一、概述
随着计算机技术的飞速发展，计算机技术的不断提高，计算机在电力行业各个领域得到了广泛的应用，并越来越普及。在我国，几乎每个地区的电力部门都已实现了用电收费管理自动化。用电管理部门定期根据统计上来的用户用电数自动换算成人民币，然后将数据传给指定的银行系统，银行根据这些数据从各用户的帐户中自动划费，从而完成用电收费的自动化管理。但是用户用电数据的抄录及数据的计算机录入，却仍然只能依靠大量的人工操作来完成。在人工抄表的过程中，错抄、漏抄、抄人情表的现象非常普及。特别是有些表计度轮出现卡字轮后，丢失的数据根本无法计量。特别是城网、农网一户一表改造后，由于电业局实现抄表到户，规定范围外的线路电能的损失就得由电业局负责，种种人为原因造成的线损问题对电业局来讲就越发显得重要。因此，有人开始尝试采用电力载波的传输方式实现远方计算机自动抄表。
载波抄表要解决的问题有以下几个方面：
1. 解决人工抄表问题
实现远方计算机自动抄表后，操作人员只需坐在计算机前进行操作，就可将远方千千万万个用户的电表表底数抄回。并可直接自动转换成用电费用，将数据传给指定银行。数十人多天的工作，一个人只需半小时时间就可完成。极大的解放了生产力。
2. 减少额外线损
额外线损主要来自计度轮卡轮造成电表不走字、人为动计度轮、短路偷电。实现远方计算机自动抄表后，计度轮不走字，表里的计算机仍然在计数，所以抄到的数据是准确的（如何解决用居民电量纠纷，下面具体阐述）。用户偷电问题，我们可通过每天该台变的总用电情况，线损情况，居民各用户表的用电情况的历史记录查出，进行重点监视（下面详细介绍具体实施方法）
3. 实现准确的线损分析
使用人工抄表得来的数据进行线损分析非常的不准确。因为人工不可能作到所有的表底数同一时刻抄到。除非断电方式。集抄系统则轻而易举的作到这点。
4. 最大用电负荷，用电负荷曲线分析
最大负荷的采样，人工的方法根本无法实现。而计算机可非常容易的进行间隔定时同时对各表进行表底数据的抄录，依靠这些数据得来的最大负荷情况应该说是准确的，作出的曲线分析应该说是可靠的。
5．三相负荷平衡分析
使用远方自动抄表系统后非常容易的根据每天的历史数据实现三相平衡准确分析。
但是远方集中抄表系统真正能完成以上的工作，就必须保证系统具有高抄表速度、高抄到率、高抄表准确度以及电表内部计算机计数的高精确度。另外价格方面也是一个非常重要的考核标准。从技术上和中国电网情况来讲，载波集抄系统能够真正实现以上性能是有相当大难度的。
载波集抄技术美国人早在上个世纪90年代初，就开始了应用。美国HUNT公司首先使用甚窄带技术实现了利用电力线远方抄表的实际应用。甚窄带技术的特点是传输距离非常的远，一般情况下能够传10多公里，并且信号能够穿透变压器。抗干扰能力非常强。众所周知，频率越窄，电力线上的载波干扰都具有一定带宽，其功率虽然很大，，但在任一窄带内的相对值是很小的。一般的说，带宽增加100倍，接收噪声功率增加10倍。当信号在一个很窄的通道内传输时，就可以小功率获得大信噪比。单位时间上的信噪比就越大，抗干扰能力也就越强。但是，甚窄带技术也有其不可避免的弱点。信号传输速度慢，造价高。一般利用甚窄带技术进行载波信号传输，传送一个电表的数据约需要几个小时。另外，加拿大INTELON公司，法国TOMSHEN公司，以及以色列的公司也生产出扩频技术的电力载波通信专用芯片。在国外有大量的应用。
1995年前后，根据我国电力行业的需要，远方电力载波技术开始应用在用电抄表上。最早人们采用485总线方式的远方集中抄表系统。也就是在每个台变下安装一台集中抄表机。各用户表通过拉线的方法与集中抄表机相连。采用这种抄表方式，抄到率一般情况下可作到100%，但是安装困难、造价高、维护困难等不可逾越的难题制约了这种抄表方式的发展。随后由于以色列等国外生产集抄系统厂家相继涌入中国。带来了先进的技术，先进的产品。中国的许多高科技公司也看准了集抄领域这块尚未开垦的处女地。因此，豁然间，中国大地象雨后春笋似的突然涌现出无数从事集抄技术开发应用的公司。先后生产出采用FSK（移频键控）、跳频、扩频、直序扩频技术的各式各样集抄产品。也有许多厂家直接使用国外现成的载波芯片，进行二次开发，完成集抄产品的研制。但是，载波通讯距离、抗干扰能力等中国电网的特有问题一直困扰着所有载波技术开发应用厂家。经过数年奋斗和撕杀，中国电网严酷的现场环境，使得大量的集抄生产厂家，这其中包括国外的厂家，经历着一次次惨痛的失败，负债累累，最终不得不退出历史的舞台。人们开始对载波集抄技术在中国电网这种复杂情况下的应用可行性表示怀疑，这无疑又给已经举步艰难的各低压电力线载波集抄研发公司在信念上一个打击。
