基于GPRS无线通信网络的配变远程监控系统的设计方案.doc

基于GPRS无线通信网络的配变远程监控系统的设计方案1、引言配电变压器是联系电网和用户的基础，它的运行状况直接关系到用户能否可靠的使用电 能，因此有必要对它进行数据采集和实时监控目前国内已出现的配变数据采集通信主要有 有线与无线两种方式有线通信方式有电话线、电力线载波和光纤等，它们存在通信易受干 扰、可靠性低等缺点，难以普及，而无线电台通信方式由于需要进行主站建设，费用较高随 着无线通信技术与通信网络的迅速发展，特别是基于GSM数字移动通信系统的GPRS技术的成熟，为配变监测系统提供了新的通信方式本文提出了一种基于GPRS网络的配变远程监控系统的设计方案，解决了配变参数远程传 输问题，实现实时数据采集和实时负荷监测的功能并基于ARM 控制器设计了一种先进的配 变监测器，为电力部门的专业分析(如负荷预测、线损分析、故障判断、用电质量等)提供实 时数据，进而提高了配电网运行的经济性和安全性2、GPRS 通信技术通用分组无线业务 (General Packet Radio Service，GPRS)是在现有的GSM数字移动通 信系统基础上发展起来的一种移动分组业务，它采用分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接，与GSM 的电路交换数据传送方式相比，GPRS特别适用于间断的、突发性的或频 繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输它的主要技术特点有：(1)传输速率高GPRS采用了4种不同的编码方式：CS-lCS-4，每个用户最多可同时使 用8个时隙，最高理论速度为l71.2kbps的传输速率(2)实时在线即使没有数据需要传送，仍一直与网络保持联接，处于“一直在线”状 态(3)GPRS的核心网络层采用IP技术，提供了与现有数据网的无缝连接(4)费用低在网络建设方面只须沿用现有的GSM 网络来发展即可，由于数据实现分组 发送和接收，系统通常按流量计费，用户可以总是在线，服务成本低（5）网络的覆盖范围很广GPRS的用途十分广泛，包括通过手机发送及接收电子邮件，在互联网上浏览数据等将 GPRS应用于配变监控系统，不仅可以满足配变监控系统数据传输实时性的要求，而且节约成 本，实现灵活方便3、系统结构系统由监控终端、GPRS通信网络和监控中心站构成，如图1所示变压器监控终端安装 在变压器现场，采集变压器二次端的电气参数和一些开关量，通过GPRS modem定时上传采集 信息到位于变电所的监控中心站，当变压器三相电力参数出现异常立即向中心站上传报警信 息；同时，当中心站发送控制命令到监控终端，监控终端通过GPRS modem接收命令，可以控 制变压器的一些开关量GPRS网络是监控终端与中心站通信的桥梁，监控终端的采集信息和 报警信息上传，中心站控制命令下达都是通过GPRS网络进行无线通信GPRS网络与Internet 网是无缝链接的，中心站借助ADSL 专线接入Internet从而进入GPRS网络，一方面与监控终 端双向通信，另一方面提供了一个可视化界面，让用户足不出户了解远方变压器的运行状 况当变压器出现报警信息，中心站可以及时得知并通知就近值班员排除故障，大大缩短故 障排除时间，提高配电网运行的可靠性和安全性图1：系统结构图4 配电变压器监控终端硬件组成及原理监控终端是系统的核心部件，其主要作用有：（1）过流保护：实现了对配变的过流保护，保证了供电的可靠性；（2）远程通信：实现终端的数据远程传输；（3）采集模拟量：实现采集三相电压和三相电流；（4）抄表：抄取电子电度表的电度示值配电监控终端是由ARM 处理器、铁电存储器、跳闸合闸继电器、抄表RS485 模块、按 键、显示模块、电能AD 芯片ATT7022B、GPRS 模块以及抄表RS485 模块组成其方框图如图2所示图2：配变终端原理框ARM 处理器通过SPI 接口读取ATT7022B 内部的数据并进行处理，将所取得的数据和通 过RS485 模块读取的电度表的电度示值存入铁电存