配电自动化系统-chapter6.pptx
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1、2024/8/22 周四中国矿业大学信电学院第第6 6章章 远方抄表与电能计费系统远方抄表与电能计费系统l6.1 电能表的发展和现状电能表的发展和现状l电电能能表表发发展展过过程程:机机械械式式电电能能表表机机械械电电子子式式电电能能表表电子式电能表。电子式电能表。l机机械械式式电电能能表表:通通过过电电磁磁感感应应驱驱动动机机械械转转动动,机机械械表表盘盘转转动动圈圈数数反反映映了了用用户户用用电电量量;可可靠靠性性高高,抗抗干干扰性好,但测量精度不高,功能单一。扰性好,但测量精度不高,功能单一。l电电子子式式电电能能表表:测测量量精精度度高高、性性能能稳稳定定、功功耗耗低低、体积小、功能丰
2、富。体积小、功能丰富。l机机械械电电子子式式电电能能表表:在在机机械械式式电电能能表表基基础础上上加加入入电电子线路,性能介于上述两者间。子线路,性能介于上述两者间。l电子式电能表优点多,是一种应用趋势。电子式电能表优点多,是一种应用趋势。2024/8/22 周四中国矿业大学信电学院电子式电能表与机械式电能表的性能比较电子式电能表与机械式电能表的性能比较性能性能机械式电能表机械式电能表电子式电能表电子式电能表准确度准确度0.5 3.0 级级0.01 2.0 级级频率范围频率范围45 55 HZ40 1000 HZ过载能力过载能力4倍倍5 10 倍倍功率消耗功率消耗大大小小电磁兼容电磁兼容好好差
3、差外磁场影响外磁场影响较大较大较小较小安装要求安装要求3无特殊要求无特殊要求价格价格低低高高维护维护简单简单复杂复杂功能扩展性功能扩展性差差好好2024/8/22 周四中国矿业大学信电学院6.2 电子式电能表电子式电能表l类型:类型:热电转换型、模拟乘法器型、数字乘法器型,热电转换型、模拟乘法器型、数字乘法器型,其中数字乘法器型最适合于远方抄表技术。其中数字乘法器型最适合于远方抄表技术。l热电转换型:热电转换型:通过热电转换电路,使热电偶输出与通过热电转换电路,使热电偶输出与平均功率成正比。平均功率成正比。l模拟乘法器型:模拟乘法器型:包括分割乘法器、跨导型乘法器、包括分割乘法器、跨导型乘法器
4、、霍尔效应乘法器。通过对电流、电压进行脉宽、幅霍尔效应乘法器。通过对电流、电压进行脉宽、幅度调制,或通过模拟乘法器实现。度调制,或通过模拟乘法器实现。l数字乘法器型:数字乘法器型:以微处理器为核心,由以微处理器为核心,由A/DA/D对输入对输入电流、电压进行交流采样和数字处理,功能多。电流、电压进行交流采样和数字处理,功能多。2024/8/22 周四中国矿业大学信电学院2024/8/22 周四中国矿业大学信电学院6.3 多功能电子式电能表多功能电子式电能表l1.1.多功能电子式电能表功能多功能电子式电能表功能1)用用电电计计测测功功能能:包包括括累累计计计计量量(W WP P、W WQ Q、W
5、 WS S)和和实时计量(实时计量(I I、U U、P P、Q Q、S S、f f)。)。2)监监视视功功能能:用用电电最最大大需需量量、防防窃窃电电监监视视,缺缺相相、断电指示、恢复供电时间记录、电压异常报警。断电指示、恢复供电时间记录、电压异常报警。3)控制功能:控制功能:复费率分时计费的时段控制。复费率分时计费的时段控制。4)管管理理功功能能:时时段段/费费率率计计费费管管理理、抄抄表表及及组组网网管管理、负荷管理。理、负荷管理。5)存贮功能:存贮功能:实现对参数、事件的记录存贮。实现对参数、事件的记录存贮。6 6)自恢复和自检测功能:)自恢复和自检测功能:看门狗电路、硬件自检测看门狗电
6、路、硬件自检测实现。实现。2024/8/22 周四中国矿业大学信电学院2 2多功能电能表的电源多功能电能表的电源l电源形式:电源形式:交流电源、表内电池交流电源、表内电池(一般在停电时使用一般在停电时使用)。l1)交流电源交流电源l将将50 Hz交流电变换成表内电子电路所需的直流低电压交流电变换成表内电子电路所需的直流低电压(一般(一般5伏),几种变换方式:伏),几种变换方式:l(1)变压器降压直接整流供电方式;)变压器降压直接整流供电方式;l(2)电阻或电容降压方式;)电阻或电容降压方式;l(3)开关电源方式;)开关电源方式;l(4)变压器降压加线性稳压电源。)变压器降压加线性稳压电源。l2
