..低壓集抄調試教材一現有的低壓集抄原理及采集方案1.1電力線載波通信原理1.1.1電力線載波<PLC>電力線載波<PLC>是電力系統特有的、基本的通信方式,電力線載波通訊是指利用現有電力線,通過載波方式將模擬或數字信號進行高速傳輸的技術。由于使用堅固可靠的電力線作為載波信號的傳輸媒介,因此具有信息傳輸穩定可靠,路由合理、可同時復用遠動信號等特點,是唯一不需要線路投資的有線通信方式。1.1.2電力線載波的特點：1、配電變壓器對電力載波信號有阻隔作用,所以電力載波信號只能在一個配電變壓器區域范圍內傳送；2、三相電力線間有很大信號損失〔10dB-30dB。通訊距離很近時,不同相間可能會收到信號。一般電力載波信號只能在單相電力線上傳輸；3、不同信號藕合方式對電力載波信號損失不同,藕合方式有線-地藕合和線-中線藕合。線-地藕合方式與線-中線藕合方式相比,電力載波信號少損失十幾dB,但線-地藕合方式不是所有地區電力系統都適用；4、電力線存在本身固有的脈沖干擾。目前使用的交流電有50HZ和60HZ,其周期為20ms和16.7ms,在每一交流周期中,出現兩次峰值,兩次峰值會帶來兩次脈沖干擾,即電力線上有固定的100HZ或120HZ脈沖干擾,干擾時間約2ms,因此干擾必須加以處理。有一種利用波形過0點的短時間內進行數據傳輸的方法,但由于過0點時間短,實際應用與交流波形同步不好控制,現代通訊數據幀又比較長,所以難以應用；5、電力線對載波信號造成高削減。當電力線上負荷很重時,線路阻抗可達1歐姆以下,造成對載波信號的高削減。實際應用中,當電力線空載時,點對點載波信號可傳輸到幾公里。但當電力線上負荷很重時,只能傳輸幾十米。定義和縮略語集中器采集各載波從節點的數據,并進行處理存儲,同時能和主站計算機或手持單元進行數據交換的設備,簡稱集中器。抄控器指在本地能夠直接與載波從節點交換數據的便攜式設備。該設備通常用于設備檢測、現場調試或者電量補抄。單/三相電能表具備〔單/三相計量功能或兼具載波通信功能的設備。采集器具備485采集功能和載波通信功能的從設備。相別相別是相差120度角的三相電網的每相線路的標識,取值為A,B,C。電能表安裝電表與電源進線的連接單相表單相電表結構示意圖及接線圖如圖1所示：保證電表帶電,單相表的進戶的火線、零線一定要接,單相表的進戶線一般是電源端子的1和3號端子。圖1單相電能表安裝示意圖三相表三相電表結構示意圖及接線圖如圖2所示：保證三相表各相均接電,三相火線應該接電表的1,3,5端子,零線接7號端子,現在應以實際表尾上的標記為準。圖2三相電能表接線示意圖電表安裝注意事項避免表計斷電需要注意的是不管是否切斷用戶用電,電表必須帶電,因為這是采集能夠成功的必要條件,所以在日常的維護中請注意避免切斷電表進線電源。如果有必須斷電的情況,可以斷表后電,保證電表可以正常通信。電能表通信地址電能表的通信地址是載波抄表系統中通信的唯一標識,每塊表對應唯一的通信地址,在一個臺區內絕對不允許有兩個同樣的通信地址,并且不同臺區也不應存在兩個同樣的通訊地址。這就要求現場的安裝人員在使用掌機現場采集錄入表計通訊地址的時候,不要使同一只表計重復錄入,以保證錄入采集系統的表地址的唯一性,這也是確保整個系統正常運行的前提條件。影響抄讀成功率的原因及問題的解決方法用戶電表未上電或間歇性停電。解決辦法：電表上電；三相電表必須三相都有電,否則也會影響抄表成功率。解決辦法：三相電表三相全部通電；電能表本身損壞。