在中国，载波集抄技术的实施所面临的困难主要有以下几个方面：
1． 网上家用电器的干扰
中国家庭使用的家用电器，在干扰控制方面，许多并没有象国外按照一定的标准严格控制。造成低压电力线上干扰信号非常大，并且各种频率不定。许多系统安装在这个台变，抄的很好，换一个台变抄到情况就非常糟糕。调试时很好，一交付使用就总出现问题。
2． 设备、线路陈旧，线路长
有些台变变压器过于陈旧，自身产生干扰。线路多处接头，线路阻抗大。低压电力线路过长。
3． 送电线路电缆直径不够，高负荷时，信号损耗严重。
4． 三相电缆为抗拉力采用绞接
为达到抗拉力的目的，许多地方电力部门低压电力线采用绞接的布线方式，使得各项上的信号互相干扰。
5． 民用电、工业用电混合供电
许多地方，民用电与工业用电混在一起，特别是那些家庭作坊。这也是中国电网的一大特色。这些家庭作坊有些使用着伪劣的电机设备，不停的启动、停止，随时在低压电力线上产生强大的干扰源。
二、产品介绍
我公司低压电力线载波集中抄表系统由载波集抄表、集中器、上位机及集抄软件三部分组成。辅助设备有MODEM。详见系统图
系统工作流程说明
集中器与上位机通过PSDN（电话线路）建立通讯连接。集中器与电表之间通过电力载波建立连接，每个台变下都安装有一台集中器。抄表时，首先上位机通过拨号的方式与集中器之间建立通讯链路，集中器开始逐一抄录本台变下的安装的所有电表表底数，并上传给上位机，从而完成整个抄表的工作流程。
系统各部分说明
载波表
系统可自动识别地表地址号。自动查找并记录各表所在的相位。换表时，抄表人员只需将电表地址号通过上位机发给集中器，系统可自动识别，并与之通讯连接
可实现欠费指示（增强型1）；电表上安装有欠费指示灯，并在指示灯下方印有汉字标注。上位机可发出指令，通过集中器在数秒钟之内实现远方控制某块载波表欠费指示灯亮或灭。这个功能是非常重要的。许多用户的欠费是无意识的，而如何催交电费一直是用电收费部门头痛的事。有的用户有时需要跑10多次才能通知到。实现远方控制欠费指示，可通过远方控制的现代化手段进行催交费通知，大大减轻抄表人员的工作，将生产力解放出来。
可实现远方控制断电、送电（增强型2）；上位机软件可发出指令在数秒钟之内远方控制某块载波表断电、送电。
具有红外通讯功能，可使用红外遥控器实现表地址设置、变比设置、表底数修改、表底数读出、继电器状态读出等操作。
作为变台下的考核总表的三相载波集抄表除可实现载波通讯外，还可进行失压记录；抄录时一般抄录总电量，所以与单相表的抄录方式基本相同。
停电后，电表中储存的数据可保存10年
电表本身功耗〈1.5VA
电表具备防震防水功能；
启动电流小，当负载电流为0.4IB时电能即可启动及连续记录。因此将使电业部门大大减少计量上的损失。（在广东罗定地区实用结果表明，在确保200V电压线路正常电压的情况下，种种因素加在一起使原来线损降低6%以上）
集中器
抄到率>99.5%；
进行实抄的过程中，在一般情况下，我们确保一小时内，个别表经过补抄，达到抄到率>99.5%。在实际的现场应用中，我们都达到了这个指标。达到这个指标在载波集抄领域是非常困难的，具我们不完全调查，现在还没有哪个厂家能够实现这个指标。
一次抄到率>98%；
在已安装的小区中，无论是用电高峰期还是低峰期，以每分钟120块的速度抄表，我们的系统都能够达到一次抄到率>98%。需要补抄的电表一般经过一次补抄就可完成。这样的抄到率目前是大多数低压载波系统生产厂家的产品根本无法比拟的。
抄表速度；
采用实时抄表，平均抄表速度为1秒/3块；
抄表距离；
不加任何任何中继方式，集中器与表之间点对点的直接抄表距离>700米。这个距离完全能够满足现场的需要。特别的情况对于距离集中器超过700米距离的个别表也可实现路由方式抄录数据。
最大存储容量；
