低压电力载波自动抄表系统及其应用

科技信息 基础教育 低压电力载波自动独表系统及其应用 唐山第一职业中等专业学校 张瑞强 唐山学院 宋凤娟 邵强 【摘要]本文针对矿井下电量计量技术和管理存在的问题，研制了一种以电力载波传输技术为核心的煤矿远程自动抄表技术，并设 计远程抄表系统的关键部分数据采集器与数据集中器的软、硬件系统。该系统具有可靠发送数据，可靠穿过变压器和抗干扰性能好 等特点，通过实践验证本系统完全适合井下电量的自动抄收。 [关键词】自动抄表系统 电力线载波集中器 0．引畜 进入90年代以来，世界范围内掀起了电力工业改革的热潮。随着我 国电网改造及电力商业化运营，国家电力公司明确指出要为开放居民生 活用电市场作准备，并且确立了“一户一表、集中抄表、银行联网”的长远 目标，这使得自动抄表系统的建立变得更为迫切。随着计算机技术、通 信技术及智能仪器仪表技术的发展，出现了多种抄表方式并存的格局。 其中，低压电力线载波方式由于其自身的特点而受刭广泛的重视。已入 网试运行的低压电力用户抄表系统产品中80％为低压电力线载波方 式。 近年来，全国煤矿企业发展迅速，企业信息化建设成果显著，管理水 平较高的煤矿开始逐步安装井下电量计量系统，但对井下电能量的数 据进行抄收基本上处于人工方式。由于井下环境比较恶劣，计量点比较 分散，使得查表工作变得比较困难。也有利用专线方式进行抄收，例如 1LS485等现场总线或以电话线进行数据传输，但是专线方式施工量大， 维护困难等因素一直制约着它在井下抄表方面的应用。 电力线网络是一个广泛存在的网络，它遍布煤矿井下各个地方，利 用它作为介质进行电能量的采集是非常方便的．这样系统前期投资和 后期的维护都非常的低。这里就介绍了一种全新概念的以电力线为通 讯介质的井下电量自动采集系统。 1．系统原理 1．1系统要求 低压配电网是以配电变压器为中心构成的供电网络，以低压配电网 为通信信道的集中抄表系统在结构上也是以配电变压器为单元，对用户 电能量数据进行采集和集中处理然后将信息发送到抄表系统主站。电 力线是一个频率特性非常复杂的介质，具有各种干扰噪声复杂的介质。 为了能够实现井下电力线载波完成电量的自动抄收工作，系统必须具 备以下能力： (1航干扰能力强。以电力线作为通信介质，系统必须在复杂的电力 线中完成数据的可靠传输。发送载波模块必须能够在井下恶劣的工况 环境中可靠地工作。(2)穿透能力强。井下用电设备一般有6000V，l140V， 660V，380V，220V等各种电压等级，通过电力线将井下的信号传输到地 面，信号要有很强的穿透能力才能够可靠地穿越变压器。(3)处理速度 快。将模拟信号调制后再进行解调，要有足够的处理速度，才能满足系统 信号处理的要求。针对以上的实际问题，我们提出了一种能够完成井下 电量采集系统要求的电力线载波技术。 1．2窄带技术应用 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 窄带的理论是：对于一个通讯系统，如果保持传输速率，信号带宽 和发射功率外的其它参数不变，减小信号带宽，可以令发送功率减小。 数据通讯的速率随着带宽的增加而加快，宽带的信号在传输时需要 比窄带更大的功率，以克服干扰的影响。电力线上的电磁干扰都具有一 定的带宽，其功率虽然很大，但在任何～定的窄带通道内的值却很小。 当信号在—个超窄带的范围内传输时，就可以以小功率获得大的信噪 比。 通过采样采用窄带技术，发射功率不变的情况下可以大大提高系 统的信噪比，令通讯的可靠性大大增加。但信道的带宽变窄，就意味着 信号的传输速率降低，但是针对自动抄表系统。传输速率并不是最突出 的矛盾。 所以，针对自动抄表的实际需求，我们在系统中采用的带宽为 0．001hz，这样，在一个几赫兹窄带内可以传送上千个频点，发送一个电 量的时间控制在24小时以内，由于是并行发送，抄表的传输时间和发 送器的数量是无关的。 1．