電能表不能正常工作、燒毀、不顯示示數或者使用專用測試工具進行通信也無法成功的電能表。解決辦法：及時更換,重新按要求連線后觀察它的工作狀態電表485接線錯誤。包括：線束反接、短接、虛接等。解決辦法：正確連接485線。采集器安裝采集器與電源進線的連接采集器結構示意圖及接線圖如3所示：圖3采集器接線示意圖采集器器指示燈說明：采集器有2個指示燈,一個"運行"燈、一個"狀態"燈。運行燈：電源指示燈,紅色單色燈,正常運行態以0.5Hz的頻率在閃爍。安裝時確定此等正常閃爍,作為采集器正常上電依據；狀態燈：狀態燈是采集器通訊狀態指示燈。紅綠雙色燈,其中綠色指示燈指示上行通信,即載波通信狀態；紅色指示燈指示下行通信,即RS485通信狀態；一次正常抄表過程指示燈閃爍是這樣的：綠色燈亮一下表明收到一幀完整報文,紅色燈亮一下表明報文發送到RS485總線上,紅色燈連續閃爍幾下表明收到485電表的回復數據；綠色燈連續閃爍幾下表明采集器將485的響應數據發送到電力線上。安裝時注意指示燈閃爍情況,主要觀察運行燈和狀態燈是否正常。采集器485線與電表485線的連接485電表與采集器的連接示意圖如圖4所示：圖4采集器與485電能表接線示意圖表計485接口與采集器連接時應注意連接準確性；單相表的485端子一般位于輔助端子最右側,如圖所示；三相表的485端子一般位于輔助端子的右側倒數第5和第4端子；現場實際連接應以表尾標注的為準；在連接采集器的485線到電表時,電表485端子一定要保證螺絲上緊,采集器連接電表端口卡緊；上海用標準Ⅱ型采集器,建議下接電表數量以20只為易。RS485在電表上的應用最重要的應用就是信號電平和總線負載。由于上海用的485電表廠家不同、485表計的批次、型號不同、使用時間不同,進而表計的485口的信號電平的高低和負載能力存在差異；隨著485總線上不同負載能力各異的表計數量增加,總線上的負載隨之加重,同時存在的信號衰減、信號反射、信號干擾必將對485總線上的信號質量產生極大的影響。注意：確保采集器供電線束及與電表485通訊線連接正確、可靠,避免需接、短接；注意不同廠家電表線束連接的差異,避免錯接線束情況；安裝過程注意記錄,建議有詳細的安裝清單,按清單進行安裝,避免漏裝用戶的情況；④安裝過程中,如發現電表損壞、電表未安裝、用戶銷戶、機械表等情況,要做好安裝清單上的記錄,并通知相關部門進行處理解決,以便問題處理及后期維護。現場表計通訊觀察另在采集器安裝完成后,可以通過掌機+超控器進行抄表,以保證現場485接線及運行正常。其操作方法可參見下文現場調試內容。影響抄讀成功率的原因及問題的解決方法采集器漏裝。解決辦法：及時安裝漏裝采集器。采集器485線束接錯、斷路、反接、虛接導致采集器無法與電表正常通訊。解決辦法：檢查連線,正確連接。采集器未接電源或電源線脫落。解決辦法：正確連接采集器供電線路。現場未安裝采集器。解決辦法：及時安裝采集器。不同載波方案采集器混裝。解決辦法：更換采集器,使臺區內方案統一；集中器安裝集中器的外觀示意圖圖5集中器的外觀集中器的接線示意圖123456789101112123456789101112UNUCUAUBUNUCUAUB圖6接線示意圖集中器安裝的注意事項安裝位置保證所有采集器,集中器安裝在同一臺區,集中器安裝位置必須能保證GPRS的信號,同時對天線進行保護。2.集中器安裝位置首先在PMS系統圖中進行確定,可以選擇集中器位置的時候,盡量將集中器安裝在臺區線路的中心位置,大部分臺區的變壓器處就是很理想的位置,盡量將集中器安裝在線路的三相電的主干線上,不要裝在線路末端。