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Topo-relay 低压配电网载波集抄系统项目可行性作者：shushan 1 Topo-relay 载波集抄系统项目可行性报告——非真实数据的示范稿 ——电能表作为电能计量表计，已经存在了壹百多年在这壹百多年的时间里，长期使用的是根据电磁感应定律制造的感应式电能表随着科学技术的发展，电能计量技术有了长足的进步；特别是随着电力营业管理体制改革，对电能计量器具的功能提出了更高的要求全电子载波电能表与 Topo-relay低压配电线载波集抄系统就是在这样的背景下诞生的一、 产品市场背景：1. 产品用途：Topo-relay 载波集抄系统产品主要用于居民照明家用单相电能表的集中抄收！抄收信道采用了低压配电网载波信道由于国内外专家已经对低压配电网载波信道已经判了“死刑”——技术不可行！所以现在市场上，大多同类产品抄收效果不稳定我们对国内外专家的论证进行了仔细认真的分析，在物理层通信领域，这个结论是完全正确的，也为国内十年的现场实践所证实！但这个结论是在物理层通信前提下成立！我们的 Topo-relay 载波集抄系统产品，突破了物理层通信的制约，采用了网络层通信技术！真正实现了 24 小时 100％实时抄收！也就是全天候100％实时抄收！这是 Topo-relay 载波集抄系统产品庄严的承诺！2. 电能计量仪表发展追溯：电能表作为电能计量表计，已经存在了壹百多年。

在这壹百多年里，长期使用的是根据电磁感应定律制造的感应式电能表随着科学技术的发展，Topo-relay 低压配电网载波集抄系统项目可行性作者：shushan 2 电能计量技术有了长足的进步；特别是随着电力营业管理体制改革，对电能计量器具的功能提出了更高的要求载波电能表与低压配电线载波抄表系统暨表中继路径自适应系统就是在这样的背景下诞生的电能计量技术发展到今天，已经由单一电能表电能计量发展为系统计量；它包含计量系统与计量器具两部分从系统功能角度分析，应该包括计量器具的计量功能与系统拓展功能两部分；下面就这两方面的内容分别进行阐述：⑴计量技术的进步：1） 感应式电能表雄霸天下壹百年：任何计量器具都必须有一个计量模块；感应式电能表用的是传统的计量模块，它已经问世一百多年，其原理是电磁感应定理，与电功率成正比的铝盘转矩驱动铝盘，使铝盘的转数与用户消耗的电能量成正比，从而实现电能计量，这类电能计量器具称之为回转式的感应式电能表；回转式的感应式电能表由于一百多年以来，它是唯一的电能计量手段与装备，人们从来没有、也无法怀疑它的正确性与可靠性；直到有了全电子计量的静止式电能表，人们才有了比较的对象，认识到回转式电能计量由于轴承摩擦引起计量误差的不稳定性，给电能计量收费带来了巨大的经济损失；误差曲线的非线性，也使计量调试困难，生产效率低下。

它主要有以下特点： 具有百年运行实践，工作可靠，号称 15 年运行依然能转动； 精度调试困难，大电流与小电流时的计量精度要反复调； 精度不稳定，运行 3 个月后，出现严重负误差，造成大量电费流失；Topo-relay 低压配电网载波集抄系统项目可行性作者：shushan 3  窃电比较容易；2）全电子电能表后来居上：全电子电能表一般是通过模拟乘法器（U×I）或 A/D 转换、数字相乘，形成电功率，通过积分电路与脉冲形成电路产生与用户消耗的电能量成正比的脉冲数，从而实现电能计量；由于全电子电能表没有转动部分，所以也称为静止式电能表；全电子电能表一经问世，就以极低的电源功耗、极高的计量精度与优越的误差线性著称，成为公认的感应式电能表的换代产品；近年，全电子电能表推广使用面日趋扩大它主要有以下特点： 计量准确，只要电路设计合理，误差曲线几乎是一条水平线，一般精度可高于标准要求一倍以上； 锰铜分流器与厚膜电路的使用，使产品的计量精度十分稳定，温度系数很小； 调试十分容易，生产效率高，基本可作到 1~2 分钟调试一块表； 自身功耗低； 具有一定程度的反窃电能力； 人们担心它的工作可靠性； 承认它是电能计量的发展方向；⑵营业管理模式的变迁与电能计量系统功能的拓展：电能计量器具功能的拓展总是与电能营业管理模式的变迁密切相关；Topo-relay 低压配电网载波集抄系统项目可行性作者：shushan 4 在二十世纪八十年代末期，由于国民经济迅猛的发展，电力工业成了国民经济发展的“瓶颈” ，电力供需矛盾十分突出，为了提高已有发供电设备的效益，出于利用管理手段实现“调峰”的目的，电能营业管理模式发生了巨大的变化，对电能计量设备提出了功能拓展的要求；对动力用电的电能计量器具，提出如峰谷分时计量、最大需量计量、负荷监控等等；要满足这些要求，单纯使用感应式电能表是无法实现的，于是出现了机电一体化电能表（感应式电能表实现电能计量、CPU 构成的单片机应用系统实现数据采集与数据处理） 、全电子多功能电能表（全电子计量模块实现电能计量，CPU 构成的单片机应用系统完成数据采集与数据处理）等等；在这期间，电能表制造业的技术有了一个飞跃的发展，全电子电能计量也得到了初步的应用；对照明用电而言，电能计量产品是作为电能营业管理服务的技术装备，电能表的每一次的变迁、发展与进步，都与电能营业管理模式的需求息息相关：1） 人工走收：古老的电能营业管理是通过人工走抄与上门收费实现，对电能表的要求十分简单，只要能计量就行，古老的感应式电能表就能满足这个要求；2） 群众自抄：随着供电部门直管用户的增加，电力部门推广“一户一表”工程的实施，人工走收的压力越来越大，供电部门被迫采用了群众自抄方式，这又与电力工业走向市场，提高服务质量不一致，这时已经出现了营业管理体制与实际需求的矛盾，电能计量技术手段与电能营业管理体制过于落后，不能适应电力工业的飞速发展，只有通过Topo-relay 低压配电网载波集抄系统项目可行性作者：shushan 5 管理手段来弥补，这时广大用户与供电部门的有识之士，就提出了改进电能计量技术装备，改革旧的营业管理模式的问题，从而出现了预付费电能表与载波电能表的市场需求；3） 预付费方式：预付费电能表由于技术难度较小，预收电费符合基层供电部门的经济利益，率先进入市场，短短的三年时间，它几乎象飓风一样刮过黄河上下，长江两岸，仅仅天津一年就安装了八十万台单相预付费电能表，第二年在国家电力公司一再告戒要谨慎、要缓装的警告声中，北京又安装了八十万台，全国各地纷纷效法，到 2000 年九月，国家电力公司被迫发文，明令禁止安装预付费电能表；但还有部分基层电力部门依然故我，继续在少量安装予付费电能表；到 2001年 2 月 8 日中央电视台焦点访谈节目间接但明确地指出予付费电能表的问题后，全国推广予付费电能表的势头才真正画上了句号。

