基于GPRS的配變監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

　　摘要：針對配電變壓器具有數(shù)量大、地理分布廣、布局分散性強的特點,結(jié)合GPRS通訊技術的特點,提出了一種基于GPRS配電監(jiān)控管理系統(tǒng)的設計方案.介紹了基于ARM處理器及GPRS通信模塊的配變監(jiān)測器的硬件實現(xiàn)方法及系統(tǒng)軟件的設計與實現(xiàn).系統(tǒng)成本低、穩(wěn)定性好,具有很好的實用價值。

　　1、引言

　　配電變壓器是聯(lián)系電網(wǎng)和用戶的基礎，它的運行狀況直接關系到用戶能否可靠的使用電 能，因此有必要對它進行數(shù)據(jù)采集和實時監(jiān)控．目前國內(nèi)已出現(xiàn)的配變數(shù)據(jù)采集通信主要有 有線與無線兩種方式．有線通信方式有電話線、電力線載波和光纖等，它們存在通信易受干 擾、可靠性低等缺點，難以普及，而無線電臺通信方式由于需要進行主站建設，費用較高．隨 著無線通信技術與通信網(wǎng)絡的迅速發(fā)展，特別是基于GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)的GPRS技術的成熟，為配變監(jiān)測系統(tǒng)提供了新的通信方式．

　　本文提出了一種基于GPRS網(wǎng)絡的配變遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計方案，解決了配變參數(shù)遠程傳 輸問題，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集和實時負荷監(jiān)測的功能．并基于ARM 控制器設計了一種先進的配 變監(jiān)測器，為電力部門的專業(yè)分析(如負荷預測、線損分析、故障判斷、用電質(zhì)量等)提供實 時數(shù)據(jù)，進而提高了配電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性和安全性．

　　2、GPRS 通信技術

　　通用分組無線業(yè)務 (General Packet Radio Service，GPRS)是在現(xiàn)有的GSM數(shù)字移動通 信系統(tǒng)基礎上發(fā)展起來的一種移動分組業(yè)務，它采用分組交換技術，提供端到端的、廣域的無線IP連接，與GSM 的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式相比，GPRS特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻 繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸．它的主要技術特點有：

　　(1)傳輸速率高．GPRS采用了4種不同的編碼方式：CS-l～CS-4，每個用戶最多可同時使 用8個時隙，最高理論速度為l71.2kbps的傳輸速率．

　　(2)實時在線．即使沒有數(shù)據(jù)需要傳送，仍一直與網(wǎng)絡保持聯(lián)接，處于“一直在線”狀 態(tài)．

　　(3)GPRS的核心網(wǎng)絡層采用IP技術，提供了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無縫連接．

　　(4)費用低．在網(wǎng)絡建設方面只須沿用現(xiàn)有的GSM 網(wǎng)絡來發(fā)展即可，由于數(shù)據(jù)實現(xiàn)分組 發(fā)送和接收，系統(tǒng)通常按流量計費，用戶可以總是在線，服務成本低．

　?。?）網(wǎng)絡的覆蓋范圍很廣．

　　GPRS的用途十分廣泛，包括通過手機發(fā)送及接收電子郵件，在互聯(lián)網(wǎng)上瀏覽數(shù)據(jù)等．將 GPRS應用于配變監(jiān)控系統(tǒng)，不僅可以滿足配變監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸實時性的要求，而且節(jié)約成 本，實現(xiàn)靈活方便．

　　3、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)由監(jiān)控終端、GPRS通信網(wǎng)絡和監(jiān)控中心站構(gòu)成，如圖1所示．變壓器監(jiān)控終端安裝 在變壓器現(xiàn)場，采集變壓器二次端的電氣參數(shù)和一些開關量，通過GPRS modem定時上傳采集 信息到位于變電所的監(jiān)控中心站，當變壓器三相電力參數(shù)出現(xiàn)異常立即向中心站上傳報警信 息；同時，當中心站發(fā)送控制命令到監(jiān)控終端，監(jiān)控終端通過GPRS modem接收命令，可以控 制變壓器的一些開關量．GPRS網(wǎng)絡是監(jiān)控終端與中心站通信的橋梁，監(jiān)控終端的采集信息和 報警信息上傳，中心站控制命令下達都是通過GPRS網(wǎng)絡進行無線通信．GPRS網(wǎng)絡與Internet 網(wǎng)是無縫鏈接的，中心站借助ADSL 專線接入Internet從而進入GPRS網(wǎng)絡，一方面與監(jiān)控終 端雙向通信，另一方面提供了一個可視化界面，讓用戶足不出戶了解遠方變壓器的運行狀 況．當變壓器出現(xiàn)報警信息，中心站可以及時得知并通知就近值班員排除故障，大大縮短故 障排除時間，提高配電網(wǎng)運行的可靠性和安全性．

　　圖1：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