集中器的電源接線根據載波通信要求,圖3和圖4中的A相必須供電,且三相對地電壓為220V〔范圍-30%~+20%,三相間電壓為380V。在單相臺區要特別注意給A相供電,注意保證三相集中器的電壓A、B、C三根線都并接在單相電上。安裝SIM卡及天線集中器的安裝位置必須要保證有穩定的手機信號,否則當召測數據的時候有可能會導致集中器掉線,一次召測數據的成功率下降。另外如果是封閉的金屬箱要保證GPRS天線拉到箱體外面,以確保GPRS的信號穩定。在GPRS模塊/CDMA模塊的SIM卡槽中裝入所需SIM卡,并確認安裝到位。確定集中器通訊參數設置正確檢查通信參數如心跳,IP地址、端口號、集中器ID,APN等是否按本地供電部門要求設置正確,具體參數內容咨詢本地供電部門。保證集中器GPRS信號良好觀察集中器顯示屏上的左上方的信號指示,格數指示信號的好壞,格數越高信號越好。安裝時調整天線位置,確保信號良好。最好能到達3格以上強度。通過觀察集中器液晶屏左上角大G圖標不再閃爍固定不變時,既表示集中器已經上線。影響抄讀成功率的原因及問題的解決方法集中器零線未接。解決辦法：連接集中器零線；集中器A/B/C三相電源未全部連接。解決辦法：確保集中器A/B/C三相供電正常；集中器天線信號不好。解決辦法：調整天線位置,保證信號強度；SIM卡安裝不可靠或卡欠費。解決辦法：檢查SIM卡,確保SIM卡可靠連接,欠費時,及時處理；集中器安裝完畢,必須保證集中器上線,即集中器顯示屏左上角穩定顯示字母G后,再離開。注意：確保集中器電源線、天線安裝正確；確保集中器三相電壓穩定,以便達到最好的抄讀效果；確保SIM卡接觸良好,無欠費情況；天線安裝位置合理,安裝后查看集中器信號強度,保證通信信號強度。1.2低壓集抄系統方案說明1.2.1低壓集抄系統工作原理集中抄表系統是指利用微電腦技術,通信技術和數字信號處理技術,通過通信介質自動實現電能量數據采集、存儲、傳輸和處理的系統。根據采用通訊載體的不同,目前主要有專線通信技術、無線通信技術和電力線載波通信技術。利用電力線作為通信介質實現電力線載波集中抄表系統是完成電力行業自動抄表的最佳解決方案。如圖1所示,安裝在用戶電能表側的采集器模塊〔采集器或直接使用的載波電能表,采集并存儲電能表數據,并與采集終端或集中器進行雙向通訊,集中器再通過GPRS/PSTN/GSM/RJ45等方式的傳輸媒介將電能數據發送至系統主站。同時,也可實現手持抄表器對現場電能表、采集器、集中器的數據抄讀和參數設置。圖1系統工作原理1.2.2系統示意圖根據現場實際運行環境不同,集抄系統也有不同的運行模式。對于電表集中表箱的情況,可采用采集器配置485表的模式〔我們通常稱之為：半載波模式,集中安裝的抄表系統如圖2所示。對于分散與集中安裝電能表進行集中抄表的情況,可以在單個電能表處加裝采集模塊或直接使用載波電能表,將數據經低壓電力線加入載波信號燈多種方式上送到本地采集終端或集中器中去,如圖3所示。當然,現場最方便、經濟、有效的方式,還是采用全部載波表方式〔我們通常稱之為：全載波模式。圖2集安的表統圖3分散與集中安裝電能表的抄表系統示意圖1.3常見系統組網方案1.3.1全載波方案1.3.1.1全載波方案系統結構圖1.3.1.2全載波方案說明集中器與電表之間直接通過電力線載波方式進行通信,無需采集終端。