智能表采集成功率提升與故障排查探討
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用電運(yùn)維采集服務(wù)中心 王良樹
（大規(guī)模進(jìn)行電力用戶用電信息采集建設(shè)已進(jìn)入第3個(gè)年頭。目前，僅四川省在運(yùn)行的智能電能表就有600多萬塊，從采集平臺發(fā)布的數(shù)據(jù)看，全省平均采集成功率達(dá)到85%以上，通過數(shù)據(jù)分析我們可以看到，一些臺區(qū)采集成功高的可達(dá)100%，但采集成功率低的甚至不到50%。我們采集運(yùn)維服務(wù)中心的技術(shù)人員會同采集施工人員、廠方技術(shù)人員對一些采集成功率較低的臺區(qū)采集設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場檢查及故障排除后，將影響采集的故障原因、處理方法進(jìn)行分類，供同行一起探討。）
1、集中器常見故障及處理
低壓集中器在用電信息采集系統(tǒng)中用于收集并儲存各采集終端 （或載波電能表）的數(shù)據(jù)，同時(shí)與主站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。它是實(shí)現(xiàn)電力用戶的綜合供用電監(jiān)測、控制和管理的關(guān)鍵設(shè)備。集中器通過上行信道與主站管理系統(tǒng)通信，接受主站管理系統(tǒng)的指令，向主站傳送數(shù)據(jù)；集中器根據(jù)主站指令通過與采集器（載波電能表）雙向通信，向采集器（載波電能表）發(fā)送指令，設(shè)置和抄讀電能表的相關(guān)參數(shù)。
1）集中器上線判斷：將手機(jī)卡放入集中器通信模塊SIM卡槽內(nèi)，接好天線，過1分鐘左右如果能正常上線，液晶左上角 將出現(xiàn)
符號。
2）集中器沒有上線：
1、集中器常見故障及處理
低壓集中器在用電信息采集系統(tǒng)中用于收集并儲存各采集終端 （或載波電能表）的數(shù)據(jù)，同時(shí)與主站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。它是實(shí)現(xiàn)電力用戶的綜合供用電監(jiān)測、控制和管理的關(guān)鍵設(shè)備。集中器通過上行信道與主站管理系統(tǒng)通信，接受主站管理系統(tǒng)的指令，向主站傳送數(shù)據(jù)；集中器根據(jù)主站指令通過與采集器（載波電能表）雙向通信，向采集器（載波電能表）發(fā)送指令，設(shè)置和抄讀電能表的相關(guān)參數(shù)。
1）集中器上線判斷：將手機(jī)卡放入集中器通信模塊SIM卡槽內(nèi)，接好天線，過1分鐘左右如果能正常上線，液晶左上角 將出現(xiàn)
符號。2）集中器沒有上線：
- 集中器SIM卡欠費(fèi)（沒有安裝SIM卡或者安裝錯(cuò)誤）；
- 集中器的IP、端口號等參數(shù)設(shè)不正確；
- 集中器GPRS通訊模塊壞了；
- 集中器處GPRS信號強(qiáng)度太低（10以下）
3）集中器沒有發(fā)出抄表信號
- 集中器沒有啟動抄表。主站未對集中器下發(fā)電表資料，集中器沒有設(shè)置抄表時(shí)段等；
- 重新啟動抄表失敗，包括：集 中器與路由之間抄表失敗，集中器沒有可以抄讀的數(shù)據(jù)項(xiàng)內(nèi)容；
- 啟動抄表后，信號沒能發(fā)出， 包括路由與集中器載波芯片之間通訊異常，載波電路存在問題；
4）所有電表對集中器的抄表信號不做回應(yīng)
- 集中器與電表通訊協(xié)議不同或司一協(xié)議但各幀定義不同，電表不做回應(yīng)；
- 集中器要抄讀的電表表號與實(shí)際所有電表地址不對應(yīng)；
