低压电力用户远程集中抄表系统技术方案.docx
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低压电力用户远程集中抄表系统技术方案.docx
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低压电力用户远程集中抄表系统技术方案
TechnologyInnovation
科技创新
HDAMR-2000
低压电力用户远程集中抄表系统
技术方案
广东浩迪创新科技有限公司
2006年8月
地址:
广东佛山南海桂城桂平路科技电子城C区5楼528200
电话:
(0757)88780888/9传真:
(0757)88780800
网站:
Email:
**************
HDAMR-2000
低压电力用户远程集中抄表系统技术方案
一、远程集中抄表系统的建设需求
根据浩迪公司多年从事低压集中抄表系统和智能电表等研究开发、工程实施应用经验,我们认为电力部门迫切需要建设集中抄表系统的主要原因包括如下几个方面:
1.解决基本的抄表收费问题和提高工作效率的需求
使用集中抄表系统能够解决用户数量繁多,分布面广的低压电力用户的抄表计费、追收电费和恶意欠费停电的问题,提高人员工作效率。
2.低压电网的网络管理需求
使用集中抄表系统能够及时准确实现供电台区线损计算、分区、分时的线损分析和重点用电客户的用电负荷曲线记录等,及时发现线损异常、非法用电等情况,减少电量损失,提高经济效益。
3.提高客户服务水平的需求
安装使用远程集中抄表系统,可以提高供电部门的自动化管理水平,及时发现供电现场的故障、供电异常和可能的事故隐患情况,使得供电部门在可能发生事故前提前及时处理,保证电网和用户用电的安全。
从而提高用电部门的服务水平。
二、远程集中抄表系统的目标
远程集抄系统的主要目的是代替人工完成抄收安装在低压电力用户现场的计量表计测量和记录的表码数据,并进行数据检查和纠错、输入到用户电费收费计费系统进行电费计算,从而实现抄表收费的自动化,达到减少抄表人员工作强度,提高效率,提高抄表准确率和实时性。
抄表系统能够按规定周期保存表计的测量数据,因此能够实现对指定表计的负荷曲线记录;抄表系统能够在任意指定的时间点记录和保存所有表计测量的实时数据,因此能够按照小区、台区等不同的区域进行相对准确的实时线损记录和分析,及时发现不合理的用电情况和线损情况,保障供电可靠性和安全性。
集抄系统中安装使用具有远程断电/复电控制功能的智能电表时,集抄系统可以实现对欠/缴费的用户电表进行远程断电/复电控制,实现远程停送电控制;对于交费信誉不良的客户,系统也可以实现后台预付费(即先交费、后用电)功能,对保证电费回收有好处。
采用远程集中抄表系统,能够有效地提高供电管理部门电表抄表和收费结算的工作效率,减少人工抄表带来的估抄、误抄和漏抄现象。
由于台区范围内抄表时差的减少,有利于实时计算台区线损,减少线损计算误差,为供电所降低线损提供准确的依据。
通过对抄表数据的分析处理,能够及时发现并纠正客户的非常用电情况和表计异常工作情况,减少不必要的损失。
远程集中抄表系统将成为供电部门抄表收费管理的重要手段。
三、远程集中抄表系统的设计原则
集抄系统作为供电部门抄表收费的必要手段和工具,其设计建设必须满足以下的原则:
1、系统可靠性原则
集抄系统是由大量能安装在恶劣环境下长时间连续运行的持续采集脉冲数据的二次计量电子设备组成的,设备可靠性将直接影响采集数据的准确性和系统的正常运行。
因此,系统设备设计必须严格按照有关技术标准进行设计,设备的生产和制造、检测必须按照可靠性设计的原则来进行。
2、系统安全性原则
集抄系统抄收的电表数据,直接涉及到客户和供电部门的经济利益,需要有严格的手段来保护设备、系统和数据的安全,避免非授权操作造成的损失。
3、通用性原则
