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摘 要：远程无线通信中继器，采用与终端相匹配的通信模块，无需外接供电系统，能有效解决GPRS＼CDMA信号盲区的问题。该项目操作简单、运行稳定、维护方便，能够灵活地配置上行通信方式，可满足现代各级电力企业现在和未来潜在的应用需求。
关键词：电能量采集 终端 中继器
中图分类号：TN929.53 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（a）-00-01
智能电网中，“配电网运行信息及电力用户信息采集系统”是一个重要的环节。通过该系统实现对电网各级运行设备的状态监测，与用户的需求信息流互动，开展需求侧管理，实现远程监控，减少电网用户侧的电能非正常损失，运行分时电价等进行峰谷负荷平衡，为用户提供优质稳定的电能。电能量采集终端作为此环节的主体设备，保证其上线率是实施信息采集的基础，目前带GRRS通信模块的终端必须安装于移动网络信号良好区域才能保证与主站正常通信，对于特定区域（例如地下室、地下通道、密闭空间等）无线网络信号时，终端无法与主站正常通信。随着城市化进程的加快，配电室出于管理和土地成本考虑呈现出向地下发展的趋势，采集终端面临更加艰难的通讯困境。烟台供电公司营销部与长沙威胜电子股份有限公司合作开展的外移式多功能远程管理终端中继项目可解决终端安装区域的局限性，将通信模块与终端分离，接收发送信号无线信号的模块置于信号接收良好的区域，达到终端与主站正常通信的目的。通信模块与终端正常通信距离为100 m，可满足特定区域终端安装要求，对提高烟台地区电力用户信息采集系统上线率具有重要帮助作用。
1 系统设计方案
1.1 物理构成
该系统分为四个部分：电能量采集终端、数据转接单元、远程传输单元、链路。
数据转接单元（包括隔离电源电路和第一RS-485转换电路）安装在电能量采集终端上，远程传输单元（包括主电源电路、辅助电源电路、第二RS-485转换电路和GPRS模块相关电路）安装在GPRS信号良好的户外。链路为五类双绞线。
1.2 工作原理
隔离电源电路为远程传输单元提供输入电源，第一RS-485转换电路把电能量采集终端的控制信号和数据信号由TTL信号转换为RS-485信号传输给远程传输单元，主电源电路及辅助电源电路为该远程传输单元提供工作需要的各种电压，第二RS-485转换电路把数据转接单元传输过来的RS-485信号转换为TTL信号输送给GPRS模块以完成远程传输功能。远程传输单元中的辅助电源电路为GPRS模块提供电能补给和监测主电源电路的运行状态。
1.3 电气数据
数据转接单元输出的电源为24 V，125 mA，远程传输单元的电源输入范围为5.5 V～36 V。所述第一RS-485转换电路和第二RS-485转换电路中用于传输数据信号的光耦采用高速光耦。辅助电源电路采用可充电的镍氢电池或法拉电容。
数据转接单元的输入信号包括数据发送信号、数据接收信号、GPRS模块启动信号和一路至少能提供400 mA平均电流，2A瞬时电流的5V电源。
2 实施情况及效果
（1）远程传输单元集成为中继器，数据转接单元面板设3个指示灯，分别指示电源、发送、接收。电源灯指示中继器供电状态。网络灯指示中继器登入无线网络。在中继器接收到来自终端的通信命令时，发送灯闪红灯，终端如有应答，接收灯闪绿灯。
（2）对烟台市区144户电量采集终端区域无信号的10 kV用户采用了家装中继器的方案，从跟踪效果来看，实施后，上线率有了明显的提高。
3 系统运行问题反馈
（1）由于第一RS-485转换电路中用于传输数据信号的光耦采用高速光耦，转换电路需做必要的过压及电磁干扰保护。而在现场实际运行中，电磁干扰保护的力度不够，常常影响数据转接电源模块中的第一RS-485转换，从而影响数据传输的正常工作。