- 由于集中器的載波電路受到干擾，電表做了回應(yīng)集中器沒有收到電表回應(yīng)。
5）導(dǎo)致所有電表對集中器的抄讀回應(yīng)內(nèi)容錯(cuò)誤
- 集中器抄讀的數(shù)據(jù)標(biāo)識、電表回應(yīng)的數(shù)據(jù)內(nèi)容集中器不能正常解析；
- 電表不支持集中器所抄讀的數(shù)據(jù)項(xiàng)。
6）部分表抄不到的問題
整理分析失敗的電表，看失敗的電表是否滿足如下條件：
整理分析失敗的電表，看失敗的電表是否滿足如下條件：
- 集中器與電表通訊協(xié)議不同或司一協(xié)議但各幀定義不同，電表不做回應(yīng)；
- 集中器要抄讀失敗表的表號并非現(xiàn)場存在的電表表地址，存在換表或錄入錯(cuò)誤問題；
- 集中器要抄讀的數(shù)據(jù)標(biāo)識，失敗電表回應(yīng)的數(shù)據(jù)內(nèi)容，集中器不能正常解析；
- 電表不支持集中器所抄讀的數(shù)據(jù)項(xiàng)；
- 電表故障；
- 在排除上述問題后，考慮現(xiàn)場臺區(qū)線路問題。
圖一：臺區(qū)多日抄表成功率
圖二：各臺區(qū)抄收失敗清單
圖三：各臺區(qū)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)表
2、采集器常見故障及處理
采集器是低壓集中抄表系統(tǒng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它在集中器與用戶電能表間構(gòu)架一座溝通的橋梁。集中器與采集器通過專用的載波芯片同電能表互通信息，以低 壓 （220/380V）電力線作為信息傳輸媒介把它們傳給遠(yuǎn)處的數(shù)據(jù)集中器，以載波通信方式實(shí)現(xiàn)集中抄表。我們在現(xiàn)場常見采集器故障有以下幾種：
1）采集器電源接線故障：（采集器不工作或工作不正常）
- 采集器電源接線端1號為火線、4號為零線，但現(xiàn)場接成1號和3號接線柱，導(dǎo)致采集器未通電而無法正常采集；
- 采集器電源接線方式正確，但由于電源進(jìn)線接觸不良導(dǎo)致采集器未通電而無法正常采集。
2）電表485接線接線故障：
- 采集器485端口與電表RS485通信端口，必須A接A，B接B，對應(yīng)接入，不能交叉、不能短路、不能錯(cuò)位。A、B用不同的顏色線區(qū)分；
- 沒有按照電能表接線盒上的標(biāo)示連接485線，造成接線錯(cuò)位等；
- 485松動，接線不牢固，導(dǎo)致采集器無法正常采集。
3）采集器采集不成功解決辦法：
可以通過掌機(jī)（TP900）灌入測試程序，然后在現(xiàn)場通過掌機(jī)紅外通訊，輸入電表通訊地址和通訊協(xié)議號后從采集器抄讀電表當(dāng)前示度。
可以通過掌機(jī)（TP900）灌入測試程序，然后在現(xiàn)場通過掌機(jī)紅外通訊，輸入電表通訊地址和通訊協(xié)議號后從采集器抄讀電表當(dāng)前示度。
- 首先確認(rèn)電表和采集器485端口接線，如果不確定，可以通過萬用表測量電表端子，正級為A，負(fù)極為B。用萬用表測量485回路RS-485的A與B之間的電壓，正常范圍應(yīng)在2.0—4.5V之間，如果測得的電壓為0或接近于0，甚至為負(fù)值，說明在該回路中有的表計(jì)RS-485的A、B端接線有短路或接反的可能，需要逐個(gè)表計(jì)進(jìn)行檢查。
- 與電表廠家聯(lián)系確定電表通訊地址，并確定電表是否支持DL/T645-2007協(xié)議。
- 電能表與集中器由載波模塊通過電力線路來通訊，電力線存在的干擾比較多，對抄表穩(wěn)定性有影響，必須電力通道良好，否則，需更換載波模塊測試。
4）載波通訊干擾問題：
