管理现代化创新成果申报材料营销部

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1、-全国企业管理现代化创新成果申报材料智能自动抄表自动收费管理牟 平 供 电 公 司2009 年 4 月目 录内 容 提 要一. 智能自动抄表、自动收费管理系统根本概况二. 主站系统介绍三、集中器技术与功能要求四、采集终端技术与功能要求五、 IC卡电表六、系统工程施工一、 智能自动抄表、自动收费管理系统根本概况1、 工程背景近年来，随着国民经济的开展，各行各业对于用电的需求日益增加，其中居民用户尤为突出。为加强管理居民用电，做到合理用电，降低线损，实现自动抄表，全国各地已陆续开场进展居民自动抄表试点。2、 工程概述经过筛选，牟平供电局选定了辖区内的杰座小区为本次居民抄表的试点小区，通过试点主要到

2、达预付电费、自动抄表、计算线损等功能，为下阶段更大规模的居民集抄积累经历。3、 试点地介绍1） 试点地选在牟平区杰座小区，本次需要接入876块电表，其中居民单相IC卡表873块，三相IC卡表3块。2） 杰座小区共17栋居民楼，其中16栋为多层建筑，每栋三个单元6层楼，711、13、1519栋为小高层，另外，还有一间幼儿园1块表、地下停车位1块照明，以及小区四周的门面等等；3） 小区配电房位于十五号楼的地下室内；4、 组网方式1主站本次牟平区居民集抄试点对于采集回来的数据需要在牟平供电公司内看到，并通过主站可以对电表进展随时抄表、定时抄读、用电统计等功能，因此主站与集中器的通讯可能采用以下两种方

3、式：采用点对点通讯方式向移动公司申请专用APN，并制作两*专用SIM卡，IP地址绑定主站前置机必须是固定地址，一*用于现场集中器，另一*用于主站，放到主站所在PC的GPRS modem内，通过GPRS modem拨号，这样即可组成一个专用的网络；优点：这种点对点通讯方式投资少，建立简单，目前试点的情况下，通讯效果也可以得到保障。缺点：由于采用的是点对点通讯，因此主站GPRS modem拨号速度较慢，不适合大批量投入后的通讯采集。采用专线通讯方式向移动公司申请2M专线和专用APN，同时申请一*该专用APN的SIM卡，将SIM卡用于现场集中器即可；优点：通讯速度快，能承当大规模投入时的通讯采集要求

4、，通讯效果好。缺点：前期投资大，移动专线搭建至少1月，时间相对较长。针对牟平区杰座小区试点规模较小的实际情况，推荐采用第一种点对点的通讯方式。2现场实施组网方式A、根据牟平区供电公司试点要求，杰座小区居民集抄将采用全485通讯方式；B、由于采用485方式，因此集中器安放必须考虑485线的铺设和维护，尽可能做到一次到位，并留有备用485线路，以减小以后的维护量；C、集中器上行通讯采用GPRS通讯方式，下行采用485通讯方式，每栋楼的每个单位安放采集器一个，负责采集该单元所有居民电表的数据，采集器再通过485方式与集中器通讯； 从小区平面图了解的实际情况，小区建筑较多，配电房在地下室，直接从每栋楼

5、铺设485线将有较大困难，且485线过长也不方便维护，因此建议485线根据就近原则直接铺设接到配电房，或串入其他楼栋间接到达配电房；作为全485方式，实施期间一定考虑今后的可维护性，确保485线通讯正常。一般可以通过上套管，增加备用485线路来降低线路的老化和其他原因引起的通讯故障，也可以通过加强电表管理，比方将电表放入集中的表箱并上锁来减少人为破坏的可能。5、 系统架构系统由三级构成，即主站系统、集中器采集器和表计等三局部。系统架构如图1所示。图 1：系统总体架构图集中器上行通道可选GPRS/CDMA。数据传输可采用压缩功能批量处理。采用密码方式增加平安措施，防止非授权人员设置参数。集中器可

