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1、.杨家供电局485方式低压集抄试点技术研究1.研究目的和意义根据SG186的总体部署要求,以及对电力用户用电信息系统的研究和实施方案,国家电网公司确定了抄表系统本地采集信道采用全载波和半载波通信方式RS-485+载波,20XX国家电网公司将针对这两种抄表技术在XX市电力公司进行低压集中抄表系统试点,其中选定杨家坪供电局做为半载波通信方式RS-485+载波试点单位。半载波通信方式是将载波与RS-485通信方式相结合的方式,综合利用这两种通信方式的优点,构成一种通信距离远、通信可靠性高的综合通信方式,具有先进性、经济性的优点。鉴于这种通信方式将会被推广使用,需要对该种通信方式进行详尽的分析和细致的
2、研究。为后面施工规范、选材标准的编写提供参考依据。因此,我们首先对RS-485通信技术发展现状和当前现场电能表安装情况进行了分析,其次对RS-485通信方式的适用范围、布线方式、电源方式、保护措施、通信性能、材料技术等六个方面进行了技术研究,有针对性的提出了建设意见,从而有效指导试点工程的实施。2. RS- 485方式低压集抄试点技术研究2.1现状分析RS-485通信技术发展现状RS-485通信方式是专线通信方式的代表,目前,这种通信方式被广泛应用于各种适合有线通信的场合,国内很多集中抄表系统采用的都是这种传输方式。采集终端通过每块表与采集终端之间的专用导线接收电能表电能数据,按一定的规约打包
3、后,再将数据经专线传给集中器加工储存,然后由集中器传输给主站计算机。RS-485是CCITTT标准化V.11/X.27兼容的平衡式电气特性标准。该标准采用集成电路,在一对平衡的互连电缆上传送差分信号,在接收端用差分接收器进行信号判决。这种接口具有抑制共模干扰的能力,因此抗干扰性能好,信号发送频率最高可达10MHz。在使用双绞线,信号速率小于100kbps时,传输距离可达1200m。RS-485接口在一个通道上可进行半双工通信,所以只需要两根线便可双向通信,并可方便地构成一点对多点或多点之间的相互通信网络。一般使用双绞线作为网络总线,总线上挂接的节点个数因选用的接口驱动芯片而已,最多可接128个
4、节点。2.1.2杨家坪局一户一表安装现状杨家坪供电局目前低压一户一表的安装主要有7种典型模式,分别是高层楼房、小高层含还建房、花园洋房、独栋别墅、零散的商铺及门面、厂电分离的陈旧居民区楼房、厂电分离中的零星散户。主要以分层集中装表模式为主,集中装表和零散装表次子。下面是每种安装模式的具体情况：1高层楼房楼层在13层及以上,电能表分层集中安装在强电井内,每层安装电能表数量为6至16只少量分布特殊的楼房每层达到20只左右。楼房电源从配电房通过电缆直供,由于用电负荷量很大并且分布区域集中,进线电缆数量在2回及以上,每回电缆的首端设置断路器,供电户数根据负荷和户型选择。电源进线采用预分支电缆,用支架固
5、定,在强电井内布线, 通过分流线夹进电表。如图1所示。图1 高层楼房电能表安装布置示意图2小高层含还建房楼层在6至12层,电能表分层集中安装在强电井内,每层安装电能表数量为2至6户。楼房电源从配电房通过一回电缆直供,在电缆的首端设置断路器,一般安装在1楼。电源进线如果现场有电缆沟,采用VV22铠装电缆,用线夹固定；没有电缆沟,则采用预分支电缆,通过桥架走线。电缆在强电井内布线,通过分流线夹进电表。3花园洋房楼层在3至5层,电能表分层集中安装在强电井内,或安装在底层的电表间内,每层安装电能表数量为2户。楼房的每个单元从配电房通过一回电缆直供。在电缆的首端设置断路器,一般安装在1楼。电源进线一般由