可保存1000块表每天零点的表底数据90天。同时还可保存3组1000块表24小时末数据。以及一组1000块表即时数据，一组1000块表的冻结数据。一般情况下，这些数据存在集中器中，抄表时不送给上位机，只是在需要查看时，上位机特殊抄录。这些功能是非常重要的。现在电力部门大力倡导优质服务，在收费过程中，经常会出现用户认为自己没用这么多度电，与电力收费部门产生矛盾。我们的系统可立即从集中器中调出该用户每天的用电情况，让用户自己查看，使用户心服口服。另外，对于计度轮卡轮的电表让用户补交电费时，也可提供依据。
可实现级连；
最大实现15个台变的集中器RS232或RS485 级连（1000米之内）。在城市中，一般一个小区有多各变压器供电，这些变压器相对位置大都在1000米之内。每个台变使用一个电话线路，显然非常不合理。电业局也不愿承担太多的月租费用，因此我们采用集中器之间1000米内拉线直连的方式。实现使用一条电话线路连抄数个集中器。在实际应用中，我们实现最多将一个小区中9个台变下的集中器级连抄表。最大限度的利用线路资源。而且这种级连方式大大提高了抄表速度。因为上位机可对级连中的所有集中器发布抄表命令，各集中器同步进行抄表操作，由于各集中器下的所接电表数不同，各集中器抄表工作完成的时间也肯定不同，哪个集中器先抄完表，哪个集中器就先给上位机送数据。这样不管总共多少只表，最终的抄表时间几乎与最大的台变抄表时间相同。我们已安装的小区中，最高的能使抄表速度提高8倍。抄3000块表的速度与抄400块一样快。
不需对集中器设置抄表路由；
由于我们的载波传输距离达到了实用标准，因此在一般情况下，我们集中器都不需设置路由。但我们有路由功能，在特殊情况下，个别表距集中器的距离超过700米时使用。
集中器本身功耗；
集中器本身功耗工作时〈0.05W，空耗时〈0.01W；
集中器掉电后数据保存；
集中器断电后，集中器中储存的数据可保存10年；
注：集中器本身配有防雨密封圈，进一步的安全、防盗、防风雨问题
由我公司设计配有模数开关、模数插座专门表箱，将集中器和考核表统一装入。可提供已设计好的样品图片。
便携机抄表方式
这是一个后备功能。采用这种抄表方式的原因是，有时电话线路出现故障，工作人员到现场抄录中使用。在抄录级连的集中器时，操作人员仅需将便携机的RS232口与1号集中器的RS232接上，启动抄表程序即可将所有级连的集中器下的电表抄回。不需对每一个台变下的集中器逐一连接抄录。现场抄表人员操作简单便利。
手持机抄表方式
有些台变电力部门不愿或无法提供电话线路，采用手持机抄表。在抄录级连的集中器时，操作人员仅需将手持机的RS232口与1号集中器的RS232接上，启动抄表程序即可将所有级连的集中器下的电表抄回。不需对每一个台变下的集中器逐一连接抄录。现场抄表人员操作简单便利。
软件功能；
A、 抄表软件功能
具体软件功能详见软件使用说明书
B、 数据转换
根据用户要求及用户使用的用电管理系统数据库文件格式编制相应的数据自动导出导入接口；抄表软件提供自动数据导出导入功能。可自动将抄回的数据内容按用电管理软件的格式放入其相应的数据库中，随时可供用电管理软件调用。
与用户正在使用的用电管理软件开发商协商建立一公共调用数据库格式。这样作的目的是那一方的软件都不可造成另一方软件的死机。责任界限分明。
C、 抄表软件嵌入
将抄表软件嵌入到用电管理软件中，作为该软件功能菜单中的一个内容。一旦执行该功能，将自动转入抄表软件中。抄表软件退出后自动返回到用电管理软件。
五、系统可实现的功能
系统安装调试简单，一般一个台区需数天之内即可完成。调试安装完毕后可实现以下功能：
l 个小区的，不管多少块电表，只要实现部分级连，均能保证抄表工作在2分钟完成（集中器建立连接的时间不算），并保证各电表数据的时间误差〈8分钟。
城网中，可绝对实现每一块电表直接抄录，不需使用任何其他电表作为中继；农网中，个别超过700米远距离的电表采用路由抄表方式。
可使用一个电话号码完成对15个台变集中器的连抄；
抄到率可达到100%；
一次抄到率可达到98%；
抄表速度可实现最快1000块/分钟（除去与集中器通讯连接时间）；
可在数秒钟内将上位机对表的欠费指示命令通过集中器转发到表上；