6、保存用户表计的冻结电量数据，实时召测、定时抄读表计的实时电量或用电信息。集中器下行通信具备自动中继路由功能，通信网络内的自动路由、节点中继都由通讯模块链路层自动完成。采集器通过RS-485方式与表计相连，可实现集中器命令透传，及保存表计的主要用电数据。同时采集器可通过485与集中器通讯。主站系统完成对集中器数据的采集、浏览、分析和统计等功能。及对用户表计、集中器、采集器等设备的管理和维护。二、 主站系统介绍1、系统定义1.1 集中抄表系统 集中抄表系统是指由主站通过传输媒体无线、有线、电力线载波等信道将多个电能表电能量记录值的信息集中抄读的系统。该系统主要由采集用户电能表电能量信息的采集终端或

7、采集模块、集中器、信道和主站等设备组成。集中器数据可通过信道远距离传送到主站计算机。1.2 主站 主站是指通过信道对集中器中的信息采集，并进展处理和管理的设备。1.3 主站抄收间隔 主站抄收间隔是指主站定时抄收集中器*息的周期时间，以下简称为抄收间隔。1.4 集中器抄收间隔 集中器抄收间隔指集中器定时抄读采集终端或采集模块中用户电能表电能量信息的周期时间，以下简称为抄读间隔。1.5 采集模块 采集模块是指用于采集单个用户电能表电能量信息，并将它处理后通过信道将数据传送到上一级设备中继器或集中器的专用模块。1.6 采集终端 采集终端是指用于多个用户电能表电能量信息，并经处理后通过信道将数据传送到

8、系统上一级中继器或集中器的设备。1.7 集中器 集中器是指收集各采集终端或采集模块的数据，并进展处理储存，同时能和主站进展数据交换的设备。1.8 信道1.8 信道 信道是指信号数据传输的媒体，如无线电波、电力线、线、专线等。集中器、采集终端等设备的信道有上行信道和下行信道。集中器上行信道是指集中器和主站之间的信道，下行信道一般是指采集终端和用户电能表之间的信道。2、解决方案与系统构造2.1 通讯信道 系统建立应选择技术成熟、性价比高、可靠性好、有开展前景的通讯信道，主要采用信道如下：集中器和主站之间的通讯采用公用网或GPRS，短期内可采用人工手抄器的方式实行过渡，由抄表员在现场读取集中器数据后

9、，再导入电业局管理中心计算机。集中器与采集终端之间的通讯采用RS485总线，采集终端或采集模块通过485双绞线接收具RS485接口的IC卡电表数据。 2.2 系统构造 集中器通过485总线与各采集终端通讯，采集终端通过485总线接收各IC卡电能表数据。3 系统功能3.1抄表功能按设定抄表例日以及抄表时段自动抄收集中器中的各用户电能表的带时标的电能量数据及相关用电信息，并具有实时直抄电能表功能。3.2分析功能 电量曲线：绘制用户月用电量曲线每月31个点。 用户电表数统计：按集中器或小区统计各类用户电表数。 异常用电统计。3.3数据浏览 重点表表码曲线数据数据查询； 用户电表日月冻结表码数据查询；

10、 重点用户电量数据查询及曲线显示 用户日月电量查询及曲线显示3.4随机召测 系统可实时查询集中器保存的当前/实时数据，或者实时抄读电能表数据； 系统所有维护操作均有操作日志。3.5系统性能系统容量及可扩展可靠性 系统具有1000个以上的电能量采集装置及10万块电表的处理能力 该系统支持软件平台要符合IEEE POSI*1003.0工作组对“开放性的定义，具有符合开放的系统构造体系 系统采用功能分布式设计，不仅要满足用户当前的需要，而且还要满足将来能容易地扩展其功能和规模的需要。系统可靠性 数据正确率：100% 数据完整率95% 效劳器、网络主设备的平均无故障时间MTBF：20，000小时 其它

11、设备的平均无故障时间MTBF： 10，000小时系统实时性 系统控制操作响应时间5秒 每日全部数据自动采集时间8小时系统平安与完整性 用户设定分级、密码管理。保证数据采集和传输过程的完整。 系统中所有设备应具有足够的抗干扰能力，符合以下IEC标准：IEC255-22-1 高频干扰试验标准；IEC255-22-2 静电放电干扰试验标准系统准确与一致性 系统软、硬件设备具有良好的容错能力，当各软、硬件功能与数据采集处理系统的通讯出错，以及当运行人员或工程师在操作中发生一般性错误时，均不引起系统的主要功能丧失或影响系统的正常运行。 对意外情况引起的故障，系统具备恢复能力。 从采集、传输至存储，必须保

