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配電變壓器是將電能直接分配給低壓用戶的電力設(shè)備,其運(yùn)行數(shù)據(jù)是整個配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的重要組成部分。因此,對其運(yùn)行參數(shù)與狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測是必要的。本文討論利用GRPS作為通信手段,建立配電變壓器監(jiān)測系統(tǒng)。
在配電變壓器監(jiān)控系統(tǒng)的通信中,可以采用數(shù)傳電臺、GSM短消息、光纖接入等方式。數(shù)傳電臺的優(yōu)勢是除了每年的頻點(diǎn)費(fèi)以外,平時運(yùn)行無需額外費(fèi)用;缺點(diǎn)是受地形、氣候的影響較大,造成系統(tǒng)的可靠性、實時性較差,無法主動上報。GSM短消息方式可以實現(xiàn)主動上報;缺點(diǎn)是按條收費(fèi),運(yùn)行費(fèi)用高,而且在節(jié)假日短消息中心服務(wù)器繁忙時延時相當(dāng)長。光纖通信穩(wěn)定可靠,但是施工成本投入大、擴(kuò)展性差、設(shè)備維護(hù)方面不方便;而GPRS通信則避免了以上問題。
通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS 是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新無線數(shù)據(jù)傳數(shù)業(yè)務(wù),目的是給移動用戶提供高速無線IP或X.25服務(wù)。 GPRS理論帶寬可達(dá)171.2Kbit/s,實際應(yīng)用帶寬大約在40~100Kbit/s,在此信道上提供TCP/IP連接,可以用于INTERNET連接、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?yīng)用。GPRS采用分組交換技術(shù),每個用戶可同時占用多個無線信道,同一無線信道又可以由多個用戶共享,資源被有效的利用。GPRS允許用戶在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù),而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源。GPRS永遠(yuǎn)在線,按流量計費(fèi),從而提供了一種、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、點(diǎn)多分散、中小流量的數(shù)據(jù)傳輸,也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。
GPRS配電變壓器監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如下圖所示,系統(tǒng)分為四個部分,分別是監(jiān)控中心主站、網(wǎng)絡(luò)代理服務(wù)器、GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端、監(jiān)控終端設(shè)備。主站主要完成人機(jī)交互工作;網(wǎng)絡(luò)代理服務(wù)器主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路建立和數(shù)據(jù)收發(fā)的透明中轉(zhuǎn);GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端完成信息的上送與下發(fā);監(jiān)控終端設(shè)備主要完成數(shù)字量與模擬量的采集。
三相電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、四象限電能、環(huán)境溫度等九類,三十多個參數(shù)。
額定電流 In:
額定頻率 Fn:50Hz
功率因數(shù)/有功功率/無功功率:0.5級
有功電量/無功電量: 1.0級
電壓/電流/頻率: 0.2級
功率因數(shù)/有功功率/無功功率:0.5級
有功電量/無功電量:1.0級
數(shù)據(jù)存儲間隔
系統(tǒng)時鐘
欠壓參數(shù)
過流參數(shù)
2、TCP/IP Internet 內(nèi)嵌的協(xié)議棧,輕松互連。
3、RS232接口方式,更加簡便的通訊方式。
4、可通過串口升級程序。
1、使用低功耗高性能的CPU 做處理器,16位內(nèi)部數(shù)據(jù)總線,128KBSRAM,512KBFLASH,可高速處理協(xié)議和大量數(shù)據(jù)。
2、支持全透明及幀格式數(shù)據(jù)傳輸。
3、支持TCP、IP、PPP、ICMP、UDP、NET、HTTP 協(xié)議棧。
4、一個符合ISO7816-3IC 卡標(biāo)準(zhǔn)的SIM卡座,支持符合GSM11.11 和GSM11.10,規(guī)范SIM卡。
5、簡化的接口設(shè)計,使用通用的232 接口和簡單的AT命令交互界面。
6、供了更方便的電源接口,即可使用外掛電源。又可從串口直接取電。
8、完善了GPRS 網(wǎng)絡(luò)中所出現(xiàn)的假撥號,掉線自動重啟,遠(yuǎn)程喚醒等功能。
9、支持遠(yuǎn)程控制及動態(tài)域名解析。
10、同時更具嵌入式系統(tǒng)要求,可提供內(nèi)置式模塊(不帶外殼,可通過插針與嵌入式直接系統(tǒng)相連)。
11、同時還有軟硬件雙重看門狗,在RTU不能正常工作時,能夠自動斷電復(fù)位。
2、自動抄表系統(tǒng):根據(jù)設(shè)定的時間自動抄錄配電變壓器和用戶的電度數(shù)。并具有電表異常告警,跟蹤抄表記錄和操作記錄等輔助功能。
3、用戶購電量管理:對于信譽(yù)比較差的用戶,通過系統(tǒng)對它進(jìn)行先購電后供電,并在使用電量達(dá)到某些比例時進(jìn)行警告。
4、線損管理:主要是臺區(qū)線損管理和線路線損管理。
5、配電設(shè)備管理:主要是配電線路和配電變壓器等設(shè)備的管理。
6、終端錯誤智能識別:終端錯誤分為通訊恢復(fù),通訊中斷(某一終端連續(xù)三次召測不到),終端無線錯誤(一天連續(xù)十次召測不到),無線中斷(連續(xù)有三十個終端召測不到)。
7、負(fù)荷預(yù)測:通過計算主站和分站所有臺區(qū)的總有功功率總加值來初步預(yù)測下一階段的負(fù)荷情況。
8、電容器投切:根據(jù)電壓和功率因數(shù)就地進(jìn)行調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)時考慮時間因素和投切次數(shù)。在就地調(diào)節(jié)失靈的情況下能夠遠(yuǎn)方監(jiān)視和遠(yuǎn)方控制。如果終端無調(diào)節(jié)投切功能,系統(tǒng)能夠遠(yuǎn)方計算后控制電容器投切。
9、終端操作:可以遠(yuǎn)方讀取或者設(shè)置終端的參數(shù),如變壓器的整定參數(shù)等??稍O(shè)置開關(guān)合閘,開關(guān)分閘??勺x取或設(shè)置VQC參數(shù)。
10、與營銷系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的接口:能方便地為營銷系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)源。
11、采集諧波數(shù)據(jù):通過系統(tǒng)能夠采集用戶的各次諧波含量。
12、用戶竊電管理:增加用戶電量與功率轉(zhuǎn)換為電量的比較,通過設(shè)置比例系數(shù),來進(jìn)行警告,比如當(dāng)有功功率產(chǎn)生而電量不動時,則產(chǎn)生警告。
六、結(jié)論
以上方式是通過Internet(CMNET)實現(xiàn)的,這樣用戶的實現(xiàn)成本比較低。如需要高可靠性數(shù)據(jù)傳輸。中國移動為這種應(yīng)用提供了直接接入GPRS網(wǎng)絡(luò)的方式。監(jiān)控中心主站通過專線方式直接接入GPRS移動基站,并獲得一個固定的IP地址。監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)無需路由到Internet網(wǎng)絡(luò),監(jiān)測點(diǎn)DTU也采用固定IP地址的SIM卡。采用這種方式組成點(diǎn)對多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)具有實時性好、安全性高的特點(diǎn),但接入費(fèi)用相對較高。
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