電力線是給用電設(shè)備傳送電能，而不是用來傳送數(shù)據(jù)的，所以電力線對數(shù)據(jù)傳輸有許多限制。在低壓配電網(wǎng)絡(luò)中，影響載波通信的因素包括低壓配電線路對載波信號的衰減、電力負(fù)荷投切造成的載波通信輸入阻抗變化、電力線路上的諧波、噪聲干擾等，這些因素直接造成載波通信的不可靠、不穩(wěn)定。
某典型臺區(qū)，現(xiàn)場極為復(fù)雜，幾乎每家每戶都有空調(diào)，在供電臺區(qū)內(nèi)還有其它的大型用電設(shè)備，如電梯、補(bǔ)償電容器等，客戶現(xiàn)場工程師曾經(jīng)去現(xiàn)場監(jiān)控過集中器，白天幾乎沒有表抄回。在排除集中器本身硬件故障后，我們建議按以下步驟解決問題：
電力線是給用電設(shè)備傳送電能，而不是用來傳送數(shù)據(jù)的，所以電力線對數(shù)據(jù)傳輸有許多限制。在低壓配電網(wǎng)絡(luò)中，影響載波通信的因素包括低壓配電線路對載波信號的衰減、電力負(fù)荷投切造成的載波通信輸入阻抗變化、電力線路上的諧波、噪聲干擾等，這些因素直接造成載波通信的不可靠、不穩(wěn)定。
某典型臺區(qū)，現(xiàn)場極為復(fù)雜，幾乎每家每戶都有空調(diào)，在供電臺區(qū)內(nèi)還有其它的大型用電設(shè)備，如電梯、補(bǔ)償電容器等，客戶現(xiàn)場工程師曾經(jīng)去現(xiàn)場監(jiān)控過集中器，白天幾乎沒有表抄回。在排除集中器本身硬件故障后，我們建議按以下步驟解決問題：
- 修改集中器的抄表時(shí)段，將原來的抄表時(shí)段由1：00開 始改為從0：10開始，延長抄表時(shí)間；
- 調(diào)整集中器的位置，將現(xiàn)有集中器移動到受變頻設(shè)備影響較小的位置；
- 升級集中器載波芯片軟件版本，使其盡可能與采集器、載波表的載波芯片相匹配。優(yōu)化其現(xiàn)有的自動路由尋址程序，增強(qiáng)了設(shè)備在復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定性，有效提升尋址效率和臺區(qū)的抄表率；
- 應(yīng)用電力線載波通信測試系統(tǒng)，對集中器、采集器、智能電表的載波通訊質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控和測試，為判斷載波設(shè)備通訊質(zhì)量的優(yōu)劣提供相關(guān)依據(jù)。臺區(qū)劃分錯(cuò)誤，出現(xiàn)了檔案串臺區(qū)問題。
由于集中器目前還不具備自組網(wǎng)絡(luò)的能力，在采集系統(tǒng)建設(shè)中要求電力營銷部門理清配電臺區(qū)的用電戶檔案，尤其是電能表編號，通過主站將這些資料下發(fā)到臺區(qū)集中器，才能啟動自動抄表。同樣，在抄表系統(tǒng)運(yùn)行過程中，當(dāng)臺區(qū)內(nèi)更換電能表、新增用電戶或者臺區(qū)之間發(fā)生線路切換等業(yè)務(wù)時(shí)，必須及時(shí)正確地維護(hù)集中器中的用戶資料。理清配電臺區(qū)與用戶電能表的關(guān)系往往需要耗費(fèi)很大的人力。所以經(jīng)常因?yàn)榕_區(qū)集中器裝入了錯(cuò)誤的表號而導(dǎo)致費(fèi)時(shí)費(fèi)力的現(xiàn)場排查工作，尤其對于用電歷史長的老城區(qū)，理清電能表與臺區(qū)的關(guān)系極其困難。對一些抄不到的表計(jì)，我們要求認(rèn)真查看復(fù)核現(xiàn)場電表與集中器在線路拓?fù)鋱D中的關(guān)系，查看是否位于同一個(gè)臺區(qū)，如果不在同一個(gè)臺區(qū)，將電表關(guān)聯(lián)到同一個(gè)臺區(qū)的集中器下。
3、采集系統(tǒng)常見問題及解決辦法