1.3.1.3全載波方案特點優點：系統簡單、成本低；無需布線,工程施工方便。缺點：通信實時性差,但可通過補抄或抄電表的凍結電量來解決數據抄收問題,成功率可以達到100％；另外采用此方案時個別載波信號特別差的測量點較難實現可靠的遠程斷復電控制。1.3.1.4適合范圍首先是適用于供電半徑小的臺區,供電線路不應太遠；適用于電表分散安裝的臺區,如農村、單戶型的高檔住宅小區。1.3.2半載波方案1.3.2.1半載波方案系統結構圖1.3.2.2半載波方案說明集中器與電表之間不是直接通信,中間連接了一個載波型采集終端；集中器首先與采集終端通過電力線載波方式進行通信；采集終端與電表直接通過RS485總線方式進行通信。1.3.2.3半載波方案特點優點：系統得到了簡化,適用范圍廣；比總線方案降低了工程量和成本。缺點：仍有一部分布線工程量；通信實時性較差,但可通過補抄或抄電表的凍結電量來解決數據抄收問題,成功率可以達到100％；另外采用此方案時個別載波信號特別差的安裝位置比較遠的電表較難實現可靠的遠程斷復電控制。1.3.2.4半載波方案適合范圍首先是適用于供電半徑小的臺區,供電線路不應太遠；適用于那些電表集中安裝、但樓棟之間不允許敷設通信線纜的的住宅小區。1.3.3混合載波方案1.3.3.1混合載波方案系統結構圖1.3.3.2混合載波方案說明對于集中安裝的電表,表箱旁邊安裝載波型采集終端,采集終端與電表之間用RS485總線方式進行連接；集中器與采集終端通過電力線載波通信；1.3.3.3混合載波方案特點優點：適應性強。缺點：通信實時性差,但可通過補抄或抄電表的凍結電量來解決數據抄收問題,成功率可以達到100％；另外采用此方案時個別載波信號特別差的安裝位置比較遠的電表較難實現可靠的遠程斷復電控制。1.3.3.4混合載波方案適合范圍首先是適用于供電半徑小的臺區,供電線路不應太遠；適用于那些電表集中安裝、但樓棟之間不允許敷設通信線纜的的住宅小區,同時存在小部分電力用戶分散的環境。三故障現場排查二調試前準備2.1設備工具維護工作應具備以下設備和工具：掌機及配用的RS232連接線、RS485連接線載波抄控器螺絲刀、剝線鉗、萬用表筆記本電腦相關軟件〔主站軟件、監控軟件、抄控器軟件等2.2文檔在進行系統日常維護、設備調試時應擬制工作計劃單,計劃單內容應包括：工作人員、工作時間、完成情況、系統、設備問題記錄。進行調試工作之前,應提前導出臺區的營銷MIS檔案,在設備安裝、調試時應繪制工程圖紙,記錄現場情況,并形成文件。在故障處理的過程中,應做好操作記錄,記錄故障處理結果,形成文件。3.1.2現場維護一般流程：整理好檔案資料,提前確定集中器、各電能表的位置以及隸屬變壓器臺區；現場排查,現場讀取電表檔案；根據現場情況,按照"發現問題及一般處理方法"依次找到儀表表計處理解決；及時記錄總結現場存在問題,以Excel形式匯總。3.2現場排查發現問題及一般處理方法集中器故障集中器常見故障現象及原因如下：序號故障現象原因及解決方法1加電后電源燈不亮電源接線部分接觸不好：重新接線即可載波底板部分電源燒壞：更換集中器2總表抄收失敗485接口線接線錯誤：重新接線485總表不是符合省局要求的總表〔DLT645-1997：更換總表集中器485接口無輸出：485接口壞,更換集中器3本地調試端口無反應調試模塊壞,更換調試模塊連接地址等參數設置錯誤,重新校對連接參數集中器485口無輸出：更換集中器接口板4GPRS連接失敗GPRS無信號：作信號覆蓋或加裝天線確保集中器主站參數設置正確：正確設置APN,主站IP地址,端口號等確保SIM卡上的余額充足,并開通了GPRS/CDMA功能GPRS模塊損壞：更壞GPRS模塊5沒有凍結數據1使用筆記本對集中器進行實時電表召測正常,但不能保存凍結數據：集中器內存芯片損壞,更換集中器采集器故障采集終端常見故障現象及原因如下：序號故障現象原因及分析1不能正常加電1.