予付费营业管理系统的优缺点分析： 预付费电能表及其售电系统的优点： 在售电过程中，将抄表与收费工作一次完成； 予收电费，基层电力部门经济效益十分可观； 用完断电，杜绝欠费； 价格低一些； 预付费电能表及其售电系统存在的问题： 与国家政策法规不付，电力主管部门不同意这种营业收费模式； 群众的预付电费利息不好返还； 线损无法统计，影响配网质量鉴别，与电力主管部门的营业管理模式不付；Topo-relay 低压配电网载波集抄系统项目可行性作者：shushan 6  营业售电网点的建设费用高，电力部门没有这笔费用； 在经济不够发达、群众觉悟不高的情况下，予付费电能表易受攻击、抗攻击能力不强是一个难以克服的问题； 目前技术、工艺上还存在一些问题；4） 集中抄收：其实国家早就对低压配电线载波抄表系统情有独仲，九三年国务院电子振兴办与当时的电力部从美国、加拿大、以色列引进了三套载波抄表系统在国内试点，遗憾的是试点工作不理想，产品技术指标不尽如人意，不能实现 100%抄收；这时国内有两种趋势，一种开始研究各种方式的集中抄表系统，主要有无线电抄收、专用线抄收，前者由于产品成本降不下来而夭折，后者因性能不稳定、维护太困难、安装成本下不来，也寿终正寝；另一种趋势是继续研究低压配电线载波抄表系统，但由于技术含量太高、技术难度太大、技术指标始终不如人意，而苦苦挣扎，举步维艰，这就是表中继与路径自适应技术问世前今天国内载波抄表系统的技术现状！载波集中抄表系统的优缺点分析： 载波电能表及其抄表系统的优点： 馈电线路与通信线路自然匹配，不必另行架设通信线路； 集电能计量与通信与一身，计量准确，功能完备； 半双工通信，既能抄收电能表底度，又可实现控制功能； 抄收同时性高，线损统计精确； 与现行电力营业收费管理体制与国家政策相吻合； 载波电能表及其抄表系统的缺点： AC10KV 与 AC400V 被国内外专家认为是载波通信禁区，载波频Topo-relay 低压配电网载波集抄系统项目可行性作者：shushan 7 率衰减不稳定，不采用特殊技术手段，难以实现 100%的通信成功率，实践也证明了在用电负荷的高峰时段，通信成功率较低； 涉及专业面宽，系统工程技术难度大； 涉及多方面的专业标准； 价格不斐；对于予付费电能表与载波电能表，实际上已经由单一计量器具发展成了计量营业管理系统，分别是予付费营业管理系统与载波集中抄表系统。

这两个计量管理系统在国内推广力度较大本文主要探讨集中抄表系统相关问题5） 分时计价的实施：最近由于国家用电形势日趋严峻，分时计价制度已经势在必行全国的电能表行业又面临一个空前的机遇因为任何一种营业管理制度的实施，都需要技术装备的保证！分时计价电能表的设计中，最大的挑战在于表内实时时钟的电池保电问题，如果能够利用载波集抄系统，就可以免去供电部门定期更换表内电池的问题，这个工作量是十分巨大的！供电部门是无法承受的3. 预付费电能表的兴衰：在电能计量发展过程中，预付费电能表的兴衰，虽然经历时间不长，但却像天际的流星，留下了浓墨重彩的一段回忆！进入九十年代，国民经济体制由计划经济逐步走向市场经济，国家电力部门主要是出于利润的考虑，进一步为安排下岗分流人员，更好为用户服务，提出“一户一表”的口号前几年，由于基层电力部门看到提前收费的利息，纷纷上预付费电能表，短时间全国有近 400 家电表厂诞生但早Topo-relay 低压配电网载波集抄系统项目可行性作者：shushan 。