（2）双绞线的最大传输距离为100 m。通过双绞线网线延长器UTP-ExtI型可以提供上行300 m，下行300 m，共600 m延长。通过双绞线网线延长器UTP-ExtII型可最大至1000 m传输。从烟台供电公司现场实施反馈来看，平均双绞线长度为15.6 m，采用双绞线连接，可以有效满足系统要求。但是个别用户连接距离超过百米后，会因信号衰减导致丢包。
（3）由于GPRS模块在进行拨号的过程中，会有比较大的脉冲电流，而较长的五类双绞线连接数据转接单元和远程传输单元，在线路上会有能量损耗，所以远程传输单元内设计了一路辅助电源电路，当有脉冲电流发生时，提供必要的电能补给，从实际运行经验来看，由于辅助电路的断电能力不足，会发生导致中继器死机的个别现象。
4 综合效益
对三种方案进行比较，如表1所示。
采用中继器方案：（1）解决终端安装区域小范围盲区；（2）为客户侧电能质量监控的全面性提供支撑；（3）为迎峰度夏负荷控制提供技术保障；（4）保障上线率达到省局要求；（5）促进计量管控技术革新。
5 结语
针对一些特殊区域（像地下室、密闭空间、地下通道）存在覆盖盲区，此类盲区数量多，区域小，固定移动用户数量甚少，移动公司对于此类盲区不够重视，导致此类盲区长期存在。而电量采集终端往往就安装在这样一个区域，如果区域较小，电量采集终端可采用外接天线解决，如果区域较大，终端需更换安装地点，综合布线及施工工作量较大，且影响综合规划。中继器可以应用于通用信息采集终端，无需对终端软件作任何修改，只需将终端通信模块更换成中继器转接单元及在移动网络信号良好地点安装中继器即可，中继器将通信模块与终端分离，将接收发送信号无线信号的模块置于信号接收良好的区域，达到终端与主站正常通信的目的。
参考文献
[1] 王轶.用于电能量采集终端的GPRS信号中继器：中国，201010611108[P].2011-5-18.
[2] 彭可.基于RS-485协议的单片机对等分布式控制网络[J].中南工业大学学报（自然科学版），2001，33（3）.
关键词：电能量采集 终端 中继器
中图分类号：TN929.53 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（a）-00-01
智能电网中，“配电网运行信息及电力用户信息采集系统”是一个重要的环节。通过该系统实现对电网各级运行设备的状态监测，与用户的需求信息流互动，开展需求侧管理，实现远程监控，减少电网用户侧的电能非正常损失，运行分时电价等进行峰谷负荷平衡，为用户提供优质稳定的电能。电能量采集终端作为此环节的主体设备，保证其上线率是实施信息采集的基础，目前带GRRS通信模块的终端必须安装于移动网络信号良好区域才能保证与主站正常通信，对于特定区域（例如地下室、地下通道、密闭空间等）无线网络信号时，终端无法与主站正常通信。随着城市化进程的加快，配电室出于管理和土地成本考虑呈现出向地下发展的趋势，采集终端面临更加艰难的通讯困境。烟台供电公司营销部与长沙威胜电子股份有限公司合作开展的外移式多功能远程管理终端中继项目可解决终端安装区域的局限性，将通信模块与终端分离，接收发送信号无线信号的模块置于信号接收良好的区域，达到终端与主站正常通信的目的。通信模块与终端正常通信距离为100 m，可满足特定区域终端安装要求，对提高烟台地区电力用户信息采集系统上线率具有重要帮助作用。
1 系统设计方案
1.1 物理构成
该系统分为四个部分：电能量采集终端、数据转接单元、远程传输单元、链路。
数据转接单元（包括隔离电源电路和第一RS-485转换电路）安装在电能量采集终端上，远程传输单元（包括主电源电路、辅助电源电路、第二RS-485转换电路和GPRS模块相关电路）安装在GPRS信号良好的户外。链路为五类双绞线。