6、电缆沟引入,采用VV22铠装电缆,用线夹固定。电缆在强电井或电表间内布线,通过分流线夹进电表。4 独栋别墅用户分布为1楼1户,电能表分户安装,一般安装三相电能表,每户设一个安装点。电源从配电房经分支箱供入,分支箱和电能表前各设有一个断路器。电源进线一般由电缆沟引入,采用VV22铠装电缆,用线夹固定。如图2所示图2独栋别墅电能表安装布置示意图5零散的商铺及门面电表分户安装在门前,或集中选点安装。电源由配电房直供,断路器设在配电房。电源进线一般通过桥架布线,使用绝缘线。如图3所示图3零散的商铺及门面电能表安装布置示意图注：上图中蓝色边框为桥架或线槽6厂电分离的陈旧居民区楼房楼层在4至8层,电能表分
7、层集中安装在楼梯间,每层安装电能表数量为2至6户。电源由变压器直供,或由变压器经分支箱供入,断路器设在每个单元的底楼。电源进线一般采用架空方式,通过电杆架线,使用绝缘线进入每个单元,楼层采用槽板布线。如图4、5所示图4厂电分离的陈旧居民区电能表安装布置示意图图5厂电分离的陈旧居民区电能表安装布置示意图7厂电分离中的零星散户电表分户安装在门前,或集中选点安装。电源由变压器直供,或由变压器经分支箱供入。分户安装不设断路器,集中安装设在表计安装地点。电源进线使用绝缘线,通过槽板布线。小结 结合目前杨家坪供电局一户一表的安装模式,对高层楼房、小高层含还建房、花园洋房、厂电分离的陈旧居民区楼房,适宜进行
8、RS-485布线,可以通过布线方案的合理设计实现RS-485低压集中抄表。2.2 RS-485适应范围研究随着自动抄表技术的发展,抄表系统的通信方式可分为有线通信方式和无线通信方式两种,电力线载波和RS-485因其各自独有的优势,已成为有线通信方式的典型。2.2.1载波通信方式特点电力线载波通信技术简称为PLC技术,出现于20世纪20年代初期,最早被应用于电网调度。低压电力线载波通信是指利用已有的低压配电网作为传输媒介,实现数据传递和信息交换的一种通信手段。应用电力线通信方式发送数据时,发送器将数据调制到一个高频载波上,再经过功率放大后通过耦合电路耦合到电力上。电力线载波因其利用电力线,具有很
9、多其他通信方式不可比拟的特点：1优点：施工难度小：由于无需另外布线,其载波电能表的安装方式与普通电能表完全一致,施工简单；覆盖范围广：民用电力线是世界上最普及的网络,这是和有线电视都不能比拟的优势,PLC可以轻松的渗透到每个家庭；永远在线：以电力线作为通信信道,可以灵活的实现即插即用,不用繁琐的拨号过程,接入电源就等于接入了网络,只要插上电源就永远在线；安全性高：信号传输与电力传输共用信道,电力线的高安全性,也保障了信号传输信道的安全性,不易遭到破坏；维护量低：系统故障主要集中于电表和集中器,一般与线路无关,因此故障解决简单,维护量低；用户易接受：在实现自动采集过程中,没有增加其他设备,在进行
10、换表时,容易得到用户的理解和支持；发展前景好：健全的电力线网络,为现代家庭智能化和互联网的发展提供广阔的发展空间。2缺点通信不稳定：由于电力线上各种噪声信号的存在,以及配电台区阻抗变化复杂等问题,造成电力线载波通信不稳定；同类产品互通互换性低：载波通信技术,实现形式多样,可采用FSK、PSK等多种调制方式,不易实现互通互换；通信速率低：通信速率最高也只能达到几k；载波信号对电网污染：载波信号的调制频率集中在5k500之间,载波信号对电力线也是一种噪声污染。2.2.2RS-485通信方式特点RS-485通信方式作为一种使用广泛的有线通信方式,具有通信可靠性高、通信距离短等较明显的特点：1优点：传