3极低频技术原理分析 如何让信号通过电力线上的配电变压器是电力线载波通讯的又一 个难题。变压器是一个通过改变电压和传输的交流电能的静止感应电 器，是一个感性器件，频率越高，阻抗越大，当频率达到几百k的时候， 则出现很大程度的衰减。 根据变压器的特性，随功率增大，变压器的对低频的通过性能越 好。载波频率为lkHz以上时，通常成为高频段，这时线路上就有很高 的阻抗，各个相之间的干扰严重，信号的频点无法复用，在长线上的损 耗更大。载波在lkHz以下的为低频在输电线上容易传播，但信号的耦 合存在很大困难。当载波在100--2001-1z时，通常成为极低频，信号在该 频段上的传输效果非常好，线路的长度和电容器几乎对信号的传输没 有影响，频率可以复用，这个频带对自动抄表系统非常适合。 2．系统的实现 2．1数据采集器 图l采集器示意图 采集器的线路如图1所示。在正常情况下，由市电转化后的电源供 电给单片机AT89C51和单片机AT89C2051工作，2个单片机都不断地 检测电度表电平。当检测到某个电度表电平发生由高到低的变化时， AT89C51将把记录电度表度数的相应存储区内的电度表度数加l，若 AT89C2051检测电平发生由高到低变化，在把存储器25045内的电度 表读数加l前，还需要检测一个标志位的电平，当这个标志位的电平为 低时，不进行计数。而正常供电情况下，这个标志位的电平一直为低。所 以在正常供电情况下，AT89C2051只能检测脉冲变化，而不能进行记数， 与此同时，单片机还不断检测按键电平情况，当按键电平发生由高到低 变化时，单片机把对应用户存储区内的数据取出并送至数码管显示。除 此之外，单片机还不断检测中断接收电路中的标志位，若标志位变真，表 示集中器要求该采集器发送用户数据，之后单片机通过发送电路将用户 数据发送至集中器中。 在断电情况下，由后备电源工作，此时AT89C51不能工作，因此，用 户数据显示和发送工作都不能进行，此时AT89C2051负责完成电度表 脉冲的检测和记数工作。当由断电情况下的工作转为正常供电情况下 的工作时，AT89C51首先将存储器25045内的数据读出并与存储器 28C256内的数据相加，然后再将25045内的数据清零，这样即可完成断 电检测工作。 图2集中器原理图 (下转第302页) ．———301—．—— 万方数据 科技信息 基础教育 谈职业巾毫傩胄课昀项状与对策 福建省莆田市荔城区职教中心 张建兴 [摘要]职业中专生总体上体育意识薄弱。体育精神淡薄。吃苦耐劳能力差，懒惰，对体育的兴趣不能持久，因此盐须运用各种方法 加强他们对体育的认识，促使他们积极参与锻炼身体并从中感受体育带来的乐趣，加强他们的体育人格培养。 【关键词]体育意识体育精神职业中专生 职业中专生一般处于十六至十七岁阶段，普遍因成绩差无法上高 中，选择打工没有技术特长年龄又偏小。无奈之下才选择职业学校继续 学习。当前又因为职业中专学校多．生源少，学校之问竞争激烈，没有一 所学校会因为学生体育成绩差，考试不及格而不能毕业。所以上体育课 学生心里上没有压力，体育学习目的性不明确。积极性差，可有可无，打 无所谓态度，若老师管理火候掌握不好，上课主动权就会落入学生手 里，他们心情好、喜欢，就上一点，不喜欢就站着不动。你再批评，他就请 假，这痛那痛的，老师很费心思。 同时职业中专学校也没有统一的体育教学指导思想，教学上借助 高中 高中语文新课程标准高中物理选修31全套教案高中英语研修观课报告高中物理学习方法和技巧高中数学说课稿范文 那一套，强调体育的教与学，忽视了对学生体育人格、体育意识的 启迪和培养，学生普遍体育意识薄弱，无体育精神，行为上表现为懒惰、 个性强、没有迸取心，没有成就感；忍耐性、自制力、纪律性差，集体感淡 薄，倔强和固执，普遍都吃不了苦，面对困难容易产生放弃的心理，虽然 他们也都希望自己身体健康，体格强壮，体育技术熟练，然而大部分学 生却没有直接参与体育锻炼的要求和欲望，在思想上喜欢体育，行动上 又不愿意付出汗水，好逸恶劳，从而出现了主观惰性。