集抄系统面向各个地区的供电部门,需要采集各类表计的表码数据,必须具备通用的数据采集接口,以适应当前各类单/三相电子式电能表和今后可能需要采用的分时电表、多功能电表等。
因此集抄系统必须支持符合国家标准的不同厂家主流的脉冲电能表、电子式电能表和分时电表。
4、可维护性原则
如果集抄系统要长时间运行使用,必然面临着系统维护和设备维修的问题,要降低系统运行维护成本,必须具备良好的可维护能力。
因此集抄系统必须采取模块化设计、分布式运行的原则进行设计建设,并具备良好的故障分析和定位处理能力,保证供电部门在系统出现故障时能够比较容易地进行检查和维护。
5、可扩展性原则
考虑到供电客户的持续增长和现场用户情况的变化,集抄系统数据库应该采用能够满足大规模客户数量的网络数据库、集抄系统网络能够满足具有多扩展能力的集抄设备的使用和增长,集中器的容量能够满足最大可能的采集器和电表数量的数据采集,包括今后可能采用的分时计量及其收费的需要。
6、易操作性原则
由于集抄系统遍及各地基层供电所,抄表人员素质水平不一,因此,集抄系统必须满足操作简单、维护方便的原则,能够保证各种文化程度的工作人员经过简单培训即可完成系统的抄表、检查、数据导出和营销系统导入等步骤,并能够完成新装电表、换表、数据库修改录入等过程。
7、适应性原则
集抄系统安装在城乡各地,现场条件多种多样,不可能有一种通讯方式、一种组网方式可以满足全部要求,因此,集抄系统的设计必须具有良好的适应能力,能够满足高层楼宇、多层建筑、别墅等多种小区和需要,具备多种组网通讯方式和多种远程通讯方式,满足不同环境的系统安装需要。
四、集抄系统建设的技术要求
集抄系统建设需要满足以下要求:
1、适应性和扩展性要求:
集抄系统应具有良好的适应能力,能够满足本地区居民小区集抄系统建设发展的需要,具有良好的扩展能力,能够适应城市新区集抄系统建设(专线布线)和旧区集抄系统改造(电力线载波)需要;对采集表计而言,应该使用符合国家标准的RS485接口电能表,以满足将来采用分时电表的扩展功能。
2、主站软件功能要求
主站软件应采用大型网络数据库(如SQL等),能够支持多台抄表工作站共享网络数据库完成抄表、数据录入等功能。
主站软件应该具备客户信息录入和管理、设备信息管理、实时抄表、定时自动抄表、计费抄表、抄表数据检查纠错、换表、线损统计等功能,并能够方便地与用电营销系统传送抄表数据。
3、系统选型
集抄系统应该采用主流技术:
远程通讯能够兼容PSTN电话、GSM/GPRS/CDMA等公网远程通讯;系统组网通讯方式能够混合采用RS485总线、低压电力线载波和无线通讯技术;数据采集方式能够兼容不同厂家的485接口电能表,包括单/三相RS485接口多功能电表和分时电表和载波电表。
集抄系统必须通过电力科学研究院检测并取得合格有效的检验报告和型号注册证书。
通过技术监督局计量检测,取得技术监督局颁发的制造计量器具许可证。
企业应该通过ISO9001-2000质量管理体系认证,其集抄产品在电力行业有超过100000只电表和五年以上的安装使用经验。
五、浩迪远程集中抄表系统(HDAMR-2000)介绍
1、系统简介
浩迪远程集中抄表系统(HDAMR-2000)是广东浩迪创新科技有限公司总结多年集抄系统开发经验和大规模现场安装经验,结合各地电力部门实际需求开发的实用化远程集中抄表系统,符合电力行业标准DL/T698-1999《低压电力用户集中抄表系统》,能够满足各地电力部门的抄表管理使用。
目前,浩迪集抄系统已经得到各地电力部门的认可,在部分地区大面积推广使用,其中2004年入选广东省广电集团电力营销部低压电力用户集中抄表系统选型前三名,在广东电网各地供电局招标中中标广州、佛山、深圳、东莞、惠州、梅州、江门、湛江、清远等九个供电局;2006年广西电网公司招标中中标桂林、北海、贵港和防城港等4个供电局。
目前浩迪集抄系统已经在广东、湖南、江苏、浙江、广西、贵州、云南和山东等省市安装使用,安装使用总数量超过40万只表计。
