摘  要：近几年来由于电网使用范围日渐扩大以及智能电网科技的蓬勃发展，运用电能计量自动化系统是必然趋势。本文以电能计量自动化采集终端的概念为出发点，进一步探究终端经常出现的故障以及其解决方案和应对措施，在低压载波集中抄表科技和现场电能量采集终端以及其他部分采用计量自动化采集终端运维的方式，本文为实际操作提供指导作用。

关键词：计量自动化系统;电能量采集终端;低压载波抄表

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

在所有电能量计费系统构成部分中，其中一大主要构成部分是收集电能量的终端设备，这一部分位置在计量主站和电能表两者之间，这一设备的构成多种多样，如采集、保存、加工、长时间储存、数据传输功能等装置。电能量计费系统主要由终端设备与主站组成，通常安置于现场连接表计中，起着收集和传输远方的原始电量以及一部分负荷数据的作用。

即使是不一致的通信端口和不同的主站，电能量采集终端也能够允许其在同一时间通信，同时还能够按照不同主站需要的差异设定不完全一致的数据传送信息。采集终端内部包含着众多不同功能的模块，其中根据其通讯方式的不同，将其划分成为： CDMA通讯模块、GPFIS通讯模块、PSTN采集模块、FSK模块等等，因此按照自身的需求，电力企业能够挑选出最适合的模块，我国通常使用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：

①能够精准的收集厂站电能量的数据。收集的周期时长通常在一分钟到二十四小时之间，根据特定安排的起始时间、内容，采集终端能够将信息传送到主站;②能够根据相关需求将电流、功率、电表窗口的用电量、电压、月冻结电量、需求量、分时电量、电表内情况（比如失去压力、失去电流等情况）以及自身情况记录等内容传输至主站并且进行储存;③允许连接脉冲电能表以及多功能电子表。通常情况下，通过RS232或者RS485途径连接上多功能电子表，通过无源脉冲输入途径连接上脉冲电能表。电能采集终端不仅能够拓宽其输入的脉冲量的渠道，而且允许同一时间插入多个多功能电子电能表，通常外国一些出名的多功能电能表能够扩展成为CS（电流环）接口;④能够连接厂站中比较常规的多功能电子电能表;⑤电能量收集数据储存容量具有一定的限制，能够储存电能量数据一定的天数。

2 终端常见故障类型及处理方法

解决电能计量自动化采集终端中的故障，即在运行过程中，解决厂站、客户采集终端数据、功能中的故障，从而保障采集终端的各个基本功能都能够满足计量自动化系统的现场需求。根据现场发生的故障种类的不同，可以将其划分为三大类，下面对三种故障类型分别说明。

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硬件原因：终端485口出现问题、没有电压或者是电压过低;电表485口出现问题、电压值为零或者电压值过低;通信线路中断或者水晶头处接触、压接情况不良。②人为原因：终端或者电表的485口端口连接位置错误或者是连接了相反方向; 通信線极性连接成了反方向。③参数设置原因：终端RS485通道号设置错误;终端测量点参数设置错误：其中包含电表通信地址、数据位、停止位、电表通信波特率、效验位、测量点有效标志、电表通信规约等内容。

2.1.2 故障处理步骤

核查终端计量点参数数值：核对自动化终端内的电表参数（包括规约、停止位、表地址、校验位 、数据位  等内容）与实际电表参数的一致性。

核查电表和终端485性能：第一，使用万用表直流电压档确定电表485口是否有电压存在。485口输出电压通常在1.5-4.5V之间，一旦出现零电压或者出现电压不正常的情况，就能够基本认定电表（终端）485口存在故障;然后使用电表工厂制定的读表软件或借助掌机采集电表中的数据。假使能够采集电表正常的数据，就表明电表的485口没有故障，从而间 接地表明问题出现在终端485口。

2.2 终端不能上线

2.2.1 终端不能上线故障分类

根据终端通讯通道种类的不同将其划分为两大类：第一类是终端不能通过电话通道（PSTN）上线，第二类是终端不能通过无线网络上线。

在终端不能通过电话通道（PSTN）上线方面，对它进行故障检测过程主要包括三个重要部分：①核对通讯参数的设定的正确性。②对电话的通道进行核查。检查电话通道有无异常。通过万用表直流档的使用来确定电话通道的电压大小是不是在四十五到五十二伏特之间。或者连接电话机，检测电话是否可以随时接入和打出以及通话时的通话质量。③检测防雷器能否正常使用。借助万用表直流档确认经防雷装置的电话通道中的电压大小有无在四十五到五十二伏特之间。

