用电信息采集故障智能排查装置的研制

梁朝晖 刘锦华

【摘  要】人们生活水平的提高，用电需求的不断增多，促进了我国电力产业的不断发展。用电信息采集是实现营销管理现代化、营销服务智能化、智能用电服务体系和“大营销”体系建设的基础，同时也是提高用电管理水平，为用户提供优质、高效服务的基本条件。如何维护和管理好电能信息采集设备，成为当前供电企业提高采集成功率急须解决的问题。本文就用电信息采集故障智能排查装置展开探讨。

【关键词】信息采集;故障;智能

引言

随着电力用户用电信息采集系统的深入应用和新业务的不断增加，对现场采集设备运行的可靠性和稳定性提出了更高的要求，采集设备故障的快速排查和快速定位是确保系统高效运行的关键所在。

1用电信息采集系统相关概述

用电信息采集是电力营销的重要工作内容，为了保证电力营销工作效率，将用电信息采集系统充分运用于其中十分关键。想要保证用电信息采集系统的合理应用，就需要充分了解用电信息采集系统相关内容，以下对其进行具体概述：首先，用电信息采集系统的定义。所谓用电信息采集系统就是运用智能化技术、电子通信技术、计算机技术自动化监控和采集用户用电信息的一种全新智能信息采集技术，也是运用现代科学技术发展电力营销的重要手段。其次，用电信息采集系统设计原则与组成结构。当前人们生活与工作当中均离不开电力，用电需求也越来越大，采集用电信息是保证用电服务的关键，因此，在用电信息采集系统当中，组成结构相对比较复杂，主要包括信息通道、智能电表、采集终端等。在设计用电信息采集系统时，设计人员应该充分遵循以客户为主的原则、规范性原则、实用性原则、先进性原则，明确设计用电信息采集系统的初衷和目的，从而更好的为用户提供用电服务，促进电力企业的发展。

2用电信息采集故障智能排查装置系统设计

（1）总体设计。整套检测装置由用电信息采集故障排查主机、现场操作终端及相关检测套线组成。主机具有单相表载波卡位和集中器载波模块卡位，具有红外通讯、R485通讯、RS232通讯、WIFI通讯端口，工作在台区集中器侧或台区电能表侧，转发便携终端下发的指令，抄读台区电能表数据，并把台区电能表返回的数据上报至便携终端。便携终端安装有控制软件，工作在台区集中器侧或总表侧，按照抄读方案向主机下发指令，并接收主机上报的台区表数据，从而完成数据分析处理和存储。用电信息采集故障排查装置设计原理如图1所示。工控模块为该装置的核心设计平台，工控模块选型要求为：具有4路RS232通讯接口（TTL电平）、1路RS485接口、5吋触摸功能显示屏。围绕工控模块开展WIFI无线通讯模块和红外通讯转发器设计、具有12V和5V电源输出的可充电电池电路设计、单相电能表载波模块和集中器载波模块卡位电路设计，其中卡位电路的设计主要用于载波模块故障判断。工控模块的第一串口和第二串口分别与被测电能表载波模块和集中器载波模块通讯，通过回环数据测试，快速判断载波模块是否正常，并可在现场直接进行电能表载波通訊测试;第三路串口为红外和RS485通讯共用，用于集中器和电能表RS485通讯接口异常判断和红外通讯收发数据;第四路串口用于和集中器RS232通讯，设置和读取台区集中器中的相关参数;无线WIFI通讯口用于和上位机连接，实现软件控制，基于载波通讯进行台区电能表档案核对及批量读取电能表数据。

（2）载波模块故障判别机理。在线检测电网中电能表载波模块时，装置通过工控模块外设触摸屏对待测用户电能表（测试前可通过手工输入对应用户电能表的地址码）下发载波抄读命令，工控模块通过第二串口，以RS232的通信方式，控制三相集中器载波模块通过TXD_1，经由A、B、C及N电力线路发出载波抄读命令，如果RXD_1收到反馈抄读信息，则判定被测的用户电能表载波模块正常;如果未收到，则判定存在异常。同时，可以设置载波抄读命令的连发次数，例如连发三次，若连发三次都接收不到反馈抄读信息，即判定被测的用户电能表载波模块异常。另外，在系统中设置HCPL-0600为光电耦合芯片，该芯片能正确控制LED灯的指示。当载波信号发送成功时T-LED亮绿色，信号接收成功时R-LED亮红色。通过离线方式对载波模块进行故障判别时，将工控模块的第一串口与待测用户电能表载波模块的相连，第二串口与集中器载波模块相连，工控模块通过第二串口向集中器载波模块发送数据采集命令，集中器载波模块将指令通过载波通信方式发送给电能表载波模块，电能表载波模块将指令转发给第一串口，第一串口依据指令回复采集数据，回复数据通过相反的路径发送到第二串口，第二串口收到第一串口发出的数据，测试完成。（3）载波模块卡位电路设计。集中器载波模块卡位电路设计原理图如图2所示。其中，JZQ-ZBMK为集中器载波模块的安装卡位电路，RXD、TXD分别为载波信号接收和发送端口，D2和D3为稳压二极管起到保护作用。在装置中设置集中器载波模块卡位电路，工控模块的第二串口连接该集中器载波模块卡位电路，集中器载波模块采用可插拔式设计，可更换与待测试电能表载波模块相同型号的载波模块。

3用电信息采集系统的发展前景

（1）用电费用风险的有效控制。传统的用电缴费方式都是根据所用电量进行缴费，这种方式容易出现费用风险。如果用电信息采集信息系统全面应用后，可以实行先缴费后用电的形式，当月没用完的电费，可以在后期继续使用。这样一来可以较大程度上降低用电费用风险。（2）高效的供电服务平台。从用电信息采集系统的发展状况分析结果来看，未来的用电信息采集系统可以更加完善，满足人们的用电要求，依托信息技术的发展，可以建立起相对集中的供电服务平台。顺应社会经济的发展潮流，一切从用户的用电需求出发建立起专业化的创新的管理服务模式。同时对相关工作人员进行定期的专业培训，实现组织的巨大发展，能够对用电情况进行监控，规范人们的用电行为，提高用电系统的服务品质。（3）实现用电情况的实时监控。随着信息技术的发展，相信信息采集系统在未来，可以对用电信息实现在线监控，进行在线监核抄。智能化的信息采集系统能够根据电力企业的用电、供电情况，排除一些不合格、不规范的工作行为，从而能够高效及时的反映情况，从而提高抄核收的管理功能，用电的监测系统对不良的用电行为进行记录，打击一些违规用电行为，实现安全、规范的用电环境。

结语

用电信息采集系统是一个非常复杂的系统，它的规范化、统一化是实现全面智能化电网的基础保障。它是我国社会发展的社会产物，建立用电信息化平台，对社会用电发挥着重要作用，是符合我国电网改革的需求，符合信息化时代的发展要求。

参考文献：

[1]张雁，牟兴伟，马元林.保护光电转换装置告警在线采集系统与保护通道故障自动分析定位方法研究[J].电力系统保护与控制，2017，45（20）：158-163.

[2]夏澍，徐英成，王思麒，裴晨皓.变电站电能表二次回路故障辨识方法[J].电测与仪表，2017，54（11）：99-105.

[3]王鹏，傅子明，邱南阳，田钦瑜.基于物联网的计量终端在线故障诊断系统[J].水电能源科学，2017，35（01）：196-199，114.

[4]谭慧敏，杨海平.基于VC++的热量表故障排查系统[J].暖通空调，2017，47（4）：96-98.

（作者单位：国网阳泉供电公司）