浩迪远程集中抄表系统先后四次通过原电力部电力设备及仪表质量检验测试中心的严格检测,取得检测合格报告和《集中抄表系统产品型号注册登记证》,通过广东省质量技术监督局的严格检验,取得技术监督管理部门颁发的《计量器具新产品样机试验合格证书》和《计量器具制造许可证》。
2003年浩迪集抄产品被评为“国家质量稳定合格产品”,2005年被中国质量万里行确认为全国消费者(用户)质量信誉放心品牌。
浩迪远程集中抄表系统(HDAMR-2000)可以实现对各种电表(单相/三相机电式脉冲表、单相/三相电子式电能表、分时电表、复费率电表、智能电表等)和脉冲远传水表、脉冲远传气表等各种表计的远程抄表。
能够选择手持机、电话线、GSM和GPRS/CDMA等多种方式远传通讯,能够采用RS485总线或电力线载波通讯方式组网,可以满足新旧住宅小区的高层、多层、别墅等各种类型住宅使用。
浩迪远程集中抄表系统具备有通讯组网方式灵活、操作维护方便、功能齐全、使用简便、抄表数据准确、抄表速度快、设备稳定性高、与营销系统数据交换容易等特点,是实用化程度较高的集抄系统。
2、浩迪集抄系统工作原理及组成
集中抄表系统的基本原理是采集器采集和记录各种现场表计输出的脉冲信号或表码数据并保存在存储器中,采集器通过系统网络与数据集中器联系在一起,并根据集中器命令将相应表计的数据传送到数据集中器保存,集中器根据主站命令向主站传递采集记录的电表数据。
浩迪远程集中抄表系统包括主站系统、数据集中器、采集器等三部分设备和主站与集中器之间的远程通讯,集中器与采集器之间的系统组网通讯等两个通讯系统组成。
如下图:
对于载波电表组成的集中抄表系统,由于采集器功能已经集成到载波电表中,因此系统不需要采集器,只有主站系统、数据集中器、载波电表等三部分设备和主站与集中器之间的远程通讯,集中器与载波电表之间的系统组网通讯等两个通讯系统组成。
如下图:
主站系统包括计算机系统、抄表管理软件和数据库。
主要完成抄表管理、数据保存和记录,数据分析和处理、报表打印等功能。
数据集中器是主站系统与抄表系统之间的通讯中枢,主站系统通过远程通讯系统与集中器通讯,实现远程抄表功能,集中器通过本地通讯系统与采集器通讯,实现集中抄表功能。
通常情况下,集中器要求有较大的存储容量和较多的通讯接口,以完成较大规模小区的抄表工作。
数据采集器是集抄系统的主要设备,其主要功能是采集和记录电表输出的脉冲信号,并转换为电表读数保存在存储器中,并根据集中器命令向集中器传递数据。
数据采集器要求有较高的可靠性和抗干扰能力,保证能够长期稳定和准确地采集和保存表计数据,具有灵活多样的数据采集方式,可以满足各种脉冲表计的脉冲数据采集需要,也要考虑今后表计的发展,适应具有RS485通讯接口的多功能智能表计的需要,保证系统可扩展性和适应性。
主站与集中器之间的远程通讯系统,由于抄表管理主站一般位于供电所、自来水公司或燃气公司的办公楼里,而集抄系统的数据集中器都是安装在几公里或几十公里外的居民小区配电房或物业管理处,因此一般都采用公用通讯网如PSTN电话网、GSM无线网或CDMA无线网实现。
浩迪远程集中抄表系统可以全面支持PSTN电话网、GSM无线网、GPRS无线数据通讯网或CDMA无线数据通讯网实现数据远传通讯。
系统组网通讯是指位于集抄系统小区集中器与采集器之间的内部网络通讯,通讯距离一般处于几百米到一千米之内。
系统组网方式将直接影响抄表系统的性能和抄表成功率。
目前通常的组网方式是采用RS485专线通讯组网、电力线载波通讯组网或微功率无线通讯网等。
浩迪远程集中抄表系统可以完全支持这三种方式以及三种方式混合组网,工程实施时根据现场实际情况选择最合适的组网方式。
六、浩迪远程集中抄表系统技术方案
针对城乡小区集抄系统的实际安装应用,浩迪公司分别根据现场电表分布情况和供电部门抄表收费的管理要求等不同应用需求,分别采用不同的电表、数据采集技术、组网通讯技术和远程通讯技术形成多个不同的集抄系统的技术解决方案满足供电部门的应用需要。
