影響電能量集抄系統抄表成功率的常見故障及解決方法

電能量集抄系統在電力系統中得到廣泛應用，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。集抄系統如發生抄表故障，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rs485故障情況進行了統計可以看出，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485總線敷設結構如圖2所示，呈發散狀，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信號傳輸線。信號在傳輸線上傳送，若遇到阻抗不連續的情況，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不確定性。
如圖5所示:每個節點的阻抗r約為12k，則32個節點的并聯阻抗為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（差分電壓200mv）,成功地克服了接收器狀態的不確定性。

 

3結語
　　目前rs485抄表技術已在電力系統獲得廣泛的應用，它實現電網電能量的自動采集、分析功能。并通過支持系統實現與營業mis系統的無縫鏈接，實現與電力負荷管理系統集成聯結，為電力企業的商業化運營提供了決策依據。圍繞電能量集抄系統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.