当出现终端不可以通过无线网络上线的情况时，通常将这一个故障归结于下面几大主要原因：①安装因素： SIM（UIM）卡信号不良;天线的安置不够到位或者出现破损、天线连接不紧的情况;②无线运营商因素：区域没有实现全网覆盖或者信号强度过弱;SIM（UIM）卡受到损害、出现故障或者后台运行中的档案不正常等;③参数的设定因素：设定的通讯参数以及主站通道有错误;登录的方式存在故障（UDP与TCP）;终端逻辑地址的设定不正确。

2.2.2 故障处理方法

①核查终端通讯的设定参数数值。②核查终端通讯方式。③确认SIM卡，SIM卡有无氧化或者接触不好的问题。④对现场的无线信号进行检查，如果信号比较差，则必须重置天线，改变外置天线的安装位置。

2.3 终端黑屏或白屏

如果出现这种问题，则需要首先确认直流电压以及外接交流电压是否正常连接到装置。如果接入，就可以初步的判定故障出现在装置本体中。

3 计量自动化采集终端的运行和维护

3.1 RS485总线在远程抄表系统中的应用

RS485总线指的是工业生产运用中一项水平相当高的科学技术，同时它还是现代化通讯技术的一项重要的工业标准。 RS485总线应用借助两个双绞线，通过这一对双胶线就能够方便地做到多点互相连接。RS485总线运用差分接收以及平衡传送的模式，当它发送端往外输出的时候，驱动器把TTL电平信息信号转变成为差分讯号，在接收端处，接收器进一步把差分 讯号变成TTL电平，所以RS485总线具备抗干扰的基本功能。依据RS-485的常规要求而言，传输信息的速度假如可以达到100 kbit/s，那么传送的长度可以达到1200m。总线包括两个单独的分系统，一是收集数据的装置，即数据收集器;二是集中数据的装置，即数据集中器。在这样一个点对应多个点的连接情况中，集中数据的装置是主要机器（也指上位机），采集数据的主要装置作为从属机（也称下位机）。它的网络图标如图1：

3.2 终端与电能表计通讯不成功的排查方法

①相同的RS485接口处所有表计通信假如都失败，那么就需要核查终端接口和这个接口的RS485总线能否成功的运行。首先核查终端RS485接口处是否完整，有无受到损害，如果接口处出现破损，那么就需要重置集成电路芯片;如果 RS485接口处没有受到损害，就需要确认接口处RS485总线是否出现线路断裂或者接线位置不对的情况，特别是终端以及表计远 距离连接传送的状态。

②如果相同的RS485接口中有一部分表计通信失败，那就表示终端RS485接口以及总线没有故障。这时，第一应该核查通信故障表计，检查它设定的参数有无错误，然后再进一步检查表地址、计规约、波特率等内容同表计有无不一致的地方;接着仔细核查电能表计接线和接口是否具有故障。

③在表计通讯距离比较远的情况下，如果通信过程中通信情况不良好，那么应该首先判定布线是否有故障。再一次核查布线确认它是否符合需求，尤其是屏蔽层接地方面的故障。如果故障始终无法有效的解决，那么可以赋予终端RS485口一些改变，可以加大上下拉电阻，进而提升一整个总线抵抗干扰的能力。

④假如某一個RS485端口连接的电能表计的数量过多，那么终端将总线上所有的表计都采集完所花费的时间有可能大于一轮抄表的时间间隙，这使得其中有几个时间节点缺乏应有的信息，进而对终端的收集成效造成不利影响。

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

电能计量自动化系统的所有构成部分中，低压集抄系统是其中一个重要的构成要素，它的重要作用是可以收集低压居民小区中的单相电子表。截止目前，因为低压居民的人数多而且分布广泛，计量点附近的环境多种多样，所以低压集抄系统的建设过程缓慢。制定低压集抄系统的第一要素就是需要一个合适的通讯模式，这对促进系统收集数据的稳定具有促进作用。如今，在低压集抄系统中，比较常规的通讯网包括低压电力线载波通讯网、RS-485总线网。由于提供电力的企业公司掌控者电力线，如果电力线能够完成载波通讯，那么就不再需要额外投资用来建设通讯线路，这就能够大大的节省投资费用，而且非常灵活便捷地就可以做“即插即用”。所以，这些年来低压电力线载波通讯普遍应用于低压小区集抄系统。

结  语

近年来随着智能电网技术的蓬勃发展与创新，电能计量自动化系统的使用范围日渐扩大，同时由于计算机技术的更新而逐渐完善发展，显然在国家电力行业中已经占有了举足轻重的地位。如果需要完成电网操作的自动化，需要不间断地推动电能计量自动化系统的革新，而且对终端的现场维护也至关重要，必须使工作人员集体协作，团结进步。

参考文献

[1]汪红平.深圳电能计量自动化系统应用功能改造[D].华南理工大学，2016.

[2]李启奕.变电站电能计量遥测系统运维管理研究[D].华南理工大学，2014.

作者简介：蒋福德（1987-），男，本科学历，助理工程师，主要从事电能计量自动终端维护等方面的工作。