電源線與端子間接觸不好：重新接線2.端子到主板間接線松動：重新接線3．電源損壞,更換采集器2所有燈常亮1．主板損壞：更壞采集器3485接口沒有輸出1.485輸出電路部分損壞：更換采集終端2．485接線錯誤：重新接線即可3.485線存在短路或者與地相接：檢查線路,排查短路點4抄表失敗電表局編號不對應或者485電表不是符合省局技術條件電表：更換電表采集終端485端口損壞：更換采集終端485接線錯誤,檢查A、B線是否接反或者存在短路現象,重新接線線路故障線路常見故障現象及原因如下：序號故障現象原因及分析1全部抄不到表1.485線斷裂或者短路：確認集中器和采集器正常工作,單獨抄總表可以抄到,就可以判斷為485線存在斷裂或短路現象,分段檢查485線,排除短路點和連接斷裂點2.485線A、B線接反：分段檢查采集器上行接線端子,重新接線3．電源損壞,更換采集器2部分電表不能抄收1．部分線路斷裂或短路：檢查不能抄收的電表所屬的采集器處線路,重新接線3電表有時抄收正常,有時抄不到部分線路有短路現象：檢查抄收不正常部分電表所屬的線路部分,重新接線電表不是符合省局技術條件電表：更換電表系統問題序號故障現象原因及分析1集中器不能上線1.計量自動化主站前置機停機：確認主站前置機正常工作。2.主站集中器參數設置錯誤：檢查主站集中器參數設置,確保與該臺區集中器參數對應。3．主站通訊地址改變：確認主站通訊IP地址和端口APN等沒有變化,和現場集中器對應。2部分電表不能抄收1．主站用戶檔案與集中器不同：檢查主站用戶檔案,確保與該臺區集中器檔案相對應。附錄一：集中器現場故障手冊1通信故障故障編號故障現象故障排查故障解決辦法備注1-01現場通訊失敗,不顯示通訊符號G檢查集中器通訊IP、PORT、APN是否正確通訊模塊是否接觸良好模塊內SIM卡是否接觸良好檢查SIM卡是否已開卡、停卡檢查集中器天線是否損壞,連接緊固通訊參數不正確,修改通訊參數集中器斷電情況下拔插通訊模塊集中器斷電情況下拔插SIM卡使用正常通訊的設備SIM卡替換測試,若正常上線說明原SIM故障,須更換更換天線,緊固天線解決問題后重啟集中器1-02不上線,模塊燈常亮通訊模塊硬件故障更換通訊模塊1-03不上線,模塊燈不亮,不閃通訊模塊硬件故障更換通訊模塊1-04不上線,信號強度超出范圍確認現場信號是否不足與客戶協調解決信號問題1-05不上線,沒有信號強度可能是天線問題,檢查排除更換天線1-06不上線,按鍵操作無反應集中器死機。若重啟后無反應,需連接電腦升級系統軟件。1-07不上線,重啟后正常不穩定。