一(yī)、前言
随著(zhe)科(kē)學技(jì)術(shù)的(de)發展，實現(xiàn)中低(dī)壓配電(diàn)網的(→de)自(zì)動化(huà)已成為(wèi)電(diàn)力系統發展的(de)趨勢。中低(dī)壓配電(diàn)網作(zuò)為(wèi)輸配電(diàn)系統的(de→)最後一(yī)個(gè)環節，其實現(xiàn)自(zì)動化(huà)的(de)程度與供用(yòng)電(diàn)的(de)質量和(hé)可(kě)靠性密切相(xiàng)關。€為(wèi)此，本文(wén)特對(duì)中低(dī)壓配電(diàn)網自(zì)動化(huà)的(de)必要(y'ào)性及其實現(xiàn)方案作(zuò)簡單的(de)討(tǎo)論。
配電(diàn)變壓器(qì)是(shì)将電(diàn)能(néng)直接分(fēn)配給低(dī)壓用(yòng)戶的(de)電(diàn)力 設備，其運行(xíng)數(shù)據是(shì)整個(gè)配電(diàn)網基礎數(shù)據的(de)重要(yào)組成部分(↑fēn)。因此，對(duì)其運行(xíng)參數(shù)與狀态進行(xíng)監測是(shì)必要(yào)的(de)。本文(wén)討(tǎo)論利用(yòng)GPRS作(zuò)為(εwèi)通(tōng)信手段，建立配電(diàn)變壓器(qì)監測系統。
在配電(diàn)變壓器(qì)監控系統的(de)通(tōng)信中，可(kě)以采用(yòng)數(shù)傳電(diàn)台、GSM短(duǎn)消息、光(guāng)纖接入等♠方式。數(shù)傳電(diàn)台的(de)優勢是(shì)除了(le)每年(nián)的(de)頻(pín)點費(fèi)以外(wài)，平時(shí)運行(xíng)無需額外(wài)費≥(fèi)用(yòng)；缺點是(shì)受地(dì)形、氣候的(de)影(yǐng)響較大(dà)，造成系統的(de)可(kě)靠性☆、實時(shí)性較差，無法主動上(shàng)報(bào)。GSM短(duǎn)消息方式可(kě)以實現(xiàn)主<動上(shàng)報(bào)；缺點是(shì)按條收費(fèi)，運行(xíng)費(fèi)用(yòng)高(g↕āo)，而且在節假日(rì)短(duǎn)消息中心服務器(qì)繁忙時(shí)延時(shí)相(xiàng)當長(cháng)。光(guāng)纖通(tōng)信穩定可(kě)靠，但(dàn)∞是(shì)施工(gōng)成本投入大(dà)、擴展性差、設備維護方面不(bù)方便。而GPRS通(tōng)信則避免了(le)以上(shàng)問 (wèn)題。
通(tōng)用(yòng)分(fēn)組無線業(yè)務GPRS 是(shì)在現(xiàn)有(yǒu)GSM系統上(shàng)發展出來↕(lái)的(de)一(yī)種新無線數(shù)據傳數(shù)業(yè)務，目的(de)是(shì)給移動用(yòng)戶提供高(gāo)速無線IP或GPRS↓ 1X服務。 GPRS理(lǐ)論帶寬可(kě)達170Kbit/s，，在此信道(dào)上(shàng)提供TCP/IP連接，可(kě)以用(yòng)于INTERNET連接、數(shùσ)據傳輸等應用(yòng)。GPRS采用(yòng)分(fēn)組交換技(jì)術(shù)，每個(gè)用(yòng)戶可(kě)同時(shí)占用(yòng)多(duō)個(gè )無線信道(dào)，同一(yī)無線信道(dào)又(yòu)可(kě)以由多(duō)個(gè)Ω用(yòng)戶共享，資源被有(yǒu)效的(de)利用(yòng)。GPRS允許用(yòng)戶在端 到(dào)端分(fēn)組轉移模式下(xià)發送和(hé)接收數(shù)據，而不(bù)需要(yào)利 用(yòng)電(diàn)路(lù)交換模式的(de)網絡資源。GPRS永遠(yuǎn)在線，按流量計(jì)費(fèi)，從(cóng)而提供了(le)一(yī×)種高(gāo)效、低(dī)成本的(de)無線分(fēn)組數(shù)據業(yè)務。特别适用(yòng)于間(jiān)斷的(de)、突發性的(de)和(hé)頻(pín)繁的(d←e)、點多(duō)分(fēn)散、中小(xiǎo)流量的(de)數(shù)據傳輸，也(yě)适用(yòng)于偶爾的(de)大(dà)數(shù)據量傳輸。
二、系統結構
