电能计量自动化终端维护处理方法
摘要：随着电网规模的扩大以智能电网技术的发展，电能计量自动化系统的使用势在必行。文章从电能计量自动化采集终端的基本简介入手，对终端常见的故障及处理方法进行探讨，从现场电能量采集终端以及低压载波集中抄表技术等方面提出计量自动化采集终端运维方法，文章具有一定的指导意义。
关键词：计量自动化系统；RS485通讯模块；电能量采集终端；低压载波抄表
中图分类号：TM76 文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）15-0024-02
近年来，随着电力系统规模的迅速扩大，电网建设朝着大容量、高性能、网络化的方向发展，各类用户电能计量点不断的增多，传统的电能计量装置进行抄度计费、现场校验等工作时，一般由人工抄表记录的方式，故障处理方法远远不能满足现代化电能计量的管理要求，因此电能计量自动化系统也备受重视，并随着计算机技术的发展而不断改进。
1电能计量自动化终端简介
1.1电能计量自动化终端概述
在电能量计费系统中，电能量采集终端设备作为电能计量自动化系统的一个重要的组成部分，它是介于计量主站与电能表之间的中间设备，主要由电能量数据采集、储存、处理、长时间保存、远方数据传输等功能的设备组成。终端设备与主站共同构成电能量计费系统，一般安装在现场连接表计，进行远方原始电量、负荷数据的采集和上传。
电能量采集终端可以支持不同的通信端口以及多个不同主站同时通信，并具有按照不同主站的需求设置传输数据内容的功能。采集终端内含通讯模块，按照不同的通讯方式，可分为GPFIS通讯模块、FSK通讯模块、CDMA通讯模块、以及PSTN采集模块等，电力企业可以根据自己的需要选择所需模块，国内大多采用的模块为RS485通讯模块。
1.2电能计量自动化终端的功能
电能计量采集终端的基本功能如下：
①可以完成对厂站电能量数据的高精度采集。一般采集周期可选择1 min~24 h，采集终端可以按指定的时间起点、内容传送信息至主站；②可以按要求向主站传送和存储电表窗口电量、月冻结电量、需量、分时电量、电流、电压、功率、电表内事件记录（如失压、失流）及本身的事件记录等信息；③可以接入多功能电子式电能表以及脉冲电能表。一般采用RS232或RS485方式接入多功能电子式电能表，无源脉冲输入方式接入脉冲电能表。电能采集终端可以扩展成几路脉冲量输入，也支持同时接入多块多功能电子式电能表，对于国外品牌的多功能电能表，一般可扩展为CS（电流环）接口；④可以接入厂站内常用规约的多功能电子式电能表；⑤电能量采集终端数据有一定的存储容量，可以将电能量数据保存相应的天数。
2终端常见故障类型及处理方法
电能计量自动化采集终端的故障处理指的是对运行中，厂站与客户采集终端出现的数据、功能故障进行现场处理，进而确保采集终端各项功能可以达到计量自动化系统的现场的要求。按现场故障类型分为将终端故障分为三类，以下分别介绍。
2.1不能采集电表数据
2.1.1影响终端与电表的RS-485通信的常见因素
①硬件因素：终端485口故障、无电压或电压低；电表485口故障、无电压或电压低；通信线断线或水晶头压接不良。②人为因素：终端或电表的485口端口接错位或接反；通信线极性接反。③参数设置因素：终端RS485通道号设错；终端测量点参数设错：包括测量点有效标志、电表通信规约、电表通信波特率、电表通信地址、数据位、停止位、效验位等。
2.1.2故障处理步骤
检查终端的计量点参数：检查自动化终端里相对应的电表参数（表地址、波特率、规约、数据位、停止位、校验位等）和现场电表参数是否一致。
检查电表与终端485功能：首先，用万用表直流电压档测量电表（终端）485口有没有电压。485口输出一般在1.5~4.5 V之间，如果测量没有电压或电压有异常，则可以初步判定为电表（终端）485口有问题；再通过电表厂家提供的读表软件或通过掌机在电表485口读取电表的数据。如果可以读到电表的数据，则证明电表的485口没有问题，进而证明终端485口有问题。
2.2终端不能上线
2.2.1终端不能上线故障分类
按终端通讯通道类型可分为终端不能通过电话通道（PSTN）上线及终端不能通过无线网络上线。