在現(xiàn)場新裝終端安裝成功以后，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)將檔案導(dǎo)入用電信息采集系統(tǒng)，在用電信息采集系統(tǒng)內(nèi)將用戶資料下裝到集中器，用電信息采集系統(tǒng)會根據(jù)營銷系統(tǒng)提供的檔案進(jìn)行檔案匹配。在資料成功導(dǎo)入主站系統(tǒng)后，就可以查詢到該臺區(qū)是否在系統(tǒng)中安裝成功了。
如未查詢到該終端，可能是在導(dǎo)入資料時(shí)提示集中器、采集器、電能表資產(chǎn)編號有重復(fù)或同已有檔案的沖突，仔細(xì)查找重復(fù)或沖突編號并處理。
抄表成功率低的案例分析
2012年初，我公司接到某供電局邀請，對該供電局所已安裝22000多戶智能表采集系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。接到項(xiàng)目通知后，經(jīng)過我對項(xiàng)目的全面了解，該局智能表采集系統(tǒng)的狀況如下：
3、采集系統(tǒng)常見問題及解決辦法
在現(xiàn)場新裝終端安裝成功以后，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)將檔案導(dǎo)入用電信息采集系統(tǒng)，在用電信息采集系統(tǒng)內(nèi)將用戶資料下裝到集中器，用電信息采集系統(tǒng)會根據(jù)營銷系統(tǒng)提供的檔案進(jìn)行檔案匹配。在資料成功導(dǎo)入主站系統(tǒng)后，就可以查詢到該臺區(qū)是否在系統(tǒng)中安裝成功了。
如未查詢到該終端，可能是在導(dǎo)入資料時(shí)提示集中器、采集器、電能表資產(chǎn)編號有重復(fù)或同已有檔案的沖突，仔細(xì)查找重復(fù)或沖突編號并處理。
抄表成功率低的案例分析
2012年初，我公司接到某供電局邀請，對該供電局所已安裝22000多戶智能表采集系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。接到項(xiàng)目通知后，經(jīng)過我對項(xiàng)目的全面了解，該局智能表采集系統(tǒng)的狀況如下：
- 系統(tǒng)安裝由換表施工隊(duì)在換表時(shí)同時(shí)安裝，統(tǒng)計(jì)表資料也來源于施工隊(duì)；
- 積成主站系統(tǒng)資料由供電局負(fù)責(zé)人員錄入；
- 積成主站系統(tǒng)內(nèi)上線率在63%，抄表成功率17.5%；
- 安裝臺區(qū)在全城內(nèi)各種環(huán)境均有，老改小區(qū)、將拆遷小區(qū)、公變小區(qū)、新建小區(qū)等，其中部分臺區(qū)供電相當(dāng)混亂；
- 采集硬件設(shè)備是一家公司，載波模塊是另一家公司模塊。
掌握情況后，公司人員并未直接開赴現(xiàn)場，通過綜合分析決定先從主站資料清理開始。我們在清理主站資料中，發(fā)現(xiàn)以下問題:
- 導(dǎo)入積成主站的用戶資料未下發(fā)至集中器，造成抄表成功率為0；
- 積成主站系統(tǒng)內(nèi)用戶電表資料同召測回集中器資料不一致；
- 部分用戶資料未導(dǎo)入，有采集器、電表資產(chǎn)編號同其它供電局已導(dǎo)入的編號重復(fù)，造成導(dǎo)入資料不能全部或部分導(dǎo)入；
- 下發(fā)至集中器檔案中均未正確修改“用戶大類”、“用戶小類”項(xiàng)。
用一個(gè)星期清理完積成資料后，整理所有臺區(qū)失敗清單，做好現(xiàn)場調(diào)試工作的準(zhǔn)備，在現(xiàn)場處理問題的過程中，安裝缺陷較多，主要類型有：
- 采集設(shè)備安裝位置不規(guī)范、不安全，未固定，隨意掛接；
