4 通信模塊終端與主站遠程通信部分采用模塊化設計，可以在不更換終端主體的情況下方便更換，支持熱插拔，具有良好的擴展性，能夠長期滿足用戶潛在需求，有效保護用戶投資。通信模塊包括GPRS、CDMA、以太網、ADSL、

7、PSTN、SCDMA、230MHz無線數傳等模塊。根據用戶的實際需要,更換不同類型的通信模塊，即可方便地改變終端與主站的通信方式。終端對各種不同類型的通信模塊采取自動識別、自適應的方式，無需做過多的設置和調整（只需配置不同的通訊參數即可）。具體實現方式如下：首先，終端在整機結構上為通信模塊預留了足夠的空間位置，在通信模塊接口信號定義上也定義了能適應各種通信方式的信號，包括：標準的七線制串口、模塊類型識別信號、5V電源、3.3V電源、12V電源、復位信號、開關機信號、以太網接口信號等，足以滿足適應多種通信方式的要求。其次，通信模塊本身采用模塊化設計，預留了包括天線接口、RJ45接口、RJ11接口

8、等多種接口，配置靈活，更換方便。當需要改變終端的遠程通信方式時，無需更換終端主機，只需更換不同的通信模塊（支持熱插拔）。且終端根據通訊模塊類型識別信號自動識別、自適應不同的通信方式，自動調用相應的通訊軟件,無需人工干預（只需配置不同的通訊參數即可），使用十分方便。另外，通信模塊的供電電源單獨可控，可進一步防止通信模塊死機現象的發生，更好地保證終端與主機的連接。對于230MHz無線數傳模塊，如果發射功率在2W以下，則和GPRS、CDMA、以太網等通訊方式一樣，直接更換模塊即可，如果發射功率在2W以上，由于終端主機電源模塊容量的限制，230MHz無線數傳模塊需由外接電源單獨供電。通信模塊安裝在終端

9、機殼內,且有外引天線的位置，其核心模塊采用SonyEricsson的GR64/SIMCOM的SIM300C(GPRS)，或AnyData的DTGS-800（CDMA）等知名主流廠家的產品。具有內置的TCP/IP協議棧，工作溫度范圍寬（-30+75），可靠性高，使用方便。適合長期連續工作，抗干擾能力強。通信模塊的SIM/UIM卡座采用美國MOLEX公司生產的卡座，其鍍金層厚，彈片結構設計先進合理且彈性極好，經過反復試驗在高溫、濕熱、尤其在低溫結霜環境條件下也能可靠工作。LCD有表示信號強度的指示，方便觀察在終端的安裝位置無線信號是否覆蓋。LCD有是否安裝SIM卡的指示。符合國家電網公司2005年

10、發布的Q/GDW129-2005電力負荷管理系統通用技術條件的要求。3 結構3.1 外型圖圖3-1 終端外型圖FAGA42-LT003型電力負荷管理系統終端的結構設計完全符合Q/GDW 129-2005的要求。3.2 外殼材料終端的外殼全部采用絕緣、阻燃、防紫外線的環保材料，耐腐蝕、抗老化、硬度高。透明窗口采用透明度好、 防紫外線的聚碳酸酯（PC） 材料制成。3.3 端子座及接線端子端子座使用絕緣、阻燃、防紫外線的材料制成，有足夠的絕緣性能和機械強度。 電壓、 電流端子組裝在端子座中， 端子采用 HPb59-1 銅材制成，表面進行鈍化、鍍鉻或鍍鎳處理；接線端子的截面積和載流量滿足 1.2 倍最

11、大電流長期使用而溫升不超過限定值。端子座接線端鈕的孔徑能容納至少 18mm 長去掉絕緣的導線， 和螺釘的配合牢固。能固定最小 2.5m2的導線。電壓、電流端子的接線柱在受到向內的 60N 的接線壓力時，接線柱不內縮。輔助端子的接線柱在受到向內的 10N 的接線壓力時，接線柱不內縮。 端子座與上蓋之間應有密封墊帶，密封良好。 專門設計的絕緣蓋板，將強電、弱電隔離，提高安全性。3.4 外殼及封印螺絲終端外殼螺絲及封印螺絲為采用 HPb59-1 銅鍍鉻或鍍鎳制成的十字、 一字通用螺絲。防銹能力強。4 性能特點FKGA42-LT003型電力負荷管理系統終端是重慶華偉沃電科技有限公司研制生產的，以計算機