12、证全过程中的数据的一致性；主站端与厂站端当地数据的一致。三、集中器技术与功能要求1通讯要求1.1上行通信集中器与主站之间的上行通信采用公用通讯网，兼容GPRS、CDMA、PSTN、网络等通信方式，上行通信局部应采用模块化设计，改变通信方式时只需更换通信模块。通信模块应选用工业级产品，且应安装在机壳内。假设采用GPRS/CDMA无线通信方式，天线也应安装在机壳内，且有外引天线的位置。1.2下行通信集中器与采集终端或载波电表之间的下行通信采用485总线方式。2功能要求2.1级联功能当用电现场安装有多个集中器时，可以通过级联功能实现远程通讯通道的共享。集中器之间通过RS-485总线级联，其中只有一台

13、集中器设为负责与主站进展通讯，称为主集中器；其余的集中器称为从集中器；从集中器通过级联485总线利用主集中器的远程通讯通道和主站进展通讯。一台主集中器最少级联1台从集中器。2.2参数设置功能可远程及通过本地口设置：a. 集中器编号；b. 集中器与主站通信有关的参数通信通道类型、主站通讯地址等)；c. 抄表方案抄表时间、抄读间隔、自动抄表日、抄读数据项等；d. 总表倍率；e. 线损率阀值；f. 电表编号等。2.3数据采集、处理1可实时召测或根据设定的抄读间隔自动采集各电能表的实时电量、月末零点冻结电量、日零点冻结电量。其中单相电能表的冻结电量数据项为正向有功总电量，三相多功能电能表的冻结电量数据

14、项为：正向有功总电量，正向有功尖、峰、平、谷四费率电量，正向无功总电量。电量数据保存时应带有时标。2可抄读三相多功能电能表失流、失压、编程状态等事件记录。集中器每日至少自动巡查一次所有三相多功能电能表的累计失压次数、累计失流次数和编程次数，如有变化，则应记录事件并向主站报告。集中器应对每块三相多功能电能表单独保存至少最近10条事件记录累计失压次数、累计失流次数和编程次数合并统计。3需要抄读的数据项可根据要求通过远程或本地进展设置。2.4储存容量每台集中器管理的单相电能表数量不少于1000块，三相多功能电能表数量不少于200块。按照集中器设计的最大用户数对每个用户电能表电能量数据至少保存60个日

15、零点冻结电量数据、6个月末零点冻结电量数据，应有专用的存储空间对上述2种数据分别存储。数据储存容量不小于8M。2.5未抄收到数据补抄、报警功能集中器对在规定的抄读间隔时间内未抄读数据的电能表应有补抄功能。集中器对在规定的抄读间隔时间内未抄到数据的电能表应能向主站发送报警信息：当集中器采用GPRS上行信道时，集中器应主动向主站发送报警信息；当采用拨号上行信道时，集中器在主站抄读电量数据时将报警信息向主站发送。2.6校时功能集中器应有计时单元可被主站校时，计时单元的日计时误差0.5s/d。并且集中器应能对系统内电能表进展播送校时。2.7现场抄读功能应提供手持抄读器通过本地红外口现场抄读电量数据并输

16、入到主站。2.8自诊断和异常信息记录功能可自动进展自检，发现设备包括通信异常应有记录和报警功能。2.9平安性1集中器应设计有可靠的平安措施，防止非授权人员设置参数。集中器应能够保存最近500次的事件记录异常告警等。2集中器应采用三级密码管理。一级密码：超级用户，可进展授权二级用户、所有功能设置；二级密码：设置用户，由超级用户授权，可进展除分配用户之外的所有功能设置；三级密码：只读用户，由超级用户授权，只能进展集中器参数或电表数据的读取。3集中器应能判别并拒绝非法主站的召测和控制指令。2.10远程控制功能集中器支持主站命令对电表实行远程控制功能。2.11远程升级功能集中器具有远程升级应用程序含主