11、输速率高：最高可达10Mbps；通信可靠性高：由于是有线通信,通信稳定可靠,通信成功率高；较好的抗干扰性：具有抑制共模干扰的能力,因此抗干扰性能好。2缺点：需要重新布线：,由于是有线通信方式,需要专门布线,带来一定的施工量；传输距离较近：理论上可达1200m,但实际应用,由于衰减的原因,通信距离更短；易遭受破坏：一旦暴露于外面,被破坏的可能性大,比如易被人为破坏等；线缆较细,不适合架空和入地,即不适合做大楼之间的通信；易遭受雷击,如果进行长距离通信,容易雷击。2.2.3RS-485通信方式选取原则通过上面对载波通信和RS-485通信方式的特点分析,不难看出,这两种通信方式互有利弊,这也决定了这
12、两种方式在使用中,会有不同的适用场合：（1） 使用载波通信方式,现场具备的特点：现场装表情况：现场表计安装较分散；台区半径大：台区内的电力用户较分散；小区电力布线装表不规范。2使用RS-485通信方式,现场具备的特点：现场装表情况：集中装表,多用户分楼层集中装表,或单元集中装表,集中装表数量较多；台区供电半径小：台区的供电半径能够限制在载波点对点通信距离内,保证每个单独的采集器都能与集中器进行通信；小区电力建设规范。2.2.4小结对于这两种自动抄表通信方式,利用RS-485半载波通信方式和全载波通信方式,都有不同的适用小区,建议：1载波通信方式适用于建设年代比较早,及大部分的城乡结合部用电小区
13、。这部分小区,电能表安装不规范,安装位置较分散,可利用全载波方式实现用电信息采集。2RS-485通信方式适用于新建的规范住宅小区,或即将建设的城区住宅小区。这部分小区,每层楼集中装表,每层电力用户在8户左右,可采用一层楼或多层楼共用一个采集器的系统建设方式。以上两种方式,在某些场合下也可混合使用以达到完全采集的目的。2.3布线方式研究2.3.1布线方式介绍随着实际工程对RS-485的需要,RS-485通信不断丰富着自身的布线方式,目前,可应用于低压电力抄表系统的布线方式主要有两种：1、RS-485手拉手接线方式RS-485手拉手接线方式,是比较常用的一种RS-485通信方式。该接线方式是将各R
14、S-485通信模块的A、B两端分别利用线缆相互连接起来,并在两线缆的一端与采集终端的RS-485通信模块相连。具体接线示意图如图1所示： 图1 RS-485手拉手接线方式示意图2、星形连接实现方式每一只电能表出一对485线到采集器或分线箱,分线箱实现方式是在借鉴了互联网络的基础上,将多对RS-485线的转换为一对RS-485线的技术。该技术利用分线箱将电能表与采集器隔离开,并使采集器的接线变得简单。接线示意图如图2所示：图2 RS-485分线箱实现方式示意图2.3.2各种布线方式的特点两种布线方式,除了具有前面提到的各种特点之外,两者比较起来,还具有以下特点：1、RS-485手拉手接线方式的特
15、点：1RS-485线耗材少,铺设成本低；2连接到上层设备的线缆少,易施工；3故障点定位,对线路中的短路、断路,容易分析查找故障点；4无需其他转换设备,前期投资成本低；5不易设置防雷措施。2、分线箱实现方式的特点：1分线箱具有防雷功能,具有更多一层的防护措施；2易于隔离RS-485线路故障,各设备的逐对RS-485线分别独立；3施工量大,485线路多,如需穿管,使用管道多；4成本较高,在使用同样数量的采集器的情况下,需要增加一层设备。2.3.3布线方式选取原则在上述场合中,由于RS-485这两种布线方式的特点,也有其适用场合：1、RS-485手拉手接线方式：1铺设线路过长,如RS-485线跨多楼层进行通信的安装环境；2表计安装比较分散,但通信距离不会太长的安装环境。2、利用分线箱实现方式：1电能表分层安装；2铺设线路仅在几层之间,铺设线路较短。2.3.4小结对于RS-485半载波通信方式的这两种布线方式,提出以下建议：1RS-485手拉手通信方式适用于集中装表,但表计安装数量较少,以及通信距离较远的场合。2分线箱通
