國網(wǎng)揚州供電公司 王 菲 倪 超 潘開國 潘國超 許偉欣

在電力營銷與管理過程中，電力信息采集是一項基礎性工作，其所依托的技術設備便是用電信息采集終端。通過該終端設備，可以將電能數(shù)據(jù)實時讀取到采集裝置，并將其傳遞至控制平臺；根據(jù)數(shù)據(jù)變化以及所設定電能限度，對終端設備用電情況發(fā)出預警等；根據(jù)各地電力部門業(yè)務開展情況，設置多個接口，以便擴展采集終端的性能[1-2]?？梢?，用電信息采集終端的硬件設計是電力系統(tǒng)運行的關鍵部件，需持續(xù)改進其設計。本文對該硬件的設計原理等進行討論，并以專用三通同軸連接器為例，詳細論述其設計步驟，對相關設計工作有一定參考價值。

1 智能電網(wǎng)用電信息采集終端設計所遵循的原理

用電信息采集終端的實現(xiàn)原理是通過測量并采集電力設備的電流和電壓等數(shù)據(jù)，經(jīng)過預先制定的電量計算公式進行計算，將電量數(shù)據(jù)進行存儲并發(fā)送到用戶信息采集主站[3]。終端采集質量分析是從供電公司角度分析采集質量，按管理單位進行考核，按維護部門進行考核，從終端廠家角度分析采集質量，按不同廠家采集質量分析，便于廠家現(xiàn)場人員及時發(fā)現(xiàn)故障點，評估廠家終端設備運行情況，為后續(xù)的采購提供依據(jù)[4]。

用電信息采集硬件系統(tǒng)從功能方面進行劃分可分為五個層次，即平臺支撐層、 數(shù)據(jù)采集通訊層、運維監(jiān)控層、業(yè)務應用層、運行監(jiān)管層。其中運行監(jiān)管層是從業(yè)務應用的角度出發(fā)，供電公司職能部門及使用人員的視角與地市業(yè)務應用系統(tǒng)存在較大的差異性。對智能電網(wǎng)用電信息采集終端的硬件進行合理的規(guī)劃設計，可以保證智能電網(wǎng)用電信息采集終端的正常穩(wěn)定運行[5]。

2 智能電網(wǎng)用電信息采集終端硬件設計實踐：以專用三通同軸連接器為例

2.1 背景技術

本文所論述的終端硬件涉及用電信息采集終端通訊領域，是一種無線信號傳輸回路中的三通同軸連接器。

2.1.1 現(xiàn)有的相同或相似產品研究現(xiàn)狀

隨著我國智能電網(wǎng)自動化建設的推進，不僅在城鎮(zhèn)區(qū)域實現(xiàn)了居民用電信息的自動化采集，而且對偏遠地區(qū)用電也提出了“全覆蓋、全采集、全費控”的要求?！叭杉奔葱枰秒娦畔⒉杉K端具備更高的無線通訊成功率，因此大大增加了現(xiàn)場終端安裝運維的難度及工作量。

在日常終端的安裝運維過程中，如何進一步提升終端信號強度，同時減少過多連接線及接頭所帶來的安裝工作量，對于現(xiàn)場的運行維護管理將成為一個重要課題。

經(jīng)市場調研，目前市場暫無針對用電信息采集終端專用的三通同軸連接器，普通射頻三通轉接頭因接口不匹配的原因，無法直接滿足終端的專用接口需求。

2.1.2 現(xiàn)有產品的缺陷

總結起來，現(xiàn)有類似產品的缺點有如下幾點：普通三通轉接頭無法直接與用電信息采集終端上的多個通訊模塊接口互接，需增加多個轉接頭及轉接線；過多的轉接頭會導致信號衰減加劇，駐波比增大；轉接頭、轉接線過多，現(xiàn)場操作復雜。

2.2 硬件設計中要解決的技術問題與技術方案

2.2.1 產品要解決的問題

針對以上現(xiàn)有技術存在的缺陷，本設計的目的是提供一種用電采集終端專用三通同軸連接器，其采用三個不同的專用接口來匹配終端多個通訊模塊接口，去除多余的轉接頭減少信號衰減，從而提升通訊模塊接收信號的強度，間接提高用電采集終端通訊成功率。