学习氛围弱，彼此 之间素质都差不多，无法产生榜样的力量，对体育的兴趣无法持久。 为了不影响教学质量和任务，增强学生的体质，培养学生优良的品 质，完善学生的人格，本人在长期的教学中 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 出下面几点对策，与体 育界同行商鹤。 首先，加强体育精神的培养，体育精神就是奋勇向前、坚忍不拔、永 不放弃、永不服输的精神，从哪里跌倒就从哪里爬起来。所以有条件的 学校在开学初应组织新生军训，这对学生意识力、体育精神的培养非常 重要，没有开展军训的学校在体育课上一定要认真学习队列队形，定形 训练等与军训内容相似的练习。特别要强调就地坐下这一练习内容，能 很好地训练学生不怕脏、果断勇敢的心态，当然老师也要以身作责，同 时趁学生刚来还未了解老师时一定要严格要求．树立起老师的威信。 第二，身体锻炼自觉性上采用加强理论学习法。如果没有理论做指 导，学生的锻炼就很盲目，也没有源源不断的动力去支撑，所以一定要 认真上好体育理论课。引导学生怎样去科学锻炼身体，爱惜自己的身 体，怎样去制定长期的锻炼计划，培养他们养成终生锻炼身体的习惯。 但是怎样上好理论呢?笔者认为要是单纯在课堂讲这些理论，效果是很 差劲的．这些学生啊，他们坐不住，也听不进去，所以我讲的理论都是功 在平时，在上课休息空档，或者课后，或者平时，一小撮-d,撮来，效果 更好，一来他们会觉得老师对他们几个特别好，这是额外的收获，所以 听起来也特别上心，就很容易记得；二来呢他们会把听到的在学生当中 互相传播，来显示自己的成就，这样我们体育理论课的目的照样达到， 而效果显著，需要注意的是老师一定要把理论讲得通俗化，尽量少用专 业术语，让学生听得懂又容易记，培养学生积极的体育学习动机。 第三，教学任务上采用责任法。课堂上学生的自觉性差，依赖性强， 犹豫不决，容易盲从，因此教师要果断帮他们做出选择，一定要安排具 体的任务让学生完成，让他们有一种练习的目标和尽头，只要目标不是 很困难，大部分学生很乐意去做去完成．这种方法很能调动学生的积极 性，会产生群体效应，小数几个再苦再累也会坚持下去，养成坚忍不拔， 决不服输的意识品质。 第四，基础练习上采用强迫法。态度强硬不留情，没有商量余地，一 些简单的练习一定要让学生按你的思路、要求进行下去，不能让部分学 生马虎应付或找借口不做而影响到整个班级，所以一定要动用强迫法。 比如，集合完要求学生慢跑做准备活动，一些学生没兴趣就不想跑了， 想各种理由来搪塞．这时老师不能随便答应他们，一定要问清楚不想跑 的原因，否则下节课就会有更多的学生不想跑，直至全班都不想跑。如 果确实有受伤等原因安排他们在旁边见习，除非生病，千万不能让他们 溜走，同样做徒手操，也有部分学生找各种原因站着不想做，等等很多 他们都能完成而不想做的体育练习，所以必须强迫他们去做，严格要 求，让他们死了这条心，才能顺利完成你的体育教学任务，加强了学生 锻炼的气氛，克服学生随身所欲、自由散漫的学习坏习惯。 第五，生理反应上采用流汗法。根据天气状况，有时我就要求学生 只要运动到流汗了，就可以自由发挥，或休息或做自己喜欢的运动。这 种方法本身就很自由，随意性强，学生也很喜欢，你只要拿着本子记，这 些学生有时也很可爱。会一个一个跑来说，老师你看我流汗了，是不是 可以自由活动了，你就假装很认真地记下，说声行了。他们就会很满足 地去做自己喜欢的运动了，对于没流汗的学生，你必须有适当的惩罚或 鼓励的措施，这种课以后才可以继续开展下去，这样我们就达到让所有 学生都活动起来的目的，克服懒惰的心里，当然也不能常用，否则天天 就成了自由活动课。 第六，学习新教材上采用互助法。在学习新的内容时，把学生分成4 至6人一小组。约定处罚的内容，要求他们共进退，共同完成老师布置 的学习任务，有时按组过关，小组中任何一人不能完成任务或者过不了 关，都应一起受罚，且小组中能完成任务者因不能很好地帮助差生完成 任务．