17、程序和上、下行通信规约功能。2.12停电数据保持电源瞬时及长时连续电时，设备不应出现误读数并应有数据保持措施，至少保持四个月以上；电源恢复时，保存数据不丧失，内部时钟正常运行。2.13重点用户功能可以选定台变中的*些用户电能表为重点用户电能表，并对其进展重点监管。集中器对重点用户电能表的有功正向总电量数据按每小时进展保存。集中器可任意设定的重点管理用户表应不少于6块。集中器可以保存至少最近30天重点用户电能表的整点有功正向总电量历史数据。2.14日线损计算功能主站可以对集中器设置日总线损率阈值分辨率0.1%，集中器每日自动计算台区日总线损率数值。当台区实际日总线损率的绝对值超过设定的阈值时，集

18、中器应向主站发送报警信息。3电能读数准确度集中器抄收的电能表累计电能量E与电能表计度器的电能量示值E0的差值应满足DL/T698-1999 5.2的要求。4数据传输可靠性 电表成功抄读率应为100%。对所有的电能表数据抄收的总过失率应为0 。5电气性能5.1供电方式集中器包括通信模块使用三相四线制供电，在断一相或两相电压的条件下，交流电源能维持集中器正常工作和通信。5.2供电电压在额定电压220/380V20%内能正常工作。5.3功耗集中器消耗的视在功率应不大于30VA，有功功率消耗应不大于10W静态功耗。四、采集终端技术与功能要求1通讯要求1采集终端与集中器之间的通信采用RS485接口进展通

19、信2采集终端与电能表之间的通信采用RS485接口或脉冲线进展通信2功能要求2.1指令和数据转发功能采集终端应能通过上行信道接收集中器下发的电能表数据抄读和控制指令，并通过规约转换，实时转发给下联的485电能表或脉冲电表，然后将电能表的应答数据信息回送给集中器。采集终端应支持集中器对电表所有数据抄读含扩大数据标识集、拉合闸控制等指令的转发。2.2容量要求每一个采集终端应能够下联32块485电能表或16路脉冲电表。2.3免设置功能采集终端在安装后，在确保连接正确的前提下，不需做任何设置操作，就能正常工作。当现场撤除或更换电能表时，也不需对采集终端做任何设置操作，就能正常工作。3电气性能3.1供电方

20、式使用单相供电。3.2供电电压在额定电压220V20%内能正常工作。3.3功耗采集终端在非传输状态下视在功率应不大于10VA，有功功率应不大于1.2W；传输状态下功耗的增量应不大于2.5VA、0.5W。五、 IC卡电表1概述1DDSY单相电子式预付费IC卡有功电能表，简称电卡表，用于计量额定频率为50Hz的交流单相有功电能，实现先付费后用电的管理功能。该产品采用先进的微电子技术进展数据采集、处理及保存，采用加密IC卡传递数据。其性能指标符合GB/T17215-2002和GB/T18460.3-2001标准。具有体积小、平安性高、可靠性高、防窃电等特点。2电能表由两个主要功能组成：一是电能计量局

21、部，采用专用的集成电能计量芯片将电压和电流的采样信号进展计算，产生代表电能的计量脉冲直接用于电能误差校验，并同时给MCU的功能处理局部进展电能计数；二是微处理器MCU控制局部，根据计量局部的电能脉冲进展电能计算，并通过IC接口进展数据交换，同时采用宽温度*围的LCD进展显示，并按设定参数控制磁保持的继电器对用户用电进展控制，同时该表具有RS485输出接口，方便抄表系统的接入。2常用规格 规格型号准确度等级额定电压V标准电流A脉冲常数imp/kW.hDDSY12251 级2 级2205(20)1600/32005(30)1600/32005(40)1600 10401600 1560800注：a

22、、以上规格为推荐参数，用户特殊要求可以定制。最大电流40A(含40A)以下采用内部继电器控制，40A以上使用外部控制。 b、特殊要求和规格可以根据要求定制。3主要技术指标3.1根本误差DDSY系列电能表，准确度等级为1级、2级，完全符合GB/T17215-2002的要求，并可按照用户要求进展控制。负载电流功率因数根本误差(%)1.0级2.0级0.05Ib0.1Ib1.01.52.50.1IbIma*1.01.02.00.1Ib0.2Ib0.5L0.8C1.52.50.2IbIma*0.5L0.8C1.02.03.2起动电能表在额定电压，额定频率及功率因数为1的条件下，当负载电流为0.4%1 级