12、應用技術、現代通信技術、電力自動控制技術為基礎的信息采集、處理和實時監控設備。集電力負荷管理和現場客戶服務功能于一身，是供電企業監控用戶用電情況、提高管理水平的新一代遠程監控裝置。該終端具有以下特點：l 體積小巧，外形美觀大方，安裝方便。l 外殼采用防水阻燃材料，結構上采用密封式設計，適應各種惡劣環境應用。l 顯示采用12864 LCD漢字及圖形顯示器，設置2個按鍵，人機界面友好，操作方便。l 完善的接口設計，方便調試、維護、升級。l 供電方式靈活，適應電壓范圍寬：可采用單相、三相三線或三相四線供電。l 低功耗設計，守侯狀態下功耗小于10VA。l 采用專用的交流采樣DSP芯片，采集參數完整，精

13、度高，支持21次諧波采集。l 終端與電能表通信采用RS-485接口（1#接口），最大通信距離可達1200m，最多可接入32只電能表。終端內設規約庫，支持國內外多家主流電表廠商的電表；只要提供相應通信規約，各種數字電能表均能接入終端。l 終端還設有第二路RS-485接口（2#接口），方便接入客戶現場智能檢測裝置。可同時接入多只客戶現場智能檢測裝置。l 終端與主站通信可采用ADSL、以太網、SCDMA、CDMA、GPRS、PSTN、230MHz無線專網等多種通信方式。通信模塊采用模塊化設計，配置靈活，更換方便。終端根據通訊模塊類型識別信號自動識別、自適應不同的通信方式。l 具有8路無源開關量輸入接

14、口，方便對現場各種開關信號進行采集。該8路開關量接口也可根據需要由主站或本地靈活地配置為脈沖量采集接口，進行脈沖量的采集。l 終端具有4路負荷控制輸出和1路報警控制輸出，毎路負荷控制輸出為常開、常閉兩組觸點，方便現場應用。l 完善的電磁兼容設計，確保終端的電磁兼容性能完全滿足Q/GDW129-2005電力負荷管理系統通用技術條件的要求。l 雙CPU雙看門狗，完備的自恢復電路設計，有效防止死機，確保終端運行安全可靠且易于維護。l 采用128M高容量FLASH存儲器，支持長時間保存數據，掉電后數據可保存10年以上不丟失。l 可靠性高，數據抄到率、準確率100%。l 終端經國家電力科學研究院檢驗合格

15、，完全符合Q/GDW 129-2005電力負荷管理系統通用技術條件、Q/GDW 130-2005電力負荷管理系統數據傳輸規約和DL/T645-1997多功能電能表通信規約的相關要求。同時滿足DL/T645-2007多功能電能表數據通信協議的要求，并已進行了注冊登記。5 技術參數FKGA42-LT003型電力負荷管理系統終端主要技術參數表序號項目指標1電氣參數標準工作電壓單相220V、三相三線3100V、三相四線220/380V正常工作電壓3100V :Un30%,3220/380V:-50%+30% 消耗功率1次時鐘運行時間10年，十年無需更換電池數據保持時間10年9人機接口顯示12864 L

16、CD漢字及圖形顯示鍵盤2個按鍵10外形尺寸280mm174mm95mm11重量約2.2Kg6 功能6.1 抄表功能第1路RS485接口作為抄表接口，實現終端與電能表通信，最大通信距離可達1200m，最多可接入32只電能表。終端內設規約庫(根據用戶需要，終端電表規約庫可升級)，支持國內外多家主流電表廠商的電表接入；只要提供相應通信規約，各種數字電能表均能接入終端，擴展性強。終端與電表通信符合DL/T645-1997多功能電能表通信規約的相關要求，同時滿足DL/T 645-2007多功能電能表數據通信協議的要求。如上圖所示，為了提高RS485接口的防雷擊、抗沖擊能力，采用多級防雷保護措施，能抵御外

