電能量集抄系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中得到廣泛應用,如何提高遠方抄表的成功率是電能量集抄系統(tǒng)研究的重要課題之一,本文結合聊城供電公司現有電能量集抄系統(tǒng)的應用情況,分析了在實際使用過程中影響抄表成功率的主要原因,提出了行之有效的解決辦法。
關鍵詞:電能量集抄系統(tǒng)抄表成功率rs485電能表集抄器
0引言
聊城供電公司全部變電站使用電能量集抄系統(tǒng)進行遠方抄表,計量點多,距離遠,分布廣,而且全部實行了無人值守。集抄系統(tǒng)如發(fā)生抄表故障,不得不派專人到現場進行抄讀和故障處理,浪費人力、物力,而且影響了電量、電費、線損等用電營業(yè)指標的及時分析與核算。筆者通過實際工作經驗總結了影響電能量集抄系統(tǒng)抄表成功率的主要問題和故障處理、改善的方法,供參考。
1電能量集抄系統(tǒng)rs485故障調查和原因分析
2003年2月,我們對聊城供電公司電能量集抄系統(tǒng)rs485故障情況進行了統(tǒng)計可以看出,rs485通訊質量差是影響抄表成功率的主要原因。
經過分析可能造成其通訊質量差的原因主要有以下方面:
1)rs485網絡拓撲結構不合理;
2)rs485總線太長引起信號反射;
3)接收器輸出狀態(tài)不確定。
此外造成影響抄表成功率的原因還有電能表rs485接口損壞、rs485電纜接點松動、屏蔽層接觸不良或接地不好,采集終端內部cpu死機,人員操作錯誤等,由于上述問題能夠在施工或檢查中便于發(fā)現,這里不再闡述。
2對提高rs485通訊質量的研究
2.1改善rs485網絡拓撲結構
合理的網絡拓撲結構,是保證rs485總線正確傳輸數據的基礎。rs485應采用總線型,不能采取星型和環(huán)行網絡結構。實際網絡接線應用一條總線將各只電能表串接起來,將集抄器置于中間而形成主干的t型分布改為置于一端,從總線到每只電能表的引出線長度盡量縮短,使引出線中的反射信號對總線信號的影響降至zui低。不正確的連接方式,信號在各支路未端反射后會與原信號疊加,造成信號質量下降,導致抄表失敗標明了常見的錯誤連接方式abc,和正確的連接方式def。
例如:我公司220kv龐莊變電站,整改前集抄系統(tǒng)485總線敷設結構如圖2所示,呈發(fā)散狀,通訊質量較差;改為串聯結構后,通訊效果大大提高。
2.2避免由485線長引起的信號反射
一般選擇雙絞線作為差分平衡系統(tǒng)信號傳輸線。信號在傳輸線上傳送,若遇到阻抗不連續(xù)的情況,會出現反射現象,從而影響信號的遠距離傳送,因而必須采用匹配的方法來消除反射。根據電磁波、信號系統(tǒng)等相關知識,當選用的匹配電阻阻值等于485總線特性阻抗時,在接點處反射信號強度為零。我們現場使用的485總線為屏蔽雙絞線(型號為rvvp20.5mm2),其特性阻抗大約在100至120之間。在參考相關技術文獻并經多次試驗后,確定選用阻值為120的匹配電阻,在總線兩端各焊接一只匹配電阻,以抑制反射信號。連有集抄器的一端,容易找到焊接點;總線的另一端,必須是末端電能表側,否則將導致通訊錯誤.
例如:我公司220kv耿莊變電站集抄器安裝在主控室電度表屏,35kv所變室另有3只電能表,485總線長達500余米。接入了匹配電阻后,避免了在長線信號傳輸時發(fā)生信號反射,抄表成功率大大提高。
2.3如何改善接收器輸出狀態(tài)不確定
由于rs485接口采用差分傳輸方式,接收器的接收靈敏度為200mv,當總線電壓在-200mv~ 200mv之間時,接收器輸出狀態(tài)不確定,出現接收錯誤,造成抄表成功率下降。根據rs485標準,接收器的輸入阻抗12k(稱為單位負載)時,總線上能連接32個收發(fā)器。在rs485總線增設偏置電阻,就能增大接收器壓差,改善接收器輸出狀態(tài)不確定性。
如圖5所示:每個節(jié)點的阻抗r約為12k,則32個節(jié)點的并聯阻抗為r3=12k/32=375,匹配電阻rt=120;
由反射信號引起的反射電流iref=vref/(r3rtrt)=0.15/(r3rtrt)=2.9ma;(反射信號的zui大電壓vref=0.15v)
rs485收發(fā)器的滯后電壓值(hysteresisvalue)一般為50mv,即:(ibias-iref)(r3rtrt)=5ma
由: 5v=ibias(r1 r2 (r3rtrt))可計算出r1=r2=620
我們對公司屬所有變電站都在采集終端485接口線路板a、b接點上分別焊接一只560的上拉、下拉電阻,如圖6所示。當總線空閑或開路時(電壓在-200mv~ 200mv之間),就可以利用偏置電阻將總線偏置在一個確定的狀態(tài)(差分電壓200mv),成功地克服了接收器狀態(tài)的不確定性。
3結語
目前rs485抄表技術已在電力系統(tǒng)獲得廣泛的應用,它實現電網電能量的自動采集、分析功能。并通過支持系統(tǒng)實現與營業(yè)mis系統(tǒng)的無縫鏈接,實現與電力負荷管理系統(tǒng)集成聯結,為電力企業(yè)的商業(yè)化運營提供了決策依據。圍繞電能量集抄系統(tǒng)rs485故障情況,并通過工作實踐,本文作了簡單分析,希望對從事電能計量集抄工作的同仁有所幫助.
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