23、，0.5%2 级时，电能表能连续计量电能。3.3潜动当施加115%额定电压，电流回路开路时，不产生多于一个电能脉冲。3.4电气特性1额定电压： 220V 50Hz2工作电压*围：在70120的额定电压*围内，能正常工作，且保持准确度符合等级要求,并能承受400V电压而不损坏。3功率消耗：电压回路1W和1VA 电流回路0.2W3.5气候条件1温度*围a、工作温度*围： -30 +60b、存储和运输温度： -40+702环境条件： a、年平均湿度：75%b、一年中的30天以自然方式扩散湿度可达95%，其余时间有时可达85%。3.6机械参数外型尺寸：190mm108mm60mm 净重：约0.80kg

24、4功能及操作使用与电能表配套的本公司售电管理系统，通过IC卡可实现一表一卡用户的电能卡只能在自己的电能表上使用，在其他电能表上不起作用的售电管理等功能。4.1插卡方法将电能卡插入电能表的电卡接口，镀金触点的一面靠近电能表电卡槽的箭头侧，当电能表显示本次购电量时，方可将卡片拔出。电表采用7位LCD显示。4.2用户购电1用户用电能卡从供电部门购置电量后，将IC卡插入表内的卡座内，即可将所购置的电量输入到电能表内。2防止电量囤积。当用户购电量加表内剩余电量大于表内囤积电量值时，电能表拒绝承受IC卡内的购电量，只有当本次购电量与表内剩余电量的和小于囤积电量时，电能表才能承受购电输入。3电能表继电器故障

25、时，电能表的剩余电量将会出现负值即过零电量，用户购电时，只有所购电量大于过零电量时电能表才承受所购电量。4.3有功电能计量电表可以累加计量用户总用电电能,递减计量用户剩余电量。4.4反向电能计量电能表能对用户反向用电进展记录，除将反向用电计入总电量外，还可单独记录用户反向用电电量，并具有反向用电指示。LCD液晶屏出现“反向。4.5数据保护数具保护采用全固态集成电路技术，不使用电池，断电后数据可保存10年以上。4.6用电控制1电量告警控制：电能表具有两级电量报警控制功能。a、报警电量为提醒用户购电的第一次提醒，当用户剩余电量小于报警电量时，电能表常显当前剩余电量,面板红色报警灯亮，提醒用户购电。

26、但不对用户跳闸。b、预跳电量为对用户购电的最后一次提醒。当电能表中剩余电量小于预跳电量时，电能表跳闸，只有用户插卡后才可恢复用电，直至剩余电量为0。当显示剩余电量小于预跳电量时，用户应尽快购电。2跳闸断电控制 当用户剩余电量为0kW.h时，电能表自动拉闸断电，并显示“00”，此时只有购电才可恢复供电。4.7负荷控制电能表根据电表内设置的负荷控制限值，可对用户的用电负荷进展控制。当用户用电负荷当前功率持续2分钟时，电能表自动拉闸断电，并显示用户当前负荷，此时只有用电负荷下降到控制负荷以下或者用户插卡方可恢复供电。并且用户超负荷跳闸次数必须在预设的次数内，用户才能恢复用电，否则必须电力部门插入管理

27、卡检测卡等才能恢复。4.8显示1LCD显示，并有中文信息提示，电能表正常运行时轮显用户剩余电量、累计用电量、用户号，见附录二。2插卡时，显示会自动显示错误信息或正确操作的提示,见附录一。3各种卡片的作用和操作方法见售电系统的相关说明。 六、系统工程施工1质量目标及措施1.1工程质量方针和质量目标工程质量方针：优质工程，完善效劳，追求卓越，追求完美质量目标：单位工程和分项工程合格率到达100，优良品率到达95，总体工程质量要到达优良等级1.2质量管理组织机构2工程实施有关标准和文档 ?工程质量保证方案? ?培训调查表? ?低压电力用户集中抄表系统终端设备施工及验收规*? ?现场设备安装示意图?