配電(diàn)變壓器(qì)綜合管理(lǐ)系統的(de)開(kāi)發目标是(s¥hì)建立一(yī)個(gè)安全可(kě)靠，能(néng)提供各種高(gāo)級服務，并有(yǒu)為(wèi)應用(yòng)程序的(de)執行(xíng)和(hé)實施提供較強功能(néng✔)的(de)開(kāi)放(fàng)式平台和(hé)運行(xíng)在該平台的(de)多(duō)個(gè)相(xiàng₩)對(duì)獨立的(de)應用(yòng)子(zǐ)系統組成的(de)系統，成為(wèi)一(yī)個(gè)符合配電(diàn)系統現(xiàn)代化(huà)管理(±lǐ)要(yào)求的(de)，分(fēn)布式，開(kāi)放(fàng)式，模塊化(huà)，可(kě)擴充的₹(de)配電(diàn)變壓器(qì)綜合管理(lǐ)系統。基礎平台除提供基本的(de)硬件(jiàn)技(jì)術(shù)和(hé)操作(zuò)系統內(nèi∏)核外(wài)，還(hái)提供諸如(rú)數(shù)據庫系統、信息傳遞、人(rén)機(jī)界面、實時♥(shí)環境應用(yòng)程序等基礎服務。基于基礎平台之上(shàng)的(de)各應用(yòng)子(zǐ)系統包括：配電(diàn)變壓器(qì)管理(lǐ)，線損管理(l↑ǐ)，自(zì)動抄表，VQC功能(néng)，諧波數(shù)據，購(gòu)電(diàn)量管理(lǐ)，數(shù)據查詢，自(zì)動報(bào)表，圖表和(hé)與其他(tā)系統的(de)接口等。這(zhè)些(xiē)子(zǐ)系統之間(jiān)在開(kāi)放(fàng)系統結構（OSA）基礎上(shàng)實現(xiàn)有(yǒu)機(jī)的(de)橫向和(h→é)縱向集成，形成一(yī)個(gè)完整的(de)配電(diàn)變壓器(qì)綜合管理(lǐ)信息系統。
GPRS配電(diàn)變壓器(qì)監控系統的(de)網絡架構如(rú)下(xià)圖所示，系統分(fēn)為(wèi)四個(gè)部分(fēn)，分(fēn)别是★(shì)監控中心主站(zhàn)、網絡代理(lǐ)服務器(qì)、GPRS數(shù)據傳輸終端、監控終端設備。主站(zhàn)主要(yào)完成人(rén)機(jī€)交互工(gōng)作(zuò)；網絡代理(lǐ)服務器(qì)主要(yào)負責網絡數(shù)據鏈路(lù)建立和(hé)數(shù)據收發的(de)透明(míng©)中轉；GPRS數(shù)據傳輸終端完成信息的(de)上(shàng)送與下(xià)發；監控終端設備主要(yào)完成數(shù)字量與模拟量的(de)采集。
本系統中網絡代理(lǐ)服務器(qì)可(kě)采用(yòng)ADSL、LAN等INTELNET公網連接，采用(yòng')公網固定IP或者公網動态IP+DNS解析服務，出于安全性考慮，監控中心主站(zhàn)在局域網中，不(bù)直接連在INTERNET網上(shàng)，通(tōng)過網絡代理(lǐ)服務器↑(qì)來(lái)負責網絡數(shù)據鏈路(lù)建立和(hé)數(shù)據收發的(de)透明(míng)中轉。
GPRS數(shù)據傳輸終端上(shàng)電(diàn)後，它會(huì)根據預先設定在其內(nèi)部α的(de)IP地(dì)址或者是(shì)域名來(lái)主動訪問(wèn)網絡代理(lǐ)服務器(qì)，通(tōng)過代理(lǐ)服務器(qì)和(hé)監控中心建立TC₩P/IP鏈路(lù)。監控中心主站(zhàn)本身(shēn)維護接入的(de)每個(gè)終端的(de)IP地(dì)址和(hé)ID号，當主站(™zhàn)要(yào)向某個(gè)監控終端提出數(shù)據請(qǐng)求時(shí)，它會(huì)根據IP地(dì)址和(hé)I'D号來(lái)找到(dào)對(duì)應的(de)終端，将命令下(xià)發到(dào)該終端，終端響應後通(tōng)過GPRS數(shù)據傳輸終端把數( shù)據發到(dào)網絡代理(lǐ)服務器(qì)端口，通(tōng)過端口影(yǐng)射轉發到(dào)監控中心主站(zhàn)，即完™成了(le)一(yī)個(gè)應答(dá)式的(de)通(tōng)訊流程。
以上(shàng)方式是(shì)通(tōng)過Internet(CMNET)實現(xiàn)的(de)，這(zhè)樣用(yòng)戶的♦(de)實現(xiàn)成本比較低(dī)。如(rú)需要(yào)高(gāo)可(kě)靠性數(shù)據傳輸。中國(guó)移動為(wèi)←這(zhè)種應用(yòng)提供了(le)直接接入GPRS網絡的(de)方式。監控中心主站(zhàn)通(tōng)過專線方式直接接入GPRS移動基站(zhàn)，并獲得 (de)一(yī)個(gè)固定的(de)IP地(dì)址。監測點數(shù)據無需路(lù)由到(d∑ào)Internet網絡，監測點DTU也(yě)采用(yòng)固定IP地(dì)址的(de)SIM卡。采用(yòng)這(zhè)種方式組$成點對(duì)多(duō)點網絡具有(yǒu)實時(shí)性好(hǎo)、安全性高(gāo)的(de)特點，但(dàn)接入費(fèi)用(yòng)∏相(xiàng)對(duì)較高(gāo)。
一(yī)、監控終端