7、)电池:电池:掉电期间充当电能表的电源,以维持时钟及掉电期间充当电能表的电源,以维持时钟及RAM 中中的数据,可选镉镍、锂可充电电池。的数据,可选镉镍、锂可充电电池。l3)电源切换:电源切换:掉电后,电源电压下降至某一值时,掉电掉电后,电源电压下降至某一值时,掉电检测电路动作,使电源切换到表内电池。检测电路动作,使电源切换到表内电池。2024/8/22 周四中国矿业大学信电学院6.4 抄表技术综述抄表技术综述l1.1.抄表计费的几种方式抄表计费的几种方式l1 1)手工抄表;)手工抄表;l2 2)预付费电能计费;)预付费电能计费;l3 3)本地自动抄表;)本地自动抄表;l4 4)移动式自动抄表;
8、)移动式自动抄表;l5 5)远程自动抄表。)远程自动抄表。2024/8/22 周四中国矿业大学信电学院2.2.预付费电能计费方式预付费电能计费方式l需借助于预付费电能表的使用来实现。需借助于预付费电能表的使用来实现。l预付费电能表方式:预付费电能表方式:l1 1)投币式;)投币式;l2 2)磁卡式;)磁卡式;l3)IC卡式(卡式(Integrated Circuit Card)。l磁卡、磁卡、IC卡预付费以卡上携带电量为基准,实施对卡预付费以卡上携带电量为基准,实施对用电的自动控制,变人工抄表收费为用户买电插卡用电的自动控制,变人工抄表收费为用户买电插卡用电,避免了收电费难现象。用电,避免了收
9、电费难现象。2024/8/22 周四中国矿业大学信电学院预付费计费方式和远程自动抄表计费方式的比较预付费计费方式和远程自动抄表计费方式的比较l预付费计费方式只是一种过渡方式,原因如下:预付费计费方式只是一种过渡方式,原因如下:l 1)这种电能计费方式不能使供电管理部门及时了这种电能计费方式不能使供电管理部门及时了解用户的实际用电情况和对电能的需求,因此难于解用户的实际用电情况和对电能的需求,因此难于掌握用电规律、确定最佳供电方案。掌握用电规律、确定最佳供电方案。l 2)采用预付费方式,需要改革供电部门的售电机采用预付费方式,需要改革供电部门的售电机构,还要广设售电网点,这会带来大量的新问题。构
10、,还要广设售电网点,这会带来大量的新问题。l 3)拖欠电费的现象主要是法律不健全、法律观念拖欠电费的现象主要是法律不健全、法律观念差造成的,应通过法律途径来解决,而不是拉闸限差造成的,应通过法律途径来解决,而不是拉闸限电,随着电力企业走向市场,拉闸限电不仅对用户,电,随着电力企业走向市场,拉闸限电不仅对用户,而且对供电企业均会造成一定的经济损失。而且对供电企业均会造成一定的经济损失。2024/8/22 周四中国矿业大学信电学院l4)自动抄表电能计费方式显然是一种自动化程自动抄表电能计费方式显然是一种自动化程度更高、更先进的计费方式。度更高、更先进的计费方式。l它便于将计算机网络和营业管理相结合
11、,成为它便于将计算机网络和营业管理相结合,成为配电自动化系统的一部分。配电自动化系统的一部分。l而且不久还可望发展成为自动抄表结合银行计而且不久还可望发展成为自动抄表结合银行计算机联网的收费方式,实行银行票据自动划拨,算机联网的收费方式,实行银行票据自动划拨,从而更有效地确保电力企业的合法权益,到那从而更有效地确保电力企业的合法权益,到那时预收费装置也就失去了其使用价值。时预收费装置也就失去了其使用价值。2024/8/22 周四中国矿业大学信电学院l 但是,远程自动抄表系统需要建立通信网络,但是,远程自动抄表系统需要建立通信网络,增加了系统的复杂性,而且建设费也较大,而预增加了系统的复杂性,而