1.2 工作原理
隔离电源电路为远程传输单元提供输入电源，第一RS-485转换电路把电能量采集终端的控制信号和数据信号由TTL信号转换为RS-485信号传输给远程传输单元，主电源电路及辅助电源电路为该远程传输单元提供工作需要的各种电压，第二RS-485转换电路把数据转接单元传输过来的RS-485信号转换为TTL信号输送给GPRS模块以完成远程传输功能。远程传输单元中的辅助电源电路为GPRS模块提供电能补给和监测主电源电路的运行状态。
1.3 电气数据
数据转接单元输出的电源为24 V，125 mA，远程传输单元的电源输入范围为5.5 V～36 V。所述第一RS-485转换电路和第二RS-485转换电路中用于传输数据信号的光耦采用高速光耦。辅助电源电路采用可充电的镍氢电池或法拉电容。
数据转接单元的输入信号包括数据发送信号、数据接收信号、GPRS模块启动信号和一路至少能提供400 mA平均电流，2A瞬时电流的5V电源。
2 实施情况及效果
（1）远程传输单元集成为中继器，数据转接单元面板设3个指示灯，分别指示电源、发送、接收。电源灯指示中继器供电状态。网络灯指示中继器登入无线网络。在中继器接收到来自终端的通信命令时，发送灯闪红灯，终端如有应答，接收灯闪绿灯。
（2）对烟台市区144户电量采集终端区域无信号的10 kV用户采用了家装中继器的方案，从跟踪效果来看，实施后，上线率有了明显的提高。
3 系统运行问题反馈
（1）由于第一RS-485转换电路中用于传输数据信号的光耦采用高速光耦，转换电路需做必要的过压及电磁干扰保护。而在现场实际运行中，电磁干扰保护的力度不够，常常影响数据转接电源模块中的第一RS-485转换，从而影响数据传输的正常工作。
（2）双绞线的最大传输距离为100 m。通过双绞线网线延长器UTP-ExtI型可以提供上行300 m，下行300 m，共600 m延长。通过双绞线网线延长器UTP-ExtII型可最大至1000 m传输。从烟台供电公司现场实施反馈来看，平均双绞线长度为15.6 m，采用双绞线连接，可以有效满足系统要求。但是个别用户连接距离超过百米后，会因信号衰减导致丢包。
（3）由于GPRS模块在进行拨号的过程中，会有比较大的脉冲电流，而较长的五类双绞线连接数据转接单元和远程传输单元，在线路上会有能量损耗，所以远程传输单元内设计了一路辅助电源电路，当有脉冲电流发生时，提供必要的电能补给，从实际运行经验来看，由于辅助电路的断电能力不足，会发生导致中继器死机的个别现象。
4 综合效益
对三种方案进行比较，如表1所示。
采用中继器方案：（1）解决终端安装区域小范围盲区；（2）为客户侧电能质量监控的全面性提供支撑；（3）为迎峰度夏负荷控制提供技术保障；（4）保障上线率达到省局要求；（5）促进计量管控技术革新。
5 结语
针对一些特殊区域（像地下室、密闭空间、地下通道）存在覆盖盲区，此类盲区数量多，区域小，固定移动用户数量甚少，移动公司对于此类盲区不够重视，导致此类盲区长期存在。而电量采集终端往往就安装在这样一个区域，如果区域较小，电量采集终端可采用外接天线解决，如果区域较大，终端需更换安装地点，综合布线及施工工作量较大，且影响综合规划。中继器可以应用于通用信息采集终端，无需对终端软件作任何修改，只需将终端通信模块更换成中继器转接单元及在移动网络信号良好地点安装中继器即可，中继器将通信模块与终端分离，将接收发送信号无线信号的模块置于信号接收良好的区域，达到终端与主站正常通信的目的。
参考文献
[1] 王轶.用于电能量采集终端的GPRS信号中继器：中国，201010611108[P].2011-5-18.
[2] 彭可.基于RS-485协议的单片机对等分布式控制网络[J].中南工业大学学报（自然科学版），2001，33（3）.