下面就各种情况分别介绍如下:
1、集中电表安装的居民小区集中抄表系统
对于电表集中安装、管理规范的居民小区,浩迪公司建议供电部门采用由电表、采集器、集中器组成的三层结构的集中抄表系统方案。
系统结构如下图:
本方案适合于所有电表集中的居民小区使用,包括多层楼房和高层楼房。
下面就集抄系统各部分分别说明如下:
1).集抄系统电表接口模式方案
集抄系统与电表的接口有两种不同的方式:
脉冲采集方式和RS485通讯方式。
早期集抄系统使用的电表都是脉冲接口模式的,需要集抄系统进行二次计量,数据准确性,工程复杂,维护工作量大;最新的集抄系统采用具备RS485接口类型的电表,避免了二次计量问题,数据准确,施工简单,维护容易,实用化程度大大提高,能够满足大批量推广安装的需要。
因此,我们建议集抄系统电表采用具备RS485通讯接口的电表。
具有RS485接口的电表是一种专门为集抄系统开发使用的新型电表,其特点是电表内部有CPU和存储器,电表内部已经记录和保存了电表表码数据,电表通过RS485通讯接口与采集器通讯,输出电表表码数据,并可接受电表命令。
典型的485接口电表是复费率电能表、分时电表和各种多功能电表等,它具有分时计量和数据通讯功能;部分电表还可内置继电器等控电装置,可以实现远程控制断电、复电功能和后台预付费功能。
RS485电表与采集器的连接方式见下图:
采用485接口电表,抄表系统采集器直接通过通讯方式读取电表表码数据,中间无须经过转换,采集器采集到的数据很容易就可以保证严格与电表显示的数据同步,因而可保证抄表系统抄表数据的准确性。
从上图可以看到,采用485接口电表,现场电表联线简单,布线容易,现场安装电表后,只需要通过手持机将电表地址输入到采集器后,系统就完成了初始化工作,操作简单方便,维护容易。
2).集抄系统电表的选型
集抄系统选择什么类型的电表是根据电力部门对集抄系统的功能要求以及当地的抄表收费管理模式等因素决定的。
一般地,根据电表类型,集抄系统可以实现以下几种不同的系统抄表收费和管理功能:
a.采用普通485接口电表,可实现基本的抄表功能;
b.采用分时电表,可实现分时计量、多费率计费等功能;
c.采用多功能电表,可实现分时计量、多费率计费、分时计费等功能;
d.采用拉闸控制电表,可实现远程控制用户停电、复电,实现远程控制欠费停电、交费复电功能,解决电费回收问题;
e.采用预付费功能电表,可以实现网络控制预付费,直接通过网络或射频卡给电表预付费充值,电表自动根据用电情况扣费,电费余额不足时报警,达到一定条件后自动停电的功能
f.采用多功能智能电表,可以实现以上全部功能。
3).系统组网方案
采集器与集中器之间的通讯组网可以根据现场情况进行选择,方便布线的小区,可以选择使用总线组网,不便布线的地方采用电力线载波进行组网,下面分别说明。
a.总线通讯系统组网方式见下图:
RS485专线组网适合于新建住宅小区或能够布线的规范小区。
其优点是通讯快捷,线路不受干扰,抄表数据实时性强,系统调试容易方便。
缺点是布线施工成本高难度大,线路容易受雷击破坏,网络故障时,线路故障定位困难。
浩迪公司为解决这些问题,特别推出一些辅助产品和增加采集器功能来解决。
其中推出通讯避雷器解决RS485总线防雷问题,推出总线管理器减低网络故障定位问题,增加采集器之间的互通讯功能解决线路故障时线路检测手段问题。
b.载波通讯系统组网方式见下图:
电力线载波通讯组网方案适合于无法布线的区域集抄系统组网。
其优点是无须布线,工程施工容易,适合范围广;但其缺点也是明显的:
施工过程中调试比较困难,使用中通讯速度慢,通讯实时性低,在电网出现重大干扰时通讯可能无法保证等都是载波通讯存在的问题,同时还有载波信号无法跨越变压器,因此需要每个台区配置一台集中器,设备和管理成本加大等。
为此,浩迪公司采取一些技术手段来解决这些问题,包括采集器中继技术、三相载波通讯技术、主站中继路由配置等,并采用针对中国电网线路的窄带扩频载波通讯技术等,基本满足集抄系统数据采集抄表应用。