对于终端不能通过电话通道（PSTN）上线的故障检测应通过以下三个步骤：①检查通讯参数设置是否正确。②检查电话通道是否正常。用万用表直流档测量电话通道的电压是否有45~52 V。或接上电话机检查是否能打进、打出与通话质量。③检查防雷器是否正常。用万用表直流档测量经防雷器的电话通道的电压是否有45~52 V。
对于终端不能通过无线网络上线的故障应从以下几个原因予以判断：①安装原因：SIM（UIM）卡接触不好；天线松动、安装不到位或损坏；②无线运营商原因：信号未覆盖或信号较弱；SIM（UIM）卡损坏、故障或后台档案问题等；③参数设置原因：主站通道与通讯参数设置问题；登陆模式问题（UDP与TCP）；终端逻辑地址设置错误。
2.2.2故障处理方法
①检查终端通讯参数。②检查终端通讯模块。③检查SIM卡，SIM卡是否接触不良，是否氧化。④检查现场无线信号，信号较差，需更换外置天线，移动外置天线位置。
2.3终端黑屏或白屏
对于该种故障，应首先测量外接交流和直流电压有没有接入到装置。如果介入，便能初步判断为装置本体的故障。
3计量自动化采集终端的运行和维护
3.1RS485总线在远程抄表系统中的应用
RS485总线作为现代通讯技术的工业标准之一，是工业应用中非常成熟的技术。RS485总线使用一对双绞线，即可很方便地实现多点互连。RS485总线采用平衡发送及差分接收方式，其发送端输出时，驱动器将TTL电平信号转换成差分信号，而在接收端，接收器再将差分信号转换成TTL电平，因此RS485总线具有抗共模干扰的能力。按照RS-485标准，如果数据传送速率达100 kbit/s时，距离可长达1 200 m。总线由两个独立的子系统组成，即数据采集器、数据集中器。在这种一点对多点的连接中，数据集中器是主机（即上位机），数据采集器为从机（即下位机）。其网络结构图如图1所示。
3.2终端与电能表计通讯不成功的排查方法
采集终端与电能表的连接图如下图2所示。
终端与电能表通讯不成功时，按照以下几个步骤进行排查。
①如果同一RS485接口上的全部表计均通信不成功，则需检查终端接口以及该接口的RS485总线是否正常工作。先检查终端RS485接口有无损坏，若其接口损坏，应当更换接口集成电路芯片；若RS485接口没有损坏，则检查接口处RS485总线有无断线及接线错误，尤其对于终端和表计远距离连接传输的情况。
②若同一RS485接口的一些表计未能通信成功，则表明终端RS485接口和总线没问题。此时，应首先仔细检查通信故障表计，看其参数设置是否正确，再仔细核对表计规约、波特率、地址等是不是与表计一样；然后检查电能表计接线与接口有无问题。
③当表计通讯距离较远时，若通信时出现通信不稳定的情况，应从布线考虑开始考虑。重新检查布线有没有满足要求，尤其是屏蔽层接地问题。若问题还是未能解决，可以采用通过给终端RS485口增加上下拉电阻，提高整个总线抗干扰能力的方法。
④如果一个RS485端口接入电能表计数目太多，则终端采集完该总线上所有表计所用时间可能会超过一轮抄表时间间隔，如此会使某几个时间点上缺失数据，从而影响终端的采集完整率。
3.3低压载波集中抄表技术在低压集抄系统建设中的应用
低压集抄系统作为电能计量自动化系统的一个重要组成部分，其主要功能是采集低压居民小区单相电子表。目前，由于低压居民用户数量多、分布广，计量点周围环境复杂，因此低压集抄系统建设进程缓慢。建设低压集抄系统的首要便是通讯方式的选择，直接影响着系统采集数据的稳定性。目前，低压集抄系统中，常见的通讯网为有RS-485总线网以及低压电力线载波通讯网。因为供电企业控制电力线，如果电力线可以实现载波通讯，则不需要再投资铺设通讯线路。可以很大程度节约资金，并且灵活地实现“即插即用”。因此，近年来低压电力线载波通讯广泛地低压小区集抄系统。
4结语
伴随着智能电网的发展，电能计量自动化系统越来越普及，并随着计算机技术发展而不断改进，已然在我国电力系统中发挥着不可小觑的作用。电网的运行要实现自动化，就要不断推进电能计量自动化系统，其终端的现场维护工作也很重要，需要所有电力工作人员的共同努力。
参考文献：
[1] 郭飞,陈根永,张德玲.基于RS485接口的电能计量数据采集[J].微计算机信息,2007,(22).
[2] 张海蓉.网络电能表及其在配变远程监控系统中的应用[J].青海电力,2008,(1).
[3] 郑龙.南方电网电能表应用现状及发展趋势的研究[J].广东电力,2009,(22).