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摘要：文章分析了电力计量系统本身存在的一些弊端与不足，同时阐述了电力计量系统的初步改造方案，最后结合多年工作经验，针对电力计量中的自动检测系统提出了一些改造性思考与建议。旨在提升电力计量自动检测水平，维护系统运行的安全和稳定。
关键词：电力计量 自动检测系统 改造研究
一、存在的弊端与不足
（一）系统结构分析
当前变电站所使用的电力检测系统均为西门子S5-PLC系统，其是由S5-PLC、电能表、WS与计数器等部件构成。其中，S5-PLC在DC24V的输入模块的利用下形成多路16位的数据总线，而后再DC24V的输出模块的利用下发送计数器片选信号，且能够定时采集到75块计数器所有的数据信息；然后由PLC-CPU处理之后，便通过HI网将所有的电量数据都传送到WS（上位管理计算机）之中；电能表则是自动检测系统中作为基础的检测仪表，其能够在用电量固定单位的利用下向电能表上的无源节点发送脉冲信号；WS是上位管理计算机的简称，其能够对接收到的所有75路电量的数据进行必要的累积、储存和打印工作，以此为各个电力用户的数据分析、调度以及预测等工作提供理论参考依据；计数器在存在于记录仪表之中，共有75块之多，其是与电能表相互对应的，出了接收由电能表所发出的DC24V脉冲信号外，还能够累积信号，并将其转化成4位的BCD码，而后再以16位的形式将数据传送至S5-PLC中。
（二）问题与不足
首先针对系统计数器中存在的弊端与不足主要来自设备维护和机械计数两方面，前者表现在资金投入大、检修任务繁重，且设备故障率较高；后者是因为在运行过程中，时常会出现触点接触不可靠以及卡轮等问题，进而便会影响电能表的计量值，即实际计量值与系统累积计量值无法对应。
其次针对电能表中存在的弊端与不足，则是因为技术者是使用高速记录仪对现场电能表运行的实际状况进行检测，但在检测中发现某一些电能表从无源节点中所输出的DC24V这一脉冲信号并不稳定，即时常出现无波形、波形衰减以及有上波无下波等问题，进而便会影响计量系统数据精准性。
二、系统改造方案
（一）关于Zis91方案
针对Zis91这一自动计量系统，将对其进行变自动计量系统的改造，首先应是以Zis91作为核心将改造方案确立出来，改造的重点则是摒弃传统计数器，使用智能化记录仪表。
具体说来Zis91方案所涉及到的硬件结构主要包括三套Zis91，共计96点均能接收由电能表所发送的脉冲信号（DC24V），随后在S5-PLC之上在添加两个CP523模块用以通信，然后再分成两路来连接Zis91，以此便实现了数据通信功能（如：图一所示，Zis91硬件结构示意图）。
（如：图一所示，Zis91硬件结构示意图）
其中所涉及到的数据处理过程，则是开始于电能表脉冲信号——Zis91接收脉冲信号——Zis91数据间转换——Zis91数据的处理——Zis91数据的发送——S5-PLC数据的接收——S5-PLC数据的处理——SS-PLC数据的发送——WS接收数据、打印与存储等。功能则体现在集中式采集各种数据信息；应用集成电路微处理器计算出累计数据信息；通过设定的方式实现Zis91软件功能，但这一环节需要提前改编S5-PLC；液晶显示屏，方便查看各种分路数据；对于不正常的脉冲信息只接受dc24v-60v,其余均布接受。
此外，这一改造方案需要增添的设备主要有3套Zis91、2根专用型通讯电缆和2块CP523。
（二）关于硬件软件改造方案
除了对Zis91方案进行论证外，还需要对整个的系统原设计进行分析与研究。首先是将Zis91方案和原信息系统拿出来对系统各功能进行对比分析，根据结果确定S5-PLC承担全部的计算器工作，其相较于传统计数器而言，在计数方面功能更加强大。基于此，针对计数器方面的改造实质上可以看成是一个硬件软化过程。
首先我们对自动计量系统原设计有关内容进行了分析，其所涉及到的设备技术指标包括S5-PLC（CPU946/947）、存储容量则为128Kb（PAM）,通过扩展，最大能够达到896kb、扫描时间能够监控与编程，其中最小是10ms、输入模板实质上是430-4UA12型号的数字输入模板，其输入的点数是32位，保持电压隔离状态。另外输入电压为额定值（DC24V）。
解读电能表脉冲信号的特性，当脉冲的宽度t大于50ms，输出的电压为DC24V时，所获得的最大脉冲频率为每秒5次。若是将计数器拆除，也意味着数据总线被拆除，此时数据总线占用的数据输入模板能够被释放出4块（128点）输入模板，如此一来变为S5-PLC和电能表之间的连接提供了硬件条件。
通过对主要的设备技术指标进行分析能够发现，数字输入模板直接接受由电能表所发出的脉冲信号，并且还能够有效地解决电能表上脉冲信号不断衰减等问题。但需注意的是，当电能表脉冲信号是DC24V之时，数字输入模板能够接受到DC13V-DC33V信号，这样一来不仅充分满足了电能表的脉冲信号要求，且当脉冲信号为最小值50ms时，数字输入模板最下出发的时间便是4ms，进而电能表脉冲信号最小的周期为200ms，而CPU946/947最小的周期则为10ms。在输入模板的利用下能够直接接收到来自电能表所属的脉冲信号，如此便得以将很多的计数器问题解决掉。
（三）建议和意见
我们从性能与造价两方面对上述两种改造方案进行了对比与分析。其中，Zis91这一改造方案一时间还无法将电能表脉冲信号不稳定问题解决掉，但硬件软件改造方案却能够良好解决这一问题；加之Zis91方案本身存在软件开发量较小、建设周期较长、调试周期较短以及设备安装量较大等特性，而软件硬件方案与之相反。可以说硬件软件方案在维护系统安全、简化处理流程等方面作用明显，加之从造价方面来讲，硬件软件方案由于简化了诸多流程，因而在成本节约方面优势明显。可见，从当前的发展水平与社会需求出发，最适宜采用的改造方案便是硬件软件化方案（如：图二所示，信息处理过程）。
（如：图二所示，信息处理过程）
三、总结
综上所述，针对电力计量中所进行的自动检测系统改造工作不仅推动了电力计量的可持续发展，而且还是维护运行稳定性的关键所在。基于此，文章从两个改造方案出发进行对比分析与阐述，最后倾向于选择硬件软件化改造方案，因为其从性能与造价方面来看优势更明显。
参考文献：
[1]蔡舒武. 自动检测系统在电力计量中的改造分析[J]. 广东科技,2011,22:160-161.
[2]刘引锋. 电力计量自动检测系统改造方案[J]. 科技情报开发与经济,2006,14:151-152.
论文作者:马骏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/19
标签：脉冲论文; 方案论文; 数据论文; 电能表论文; 信号论文; 系统论文; 电力论文; 《电力设备》2017年第26期论文;