受罚要更重些，促使他们尽心尽力地帮助差生；有时按组比赛，让 胜利组得到更多的优惠，为了使输的组学生不致于产生失望和放弃心 里，小组成员要根据实际随时调整，每一次比赛都让所有学生看到新的 胜利希望和信心，同时老师应有意识地引导学生对集体感的认识和感 知，培养看得见的集体力量和精神。 第七，综合法。以上这些方法它不是孤立存在的，要经常把它们揉 合在一起用。灵活机动，千变万幻，有时一节课就用一种，有时会用几 种，当然其它的常用方法也很多，比如鼓励法．表扬法、兴趣法、批评法、 说服解释法、比赛法等等，但以上这七种方法是主要的，实际运用效果 显著。 总之，针对职业中专生体育课的现状，我们所运用的各种方法最终 目的就是去除学生身上原有的惰性，强调体育意识的培养和体育精神 的塑造，调动学生积极参与体育锻炼，增强体质，努力提高各项素质，完 善个性，翅造健全的体育人格魅力，适应将来社会的竞争，更好地为国 家服务。 参考文献 [1]《体育心理学》．华东师范大学出版社，1992年1月 (上接第301页) 2．2数据集中器 集中器装在变压器低压侧。集中器是采用微处理器技术及扩频通 讯技术开发设计的一种工业测控仪器，它存储量大、集成度高，配合采集 终端共同构成完整的集中抄表系统。原理如图2所示。 实现原理：集中器同采集终端之间可双向通讯。采集终端上传至集 中器：由220V低压电力线传递过来的载波信号为扩频后的正弦信号，经 AC接口(交流电路接口)到载波调制解调器，解调后以方波形式传给CPU 及存储器进行脉冲计数。然后通过UART(通用异步串行口)经传输介质 传至主站，也可以通过红外接口与便携机进行红外通信；由集中器下发 命令至采集终端：集中器下发的命令信号为方波信号，经过调制后以正 弦波形式通过低压电力线传递给采集终端对其进行控制。集中器是整 个系统的核心单元，它能够接收主站命令，依次抄收并储存各采集终端 的用电数据。然后，通过一定的传输介质将数据传至主站进行数据处理。 3．结束语 ．--——302—--—— 采用电力线作为传输通道，运用窄带和极低频原理完成煤矿井下电 量的自动采集，初期工程投资低，后期维护工作简单，完全能够满足井下 电量管理的要求。目前，该系统已经完成产品化并在新汶矿业集团和双 鸭山矿业集团等大中型矿井中投入运行．取得了显著的经济效益和社 会效益。 参考文献 [1]刘润花，王春生，侯巨林等．井下电力线载波自动抄袁系统原理 及其应用[J]．工矿自动化，2007(4)：39-40． [2]邵云霞．极低频电力线载波自动抄表系统设计研究[J]．仪器仪 表学报，2002(5)． [3]王艳，刘素英，李玉忠．低压电力栽波抄表系统[J]．继电器，2002 (7)：48—51． [4]李安全，周波．超窄带裁渡抄表系统的应用[J]．电力系统通信 2003(12)：52—54． 万方数据 低压电力载波自动抄表系统及其应用 作者： 张瑞强， 宋凤娟， 邵强 作者单位： 张瑞强(唐山第一职业中等专业学校)， 宋凤娟,邵强(唐山学院) 刊名： 科技信息 英文刊名： SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)： 2010(10) 参考文献(4条) 1.李安全;周渡 超窄带载波抄表系统的应用[期刊论文]-电力系统通信 2003(12) 2.王艳;刘素英;李玉忠 低压电力载波抄表系统[期刊论文]-继电器 2002(07) 3.邵云霞 极低频电力线载波自动抄表系统设计研究[期刊论文]-仪器仪表学报 2002(05) 4.刘润花;王春生;侯巨林 井下电力线载波自动抄表系统原理及其应用[期刊论文]-工矿自动化 2007(04) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_kjxx201010252.aspx