17、界的傳導性瞬變脈沖群、磁場、靜電、雷擊浪涌等干擾。即使誤接入220VAC電壓也不會損壞該接口。首先在RS-485接口的輸入端采用壓敏電阻、EMI電感，有效抵御瞬變脈沖群、雷擊浪涌等干擾；其次兩信號線串入熱敏電阻、兩信號線間以及兩信號線對地均采用雙向TVS二極管保護，當誤接入220VAC電壓時TVS二極管瞬間產生大電流，使熱敏電阻快速升溫而呈現高阻狀態，降低施加在后級電路的電壓和電流，這樣不僅有效抑制了外界瞬變脈沖群、磁場、靜電、雷擊浪涌等干擾而且能確保RS485接口不致損壞。同時選用具有高ESD性能的RS485芯片，從而有效保證了RS-485接口的防雷擊、抗沖擊能力。6.2 客戶現場智能檢測裝

18、置接入功能 客戶現場智能檢測裝置可通過RS485接口（2#485口）方便地接入終端，以遠程監測客戶現場智能檢測裝置檢測到的各項參數。6.3 開關量采集終端具有8路有源/無源開關量采集接口，方便對現場各種開關信號進行采集。6.4 交流模擬量采集(選配)采用專用的交流采樣DSP芯片ATT7022B，采集參數完整，精度高，支持21次諧波采集。ATT7022B是一款高精度三相電能專用計量芯片，內部集成了六路二階sigma-delta ADC、參考電壓電路以及所有功率、能量、有效值、功率因數及頻率測量的數字信號處理電路。在輸入動態工作范圍（1000：1）內，非線性測量誤差小于0.1%，有功測量滿足0.2

19、S、0.5S，無功測量滿足2級、3級。6.5 數據抄讀及存儲終端的數據存儲，采用128M高容量NAND FLASH存儲器，支持長時間保存數據，掉電后數據可保存10年以上不丟失。Flash存儲器是安全、快速的存儲體，具有體積小、容量大、成本低、掉電數據不丟失等一系列優點，掉電數據不丟失，數據可以保存10100年。通過在Flash內部加入壞塊標識和地址重映射機制，可以保證數據只寫入正確的塊中，并且，即使第一個塊壞了，仍可以繼續使用這個Flash，這樣大大延長了Flash的使用壽命， 并確保數據正確不丟失。終端滿足以下數據的抄讀及存儲要求:1.實時召測數據 總、尖 、峰、平、谷有功電量 總 、尖、峰

20、、平、谷無功電量 A、B、C各相電流、電壓 A、B、C各相有功、無功功率2.曲線數據 正反向有功、無功，四象限無功，默認數據間隔為每15分鐘一個數據，可通過主站設置數據間隔，保存最近30天以上的數據（采用終端時間，下同）。 A、B、C各相電流、電壓曲線，默認數據間隔為每15分鐘一個數據，可通過主站設置數據間隔，保存最近30天以上的數據。 A、B、C各相及總有功、無功功率曲線，默認數據間隔為每15分鐘一個數據，可通過主站設置數據間隔，保存最近30天以上數據。3.日數據 總 、尖、峰、平、谷有功電量（表碼），保存最近30天以上數據，默認為每日零點，可通過主站進行設置。 總 、尖、峰、平、谷無功電量

21、（表碼），保存最近30天以上數據，默認為每日零點，可通過主站進行設置。4.月數據l 總、尖、峰、平、谷有功電量（表碼）（保存最近6個月以上數據，默認為每月月末零點，可通過主站進行設置）。l 總、尖、峰、平、谷無功電量（表碼）（保存最近6個月以上的數據，默認為每月月末零點，可能過主站進行設置）。l 最大需量及其發生時間（保存最近6個月以上的數據）5.告警事件保存所有事件的最近255次記錄。6.6 監測及報警1.上報事件類型運行事件：失壓、斷相、終端停電。工況事件：數據異常、終端部件故障、內部通信故障、終端復位和參數丟失。2.上報方式終端可以即時將報警信息上報到主站，還可通過短信方式(可選)將報警

22、信息發送到負責人手機，都能保存和提示。6.7 與主站通信1.應用層傳輸規約Q/GDW 130-2005電力負荷管理系統數據傳輸規約。2.網絡協議TCP/IP協議。6.8 對時具備和主站對時的功能，終端時鐘誤差不超過0.5S/d6.9 參數設置終端具有遠程設置參數的功能。參數設置按通信規約實現，可由主站下發相應指令完成。6.10 顯示1.顯示內容：終端存儲的信息及參數均能通過設置進行顯示。2.固定顯示內容無論終端在何種狀態下，液晶均能顯示下列內容：通訊信號強度、當前工作狀況、網絡連接狀況、當前時間、測量點號、抄表指示，并由LED管顯示開關狀態、抄表狀態及通訊狀態。3.按鍵顯示通過按鍵對菜單進行操