該監測系統采用(yòng)的(de)配電(diàn)綜合監測儀是(shì)根據電(diàn)力需求側管理(lǐ)技(jì)術(shù)要(yào)求和(hé)配變負荷監測相(xiàng)☆關标準設計(jì)、制(zhì)造的(de)一(yī)種高(gāo)科(kē)技(jì)産品。它采用(yòng)高(gāo)精度數β(shù)字采樣處理(lǐ)技(jì)術(shù)，集數(shù)據采集、顯示、存儲、通(tōng)訊等多(duō)功能(néng)于一(yī)體(tǐ)，并可(kě)通(tōng)過後台軟件(☆jiàn)将儲存記錄的(de)數(shù)據以圖表或報(bào)表的(de)形式顯示、打印和(hé)分(fēn)析。其科(kē)技(jì)領先，功能(néng)強大(dà)、β可(kě)靠性高(gāo)，可(kě)廣泛應用(yòng)于配電(diàn)自(zì)動化(huà)系統的(de)監測。其主要(yào)功能(néng)有(yǒu)：
基本測量參數(shù)：
三相(xiàng)電(diàn)壓、電(diàn)流、頻(pín)率、有(yǒu)功功率、無功功率、功率因數(shù)、四象限電(diàn)能(néng)、環境溫度等九類，三十多(d₹uō)個(gè)參數(shù)。
技(jì)術(shù)參數(shù)
•額定技(jì)術(shù)參數(shù)
額定電(diàn)壓 Un： 100V
額定電(diàn)流 In： 5A
額定頻(pín)率 Fn： 50Hz
•測量準确度
電(diàn)壓/電(diàn)流/頻(pín)率： 0.2級
功率因數(shù)/有(yǒu)功功率/無功功率： 0.5級
有(yǒu)功電(diàn)量/無功電(diàn)量： 1.0級
•內(nèi)置閃存容量
存儲容量：1024k字節，可(kě)實現(xiàn)連續84日(rì)用(yòng)電(diàn)數(shù)據記錄（每15分(fēn)鐘(z hōng)記錄一(yī)次）
精度
電(diàn)壓/電(diàn)流/頻(pín)率： 0.2級
功率因數(shù)/有(yǒu)功功率/無功功率： 0.5級
有(yǒu)功電(diàn)量/無功電(diàn)量： 1.0級
系統參數(shù)設定
裝置的(de)CT、PT變比
數(shù)據存儲間(jiān)隔
系統時(shí)鐘(zhōng)
LCD對(duì)比度
過壓參數(shù)
欠壓參數(shù)
過流參數(shù)
四、GPRS數(shù)據傳輸終端
GPRS數(shù)據傳輸終端實現(xiàn)監控中心主站(zhàn)與監控終端的(de)通(tōng)訊。本系統中采₩用(yòng)KB3000。功能(néng)與特點如(rú)下(xià)：
A、功能(néng)：
-
标準的(de)AT 命令界面,方便程序設計(jì)；
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TCP/IP Internet 內(nèi)嵌的(de)協議(yì)棧，輕松互連；
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RS232接口方式，更加簡便的(de)通(tōng)訊方式；
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可(kě)通(tōng)過串口升級程序。
B、性能(néng)：
-
使用(yòng)低(dī)功耗高(gāo)性能(néng)的(de)CPU 做(zuò)處理(lǐ)器(qì)，16位內(nèi)部數(shù)據總線，128KBSRAM，512KB¶FLASH，可(kě)高(gāo)速處理(lǐ)協議(yì)和(hé)大(dà)量數(shù)據；
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支持全透明(míng)及幀格式數(shù)據傳輸；
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支持TCP、IP、PPP、ICMP、UDP、TELNET、HTTP 協議(yì)棧；
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一(yī)個(gè)符合ISO7816-3IC 卡标準的(de)SIM 卡座，支持符合GSM11.11 和(hé)GSM1÷1.10，規範SIM 卡；
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簡化(huà)的(de)接口設計(jì)，使用(yòng)通(tōng)用(yòng)的(de)232σ 接口和(hé)簡單的(de)AT 命令交互界面；
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供了(le)更方便的(de)電(diàn)源接口，即可(kě)使用(yòng)外(wài)挂電(diàn)源。又(yòu)可(kě)從(cóλng)串口直接取電(diàn)；
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整機(jī)功耗小(xiǎo)于2W；
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完善了(le)GPRS 網絡中所出現(xiàn)的(de)假撥号，掉線自(zì)動重啓，遠(yuǎn)程喚醒等功能(néng)；
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