可在数秒钟内将上位机对表的远方控制断电、送电的命令通过集中器转发到表上
具有超强的抗干扰能力；
可自动识别各表所在台变的具体相位，完全符合三相负荷平衡计算的需求；
可保证字论度数与计算机抄表度数误差〈0。4度的误差指标；
具有逐表抄表数据校正功能；
软件中不需任何烦琐的路由设置；
软件可完成线损分析、三相负荷平衡计算、电量需求分析等一些用电管理自动化工作；
软件设置工作流程是：首先对上位机软件进行参数设置，然后通过上位机对集中器进行初始化设置，使得集中器知道本台变下都安装了那些地址的表？。同时对集中器的时钟、震铃次数进行设置。集中器根据这些从上位机传来的参数开始从最低表号逐一抄表，直到所有表都轮抄一遍为止后，初始化工作结束。在集中器进行初始化的过程中，上位机对集中器进行的任何操作，集中器都不会响应。集中器初始化结束工作后，集中器开始对所有电表往复循环抄表，当上位机对集中器发出抄表命令时，集中器把最后一次的抄表数据上传给上位机。集中器在往复循环抄表的过程中，按次进行统计，本次抄不到的表，将在本次记录里记录为故障表。所以经常可看到一些表出现临时故障的情况。
系统的安装调试
系统的安装调试非常简单，在电表安装工作结束后。调试人员进入现场首先选择集中器安装位置，安装好集中器。然后检查各表的安装情况，查看有无"零"，"火"接反的电表，以及表尾接线是否接实。并将各表的表号抄回。（也可选择集中器自动查找，但是由于范围从1-99999太大，集中器查找表号的工作太慢）。将抄回的表号通过上位机输入到集中器，并对集中器进行初始化命令操作。这大约需要30分钟的时间。然后上位机抄回集中器抄到的数据，检查是否所有表抄回。一般情况下所有的表都应该抄回，抄不回的表示为故障表，必须更换。所有的表都能抄回后，将集中器最近一次抄表数据打印出来，逐表查看对比，检查是否有卡字轮的。一般的情况下我们的计算机计数与计度轮计数应该完全一致。出现误差变化就可视为电表出现故障。一般情况下，一个500表的台变，调试工作应在3天内完成。
在调试过程中的集中器大部分设置调试人员完成后，一般电业局使用人员不会再动。所以调试时，应尽量将集中器的设置工作作全，以防电业局使用人员在世用中出现问题。
系统竣工考核测试
竣工考核测试，是我们在系统安装调试完毕后的自验收标准。
1、 数据实时抄录测试
测试次数50，断电表供电测试10次
切断电表供电电源后2分钟内系统即可发现该表故障。由此证明系统实时性可保证在2分钟内。
2、 抄到率测试
连续抄表50次测试。分间隔测试10次。
要求抄到率100%，每次抄到率>99%。
在用电高峰期分15分钟间隔测试，需可明显显现抄回的表数据在变动。以次证明所抄数据的真实性。
3、 抄表时间（抄表速度）测试
连续抄表50次。断电表供电测试（二块）10次。
正常情况下每100块表每次必须保证抄表周期在1-2分钟之内。（注：故障表因需进行多次反校故障确定判别，将极大影响抄表速度）
4、 准确度测试
分别对每块电表进行抄表数据准确度测试。测试次数1次。
l所有抄回数据与其表字轮读数比较必须能保证误差在0.3之内
5、 保证集中器直接抄表测试
在系统中对任一电表进行断电测试。测试次数50次。
l 不能出现有影响其他未断电电表数据抄不回来的情况出现。
6、抗干扰能力测试
在线路上接大功率施工机械如电焊机等，且正在工作的情况下，对接有这些设备的一组进行了实时电表抄录测试。测试次数10次。
7、传输方式测试
7.1、RS-232传输方式测试
使用便携机通过RS-232与集中器通讯，进行抄录测试。
每次便携机都能与集中器正常握手通讯。并能将数据准确无误的抄回。
7.2、电话线传输测试
使用交换机模拟来实现电话线与集中器通讯。每次上位机都能通过MODEM与集中器正常握手通讯。并能将数据准确无误的抄回。
8、 系统安全测试
使用60M示波器对线路进行测试。
所有线路上系统所发的载波信号都能达到原设计的脉冲幅度要求。其幅度及载波信号功率不会造成线路上民用电器设备损坏，也不会影响这些设备的正常工作。
技术支持及售后服务
本公司在全国多个省市设有分支机构，该分支机构能够独立承担整个系统中的软、硬件技术支持。在省内可确保用户提出问题，12小时提出解决方案或赶到现场进行问题处理及技术支持。