需更換集中器1-08不上線通訊參數,模塊,SIM卡,天線,信號等都沒有問題,還是不上線主站心跳周期設置時間過長之前有３０分鐘和１５分鐘的,現在設置為５分鐘1-09不上線現場集中器各種參數設置正確,主站側不在線換新的ｓｉｍ卡之后主站側在線舊的ｓｉｍ卡填滿垃圾短信1-10不上線看看負控集中器內的id與銘牌的是否一致若不一致,改成銘牌值1-11不上線檢查集中器軟件版本若軟件版本過低,升級軟件版本2抄表問題故障編號故障現象故障排查故障解決辦法備注2-01現場集中器不抄表檢查表地址規約等參數配置正確的抄表參數〔表地址,波特率、規約、端口號、測量點號2-02485線連接是否正確檢查485接線A、B口是否接反,接線是否牢靠,485線是否斷裂2-03確認電能表485口是否正常可使用萬用表測量485口若有3-8V直流電壓則485口正常2-04集中器下接多塊電表,其中有個別電表不能抄讀檢查不能抄讀電表的485線路連接和抄表參數設置2-05查看集中器抄表端口是否和參數設置一樣帶交采集中器端口1為集中器本身,端口2以后才是電表抄表端口,第一塊電表的表序號為2,第二塊電表的表序號為3,以此類推2-06主站遠程不抄實時數據集中器接多塊電表時,有時只能抄1塊電表應該在主站上單獨下發一遍"測量點參數",問題基本上就能解決2-07檢查主站抄表參數與集中器抄表參數是否一致〔表地址,波特率、規約、端口號、測量點號重新下發抄表參數2-08查看主站抄表端口、抄表序號設置是否正確帶交采集中器端口1為集中器本身,端口2以后才是電表抄表端口,第一塊電表的表序號為2,第二塊電表的表序號為3,以此類推2-09集中器主站智能抄讀64塊電表,超出64以后的電表不能抄讀需要進行系統升級2-10主站遠程不抄實時數據檢查集中器是否離線、拆除、注銷現場核實集中器狀態2-11檢查集中器在主站系統中是否建立檔案建檔2-12檢查集中器時間是否正確校時2-13主站遠程抄不到歷史數據檢查是否下發集中器任務下發任務2-14檢查任務下發是否正確核對任務下發2-15檢查集中器是否離線、拆除、注銷現場核實集中器狀態2-16檢查集中器時間是否正確校時2-17檢查集中器在主站系統中是否建立檔案建檔3采集器故障故障編號故障現象故障排查故障解決辦法備注3-01采集器與集中器成功組網,集中器讀不到表碼電表廠家出廠時提供的表地址不對。修改表地址后,集中器能正常抄表。明確電表參數〔地址,規約3-02采集器與集中器能成功組網的,失電后采集器與集中器又不能組網的。小無線模塊失電后可能會進入死循環狀態,不能與集中器正常組網。更換模塊3-03采集器與集中器成功組網,但不抄表1.干擾2.超時〔組網更不穩定3.可能是采集器的485口壞更換采集器3-04所有采集器都不能抄表。查看集中器左側無線模塊的電源燈是否亮,NET燈<RXD燈>是否不停閃爍〔以0.5秒亮/0.5秒滅如果更換無線模塊不能解決問題,集中器需要返修3-05集中器離最近采集器是否遮擋比較嚴重,且離最近采集器超過100米。將集中器放至采集器比較集中的區域。3-06部分采集器不能抄表。查看采集器的紅綠燈是否不停閃爍〔以0.5秒亮/0.5秒滅,如果不停閃爍,表示已連接上集中器。此時需要查看采集器的485的抄表A、B端是否與電表的485的A、B端連接一致；電表的規約類型、波特率及地址是否正確。3-07查看采集器天線是否為底座標有"470MHz"的微功率無線天線查看模塊是否接觸良好。3-08查看采集器的綠燈是否不停閃爍〔以0.5秒亮/0.5秒滅,并且過十幾秒會出現紅綠燈同時亮,然后綠燈繼續不停閃爍。表示采集器運轉正常,但信號弱,不能連上集中器。需加強信號3-09查看采集器與附近采集器或集中器之間是否有較多遮擋物。將5米天線移至箱外,并放至高一些空曠的地方,與附近采集器集中器遮擋物少的地方。同時也可以調整附近其它采集器,保證采集器間遮擋物盡量少。3-10采集器下部分電表不能抄讀。查看電表的485的A、B端與采集器的485的抄表A、