- 集中器、采集器電源前端未安裝開關(guān)，以提高設(shè)備安全，方便維護(hù)；
- 電表485通訊線用線不規(guī)范，0.25的電話線到BV1.5mm²；
- 電表485通訊線接線中發(fā)現(xiàn)較多接觸不良、壓斷、線斷、接反、接錯(cuò)位等情況，其中一臺采集器電源火線同485A端接反，造成采集器電源指示燈不亮，485帶電的情況，當(dāng)時(shí)采集器電源線與485通訊線使用同一顏色、同一型號的線材；
- 集中器安裝在GPRS信號強(qiáng)度較差的位置，致使集中器無法上線或上線不穩(wěn)定；
- 電表箱內(nèi)485通訊線、電源線接線、布線混亂、亂拉亂接，未嚴(yán)格按照串聯(lián)接法，發(fā)現(xiàn)很多T型接法，影響抄表穩(wěn)定、電表箱內(nèi)整體美觀。
發(fā)現(xiàn)安裝問題并解決后，進(jìn)入調(diào)試環(huán)節(jié)，在調(diào)試中主要是以下問題：
- 臺區(qū)供電范圍劃分不準(zhǔn)確，存在臺區(qū)交叉、合并等情況；
- 集中器、采集器、電表通訊故障不能抄回電表數(shù)據(jù)；
- 載波模塊（集中器、采集器）問題影響抄表；
- 現(xiàn)場復(fù)雜的地理?xiàng)l件（電表離集中器較遠(yuǎn)（400米以上）、如蜘蛛網(wǎng)式的架空走線等）；
- 個(gè)別用戶較多（300只表以上）、干擾源較多的臺區(qū)連續(xù)幾天抄表成功率波動很大；只有更換抄表穩(wěn)定的載波模塊（其它廠家）。
經(jīng)過我公司一個(gè)月的調(diào)試，設(shè)備上線率達(dá)到100%，抄表成功率達(dá)到95.7%，圓滿達(dá)到預(yù)期效果，但作為以載波通訊為基礎(chǔ)的通訊系統(tǒng)，由于載波通訊的不穩(wěn)定性、易干擾性等不確定因素，還需要后期經(jīng)常維護(hù)保養(yǎng)，才能保證用電信息采集系統(tǒng)正常運(yùn)行。
圖四：主站各線路運(yùn)行匯總
總結(jié)：抄表成功率是整個(gè)采集系統(tǒng)極為重要的一項(xiàng)指標(biāo)，沒有高的采集成功率，那么采集系統(tǒng)的其它功能如臺區(qū)、臺線線損管理、預(yù)付費(fèi)管理、遠(yuǎn)程費(fèi)控、有序用電、統(tǒng)計(jì)分析，自動化抄表應(yīng)用都無法完整實(shí)現(xiàn)。而要提高采集成功率，就需要對整個(gè)采集建設(shè)實(shí)行全過程質(zhì)量控制與管理；需要我們對采集建設(shè)、運(yùn)行過程出現(xiàn)的各種問題及時(shí)地給予解決與處理。電力用戶用電信息采集系統(tǒng)良好的運(yùn)行：任重道遠(yuǎn)，我中心也將長期服務(wù)于此項(xiàng)工作，并對其進(jìn)行跟蹤研究，歡迎有興趣的客戶或同行聯(lián)系交流。
圖四：主站各線路運(yùn)行匯總
總結(jié)：抄表成功率是整個(gè)采集系統(tǒng)極為重要的一項(xiàng)指標(biāo)，沒有高的采集成功率，那么采集系統(tǒng)的其它功能如臺區(qū)、臺線線損管理、預(yù)付費(fèi)管理、遠(yuǎn)程費(fèi)控、有序用電、統(tǒng)計(jì)分析，自動化抄表應(yīng)用都無法完整實(shí)現(xiàn)。而要提高采集成功率，就需要對整個(gè)采集建設(shè)實(shí)行全過程質(zhì)量控制與管理；需要我們對采集建設(shè)、運(yùn)行過程出現(xiàn)的各種問題及時(shí)地給予解決與處理。電力用戶用電信息采集系統(tǒng)良好的運(yùn)行：任重道遠(yuǎn)，我中心也將長期服務(wù)于此項(xiàng)工作，并對其進(jìn)行跟蹤研究，歡迎有興趣的客戶或同行聯(lián)系交流。