28、?低压电力用户集中抄表系统配置图? ?低压集抄系统操作手册? ?设备使用说明书? ?低压集抄系统测试大纲? ?一次抄读成功率统计表? ?24小时抄读成功率统计表?3现场施工质量保证现场施工严格按照ISO9001：2000质量体系标准要求进展安装过程中的质量管理和质量控制。施工队对安装后的终端设备功能进展现场测试和调整，并把相应参数正确地输入终端设备。保证：集中器采集台区总表的数据成功、集中器能成功上传数据、采集器能正常采集RS485电表的数据、载波电表的载波通讯正常。在施工前对施工现场进展勘察并根据设备运行要求和现场实际情况填写?现场勘察记录表?，并制定?安装、调试方案表?、列出?安装设备、材

29、料清单?在施工过程中对工程做好?安装、调试记录?，并填写?安装、接表检查记录表?施工完毕后，会同有关部门进展验收。4、施工方案4.1设计说明1根据?电气装置安装工程施工及验收规*?进展设计2根据?建筑电气设计规程?JGJ16-833根据甲方提供的房屋建筑管网综合平面图4.2工程概况1现场户型：本工程共有19栋住宅楼、局部门市房和一所幼儿园，合计877户，每户一块电表，即总共有877块IC卡电表进入集中抄表系统。2线管、线盒、线槽、桥架等敷设情况：在各楼栋设备间分别安装我公司终端设备箱，然后从电表箱安装处敷设一条RS485通讯线将各IC卡电表串联起来，直接连接到终端设备箱内。4.3系统构造图和设

30、备配置表1系统构造图：见附图MPJZ-01。2设备配置：本系统由集中器采集、终端、基表等局部组成。设备配置表如下：序号设备名称规格型号单位数量备 注1集中器TCU4502台1*成星公司2采集终端RTU7501-BA台47*成星公司3IC卡电表带RS485接口只877包括幼儿园一只电表4.4设备安装位置和取电1各楼栋的终端安装位置宜在电表箱附近，距离地面高度为1.4米左右，具体的安装位置可根据现场情况而定。终端的电源取电点可直接在附近的双回开关箱处取电，工作电压为AC220V即可,终端上行和下行通讯方式均为RS485；2为方便集中管理，小区抄表集中器安装在地下配电室，安装高度距离地面为1.4米左

31、右，集中器取电点无特殊要求，工作电压为AC220V即可，集中器上行通讯方式为GPRS和RS485两种，下行通讯方式为RS485。4.5终端与房间号、电表地址码对应关系如下表4.6线缆规格1电表信号线采用HVVP2*0.38(带屏蔽)，颜色为灰色，主要用于电表与终端的连接；2通信信号线采用HYVP2*0.5(带屏蔽，防水、鼠)，颜色为黑色，用于终端与集中器及终端之间的连接。4.7线缆走向和路径1电表信号线：电表表箱2040PVC线槽终端 ；2通讯信号线：将各楼栋终端并联，最后进入地下配电室与集中器相连。4.8线缆在桥架、梯架、线槽过渡部位的处理1线缆在线槽部位应用扎带进展整理并做好标识。2线缆在

32、桥架，接线盒等处要有少量预留，方便二次接线。4.9安装工艺1按照?远程集抄系统工程施工及验收规*?执行，平安文明施工2所有接线的RS485接头必须要焊锡，并做好防水处理。4.10施工保证措施1电井中的线材要用扎带束好，做好防水、鼠措施；对于刚放的信号线或通讯线不要掉挂在*处，以免线受力拉断，或防止其他施工人员剪断；2设备在确保平安、不丧失的情况下才可安装，并做好防雷、防盗、防潮措施；3系统调试前，严禁设备通电，防止线路短路烧坏设备。4安装设备前，应认真仔细地检查信号线，防止被其他施工单位人员打断，以确保线路及线管无损坏。5抄表信号线假设是屏蔽线，要做好接地处理。屏蔽层拧接在一起加焊锡后要接在防雷接地体上。6AC220V电源的接地要严格按照强电?民用建筑电气施工规*?执行。7终端安装时，箱内的信号线要排列整齐，并且要套好管，标识清楚，清晰美观。终端箱盖后面要贴好房号标识卡。8如现场有改变，请及时与设计者联系。. z