23、作，顯示所選內容。4.面板指示終端具有的指示燈包括:電源指示、GPRS收發狀態、RS485抄表指示、報警指示。6.11 終端維護1.自檢自恢復終端具有自測試、自診斷功能，發現終端的主控板、CPU板、通信部件、時鐘等工作異常狀況，均記錄在本地事件中，可由主站或本地維護口讀取。2.終端版本信息終端可在本地顯示軟件版本信息，并可供主站召測。3.軟件升級終端軟件可通過主站導入方式，實現軟件遠程升級。4.終端初始化終端接收到主站下發的初始化命令后，分別對硬件、參數區、數據區進行初始化。6.12 控制終端具有4路負荷控制輸出和1路報警控制輸出，毎路負荷控制輸出為常開、常閉兩組觸點，方便現場應用。為了防止控

24、制的誤動作，確保控制準確無誤，由主處理器和副處理器同時協同對毎路控制輸出進行控制，并采用鎖存器對毎路控制信號進行鎖存。當根據指令，需要改變控制狀態時，必須由主處理器通知副處理器，副處理器給出允許改變控制狀態的信號后，主處理器再給出正確的控制脈沖信號，才能改變鎖存器輸出信號，從而控制相應的繼電器正確動作（主處理器會記住毎路控制輸出的上一次狀態）。一輪控制有效完成后副處理器立即使鎖存器閉鎖，這時即使有任何干擾或各種原因中斷了終端與主站的連接甚至系統復位也不會改變繼電器狀態，直到下一輪正確控制指令到來為止。這樣有效地防止了終端在任何情況下出現控制誤動作的情況。控制繼電器采用歐姆龍繼電器，具有容量高、

25、絕緣性能強、隔離度高的特點，負荷能力為12A、250VAC。6.13 電源終端采用三相四線/三相三線/單相供電，三相四線供電時斷二相電壓 (三相三線供電時斷一相) 的條件下，終端能正常工作。終端采用寬電壓輸入，額定電壓3100V或3220/380(AC)，允許偏差3020。電源的輸入回路采用壓敏電阻、熱敏電阻、EMI電感及抗干擾電容等多重保護措施，確保終端的電磁兼容性能滿足Q/GDW129-2005電力負荷管理系統通用技術條件的要求。備用電源：在失去交流供電條件下，終端數據保持10年，維持時鐘芯片工作時間5年，至少可與主站通訊一次（上報失電時的日期、時間、有功、無功電量）并在終端內部保存。備用

26、電源為在線工作方式，可有效保證在供電中斷或瞬間跌落的情況下終端設備能正常工作。電池充放電采用專門的充放電管理芯片，設有過充過放保護，最大限度地延長了電池使用壽命。6.14 安全性在外殼上可加鉛封，防止非法開啟。具有現場測試通訊口，并能加封。強電、弱電端子分別排列，并采用專門設計的強、弱電隔離板將強弱電從物理上嚴格隔離保護，確保現場操作安全。強弱電端子排均采用絕緣阻燃材料,絕緣性能滿足Q/GDW-129-2005電力負荷管理系統通用技術條件的要求。6.15 電磁兼容完善的電磁兼容設計：PCB layout 設計強調強/弱電、高/低頻、數/模分離；所有外部接口均采用光電技術隔離；合理應用壓敏電阻、

27、熱敏電阻、EMI電感、抗干擾電容、TVS二極管等電磁兼容器件；RS-485、遙信、電源等采用多級防雷保護措施，能抵御外界的傳導性瞬變脈沖群、磁場、靜電、雷擊浪涌等干擾；RS-485接口超強保護，即使誤接入220VAC電壓也不會損壞該接口。從而使終端具有很高的安全性，適應惡劣環境應用。 終端的電磁兼容性能完全滿足Q/GDW-129-2005電力負荷管理系統通用技術條件的要求。6.16 本地維護接口通過本地維護接口能夠讀取終端數據，本地維護接口為RS232接口。7 安裝7.1 安裝終端終端采用壁掛式結構，安裝時將其放置在預定位置，終端背部緊貼墻壁或機柜壁，在圖7-1中的A處固定一顆稍大的螺絲釘，在B處和C處各固定一顆稍小螺絲釘，