12、且建设费也较大,而预付费电能计费方式则无须建设通道。因而在一些付费电能计费方式则无须建设通道。因而在一些偏远并且地线辽阔的地区偏远并且地线辽阔的地区(如新疆、青海等地如新疆、青海等地),预付费电能表目前仍有其存在价值。预付费电能表目前仍有其存在价值。2024/8/22 周四中国矿业大学信电学院6.5 6.5 采用采用ICIC卡电能表的预付费系统卡电能表的预付费系统l1.IC卡电能表的组成卡电能表的组成IC卡预付费复费率电能表原理框图卡预付费复费率电能表原理框图电能采集部分完成电度采集与脉冲转换,微处理器完成电能采集部分完成电度采集与脉冲转换,微处理器完成脉冲计数,并与存入的脉冲计数,并与存入的
13、IC卡电量信息比较,剩余电量不卡电量信息比较,剩余电量不足时发报警,为零时由漏电保安器跳闸。足时发报警,为零时由漏电保安器跳闸。2024/8/22 周四中国矿业大学信电学院ICIC卡的组成卡的组成l组成:组成:CPU、工作缓冲器工作缓冲器RAM、程序存储器程序存储器ROM、数据存储器数据存储器E2PROM、通信单元(实现卡与外部读写通信单元(实现卡与外部读写装置的串行异步通信)。装置的串行异步通信)。lICIC卡功能:卡功能:lICIC卡预付电费;卡预付电费;l分时分时(峰、谷、平时段峰、谷、平时段)计量有功、无功电度并计费;计量有功、无功电度并计费;l分时计量有功、无功最大需求量;分时计量有
14、功、无功最大需求量;l功率因数测量;功率因数测量;l提醒与跳闸;提醒与跳闸;l防窃电。防窃电。2024/8/22 周四中国矿业大学信电学院2.2.预付费电能管理系统预付费电能管理系统 l售电终端功能售电终端功能:日常售电、用户查询、系统管理、打:日常售电、用户查询、系统管理、打印制表。印制表。中央级中央级售电终端售电终端地区级地区级售电终端售电终端地区级地区级售电终端售电终端售电管理系统计算机网络售电管理系统计算机网络2024/8/22 周四中国矿业大学信电学院2024/8/22 周四中国矿业大学信电学院6.6 自动抄表技术自动抄表技术l自动抄表包括手持自动抄表仪、配电台区集中式自动抄表和自动
15、抄表包括手持自动抄表仪、配电台区集中式自动抄表和远方自动抄表系统。远方自动抄表系统。l一一.本地自动抄表技术本地自动抄表技术l采用携带方便、操作简单可靠的抄表微机来自动完成抄表编采用携带方便、操作简单可靠的抄表微机来自动完成抄表编程工作。程工作。l实现方法:实现方法:以红外线作通信媒体,将某一区域内电能表的各以红外线作通信媒体,将某一区域内电能表的各项数据集,传输到抄表集中器,再用便携式掌上电脑将数据项数据集,传输到抄表集中器,再用便携式掌上电脑将数据抄回。抄回。l掌上电脑功能:掌上电脑功能:实现仪表数据的现场记录、现场设置智能仪实现仪表数据的现场记录、现场设置智能仪表特定参数或原始数据、与中
16、心站计算机系统通信上传采集表特定参数或原始数据、与中心站计算机系统通信上传采集数据;可配微型打印机,直接打印收费通知单。数据;可配微型打印机,直接打印收费通知单。2024/8/22 周四中国矿业大学信电学院二二.远程自动抄表技术远程自动抄表技术(Automatic Meter Reading,AMR)l远方自动抄表是自动抄表技术随着通信技术的远方自动抄表是自动抄表技术随着通信技术的发展而产生。发展而产生。l从用途上,大致可以分为变电站、大客户和一从用途上,大致可以分为变电站、大客户和一般居民客户般居民客户3种类型。种类型。l电能表、采集器等电能量采集装置已经成熟,电能表、采集器等电能量采集装置
17、已经成熟,其关键技术就是如何构建通信网。其关键技术就是如何构建通信网。2024/8/22 周四中国矿业大学信电学院l纵观当前远方自动抄表通信方式,大致有以下纵观当前远方自动抄表通信方式,大致有以下几种:几种:l(一一)有线方式有线方式l 有线方式包括有线电话网、有线电视网和建有线方式包括有线电话网、有线电视网和建设专用通信网等。此技术成熟、简单,在通信设专用通信网等。此技术成熟、简单,在通信信道正常的情况下通信稳定可靠,可以实现即信道正常的情况下通信稳定可靠,可以实现即时通信。但对于建设专用通信网存在布线量大,时通信。但对于建设专用通信网存在布线量大,通信信道易受人为损坏,损坏后故障排除困难、
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