为解决一个台区需要配置1个集中器问题,我们专门开发设计了载波信号耦合器,使得一个电房内只需要一个集中器就可以垮台区抄表通讯。
4).远程通讯方案
主站与集中器之间的远程通讯可以根据供电部门的需要选择不同的方式,包括GPRS,CDMA或宽带/电话线等。
PSTN/GSM数传方式方案见下图:
GPRS远程通讯方式方案见下图:
2、电表分散安装的居民小区集中抄表系统
对于电表分散安装、不能形成规范的居民小区的情况,如农村居民、城市商铺、电表单独安装的高档别墅,浩迪公司建议供电部门采用由载波电表和集中器组成的两层结构的集中抄表系统方案。
如下图:
采用载波电表的抄表系统与一般意义上的抄表系统相比,系统简单,工程施工方便(只要替换原有的电表即可、无须安装采集器和通讯线),维护容易,发现电表故障,只需换表即可。
但由于目前载波通讯技术不成熟,通讯速度低,通讯距离短,性能不够稳定,其系统通讯可靠性有待提高,因此大批量安装存在较大的技术风险。
同时,由于目前载波电表使用的载波通讯技术和通讯协议在国内国外都没有统一的标准,不同厂家的载波电表互不兼容,因此在一个集中器下,必须使用同一厂家的电表,对电力部门选用电表限制比较大。
对分散安装电表的地方,载波电表目前是一个最佳的解决方案,也是集抄系统厂家需要努力发展的方向。
3、主站系统技术方案
对于抄表主站系统,浩迪集抄系统支持小规模的单机抄表系统和网络多主机抄表系统两种结构。
对于用户量比较少的抄表系统,采用一台主机就可以完成数据库服务器功能和抄表工作站功能,操作人员分时分帐户使用,每个不同的操作人员只能远程抄录自己权限范围内的台区集抄系统,只能检查打印所管理小区数据。
对于安装集抄数量规模比较大的供电部门,可能同时需要多人对不同的小区集抄系统进行抄表操作,因此应该建立网络系统,使用网络数据库,实现网络操作。
七、浩迪远程集中抄表系统(HDAMR-2000)主要产品介绍
遵循集抄系统的设计目标和原则,在总结多年应用开发集抄系统的实践经验和各地供电部门应用集抄系统的需求,2000年广东浩迪创新科技有限公司推出了实用化程度很高的,具有自主知识产权的HDAMR-2000浩迪远程集中抄表系统,并在各地推广使用,得到各地用户的广泛好评,目前HDAMR-2000集抄系统安装数量已经超过40万只表计。
HDAMR-2000浩迪远程集中抄表系统包括以下主要设备:
1、抄表系统管理软件HDAMR
浩迪远程集中抄表系统管理软件HDAMR是集中抄表系统的管理中心,它实现抄表系统的维护管理、抄表数据的分析、处理,用户电量的计算等。
浩迪抄表系统管理软件HDAMR具有以下的性能特点:
●采用MSSQLServer7.0/2000大型数据库平台,数据库的安全性和稳定性好,是真正的多用户数据库操作系统。
●支持单机运行或网络运行。
●支持多种通讯终端连接方式:
RS485串口连接、MODEM拨号连接、GSM无线拨号和GPRS/CDMA数传连接等。
●按小区进行集抄设备管理、远程抄表、数据查询与报表输出。
●根据供电部门的工作流程划分抄表权限,将抄表分为:
实时抄表、计费抄表、线损分析,可以抄录实时表码、集中器内部的预抄表码、抄收和抄读数据、轮巡数据等,支持多费率表码抄录。
●对于采用智能电表的集抄系统,可以实现远程购电、远程控电等操作。
●提供抄表设备参数、抄表数据记录、异常设备(检查)记录、线损曲线、负荷曲线、用户远程购电记录、远程控电记录的查询与报表打印输出。
●可以将抄表数据记录导出到文本文件中,作为其它用电MIS系统的数据输入。
由用户自己定义输出的抄表数据文本文件的格式,满足不同的用电MIS系统数据输入的要求。
●利用集中器内部保存的轮巡数据,进行任意两点时间之间的线损计算或进行指定日期的线损曲线分析。
●采用通用数据库文本文件格式作为数据库抄表设备参数、抄表数据记录导入、导出的中间文件,存贮方便、查看直观且可以任意拆分和合并。