2.2.2 技術方案

產品部件：本設計包括一個鑄鋁屏蔽盒、N 母頭、SYV50-3連接線（3根）、SMA-J 接頭、BNC -J 接頭、信號傳輸電路板。

各部件連接關系：SYV50-3連接線1:A 端屏蔽線及芯線分別連接信號傳輸電路板，B 端裝接N 母頭，然后N 母頭與外部天饋線連接。

SYV50-3連接線2:A端屏蔽線及芯線分別連接信號傳輸電路板，B端裝接SMA-J 接頭，然后SMA-J 接頭與終端通訊模塊1連接。

SYV50-3連接線3:A端屏蔽線及芯線分別焊接信號傳輸電路板，B端裝接BNC-J 接頭，然后BNC-J 接頭與終端通訊模塊2連接。

PCB 電路焊接板封裝入鑄鋁屏蔽盒內，連接線1、連接線2和連接線3的B 端穿過屏蔽盒開孔延伸至盒外。

工作過程和原理：本轉接器使用時，將N 母頭連接終端天饋線，SMA-J 接頭連接通訊模塊，BNC-J 接頭連接通訊模塊，只需連接3個接頭即可完成終端與天饋線的連接，較原先減少3次接線操作。

天饋線接收到的終端模塊1無線電信號可通過連接線1傳輸至信號傳輸電路板，然后傳輸至連接線2，然后傳輸至終端模塊1。發(fā)射信號是上述接收流程的逆向過程，在此不再贅述。

天饋線接收到的終端模塊2無線電信號可通過連接線1傳輸至信號傳輸電路板，然后傳輸至連接線3，然后傳輸至終端模塊2。發(fā)射流程是上述接收流程的逆向過程，在此不再贅述。

還可能出現(xiàn)的其它可能的替換方案：單純的更換連接線1/2/3的型號、長度、線徑等，單純的更換接頭型號。

2.3 硬件設計的具體實施方式

專用三通同軸連接器的實施方式：

SYV50-3連接線1（長度10公分）：連接線A端屏蔽線及芯線分別焊接到信號傳輸電路板接地端及信號端，連接線B 端裝接N 母頭；SYV50-3連接線2（長度20公分）：連接線A 端屏蔽線及芯線分別焊接到信號傳輸電路板接地端及信號端，連接線B 端裝接SMA-J 接頭；SYV50-3連接線3（長度15公分）：連接線A 端屏蔽線及芯線分別焊接到信號傳輸電路板接地端及信號端，連接線B 端裝接BNC-J 接頭；PCB 電路焊接板封裝入鑄鋁屏蔽盒內，連接線1、連接線2、連接線3的B 端均穿過屏蔽盒開孔延伸至盒外。

屏蔽盒外，各接頭與通訊設備連接：N 母頭與外部天饋線連接；SMA-J 接頭與終端通訊模塊1連接；BNC-J 接頭與終端通訊模塊2連接。

2.4 本硬件設計的優(yōu)點分析

與現(xiàn)有技術相比具有的優(yōu)點體現(xiàn)在如下幾方面：本設計結構簡單，使用方便，安全可靠，接線操作簡單，較原先減少3次接線操作，可節(jié)約現(xiàn)場操作時間10分鐘；用3種不同接口唯一對應，避免安裝人員以往反復找尋相應轉接頭和轉接線的無用操作出現(xiàn)；投資較少，提高現(xiàn)場安裝效率；有效降低信號衰減幅度，減小駐波比，增強通訊模塊接收到的信號強度，從而提升用電采集終端通訊成功率。

綜上，隨著電力行業(yè)中的技術不斷發(fā)展，用電信息采集終端數(shù)據(jù)采集的準確率也在不斷提高。智能電網(wǎng)用電信息采集系統(tǒng)是進行用電數(shù)據(jù)信息采集的基本方法，在電力行業(yè)中具有較為廣泛的應用。本文對用電信息采集終端的硬件設計進行了分析，并結合具體實例加以說明，對于推廣用電信息采集終端的使用具有一定的作用。