●独特的用户信息文本文件导入功能,采用数据记录模糊替换和相似替换技术,可以准确的替换旧的用户信息或者插入新的用户信息,这样在新建一个抄表用户信息库或者需要更换旧的用户信息时,可以直接从其它的用电管理系统中导出用户信息文本文件,再导入或替换抄表系统的原有用户信息,从而大大地减轻了用户手工输入的繁重工作,避免人工录入的错误。
●提供自动抄表计划任务功能,对选定的多个小区,每天可以抄录指定时间间隔的数据进行线损分析,或者在每天的指定时刻抄录实时表码数据、在每月的指定日期抄录计费表码数据。
●提供数据库维护管理功能,使非专业的用电部门的相关人员可以安全地对数据库进行维护管理工作。
●提供红外手持机抄表的数据接口,可以下载抄表设备参数到红外手持机,或者上传红外手持机的抄表数据到抄表数据库中。
●支持系统外挂工具。
可以将其它的集抄扩展功能以外挂模块的方式接入集抄软件。
●提供程序在线升级功能。
2、数据集中器FMU-2000
集中器FMU-2000是浩迪公司最新开发的新一代远程集中抄表系统设备。
FMU-2000采用全新防火ABS外壳,提供铅封保护外壳不被非授权人员破坏,具备良好的密封性能和安全保护性能。
集中器FMU-2000的性能特点:
●上行接口可根据需要配置工业用MODEM和GSM/GPRS模块,可以支持PSTN电话组网和GPRS远程通讯;
●下行提供2个RS485接口或1个RS485/1个电力线载波接口,组网方式灵活;
●集成高速红外接口,便于现场安装调试和日常系统维护,有利于现场手持机抄表;
●大容量非易失存储器,可以灵活配置存储大量电表数据,数据停电保存10年;
●三相/单相220V电源输入,保证系统运行可靠性;
●内置时钟,实现定时自动抄表;
●密码保护,非授权用户无法操作;
●接口为端接方式,接线容易。
3、脉冲表数据采集器MRU-8/16/24B/BP
脉冲表采集器MRU-8/16/24B/BP是浩迪集抄系统的主要设备,负责记录脉冲表计输出脉冲的信号并转换成表计读数。
MRU-8/16/24B/BP采集器具备数据采集、记录、存储和通讯功能,可以独立运行使用。
采集器MRU-8/16/24B/BP的性能特点:
●存储和记录各类表计脉冲信号并转换成表计读数;
●大容量系统配置,可选择8路、16路、24路脉冲输入;
●集成电力线载波通讯接口,通讯组网方式灵活;
●内置红外通讯接口,便于现场调试和维护;
●大容量非易失存储器,表码和参数数据停电保存10年不丢失;
●现场市电供电,采集器工作与本地电网同步;
●先进的信号采样和数字信号处理技术,抗干扰能力强,脉冲记录准确。
4、RS485接口电表数据采集器MRU-40CP
采集器MRU-40CP是浩迪集中抄表系统中专门用来采集记录RS485接口电表的采集器设备。
内置红外线接口和三相载波通讯接口,能够抄录和存储40只多功能电表4费率表码数据。
●
采集器MRU的性能特点:
●定时读取智能电表数据;
●大容量系统配置,可支持采集40只4费率电表数据存储;
●集成电力线载波通讯接口,通讯组网方式灵活;
●内置红外通讯接口,便于现场调试和维护;
●大容量非易失存储器,表码和参数数据停电保存10年不丢失;
●现场市电供电,采集器工作与本地电网同步。
5、手持机HT-2200
手持机HT-2200是集中抄表系统的基本设备,用来实现现场调试和设置电表参数,也可以在现场抄录电表数据。
手持机的性能特点:
●集成RS232接口和红外通讯接口,便于现场调试和系统维护;
●大屏幕液晶显示,中文菜单显示,操作使用方便;
●大容量存储器,可保存大量电表数据。
6、载波模块PLM485
载波模块PLM485提供了RS485信号和电力线载波通讯的桥接转换功能,能够将HDAMR-2000集抄系统总线通讯的信号转换到电力线载
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