浅析基于GPRS的配电变压器在线状态监测系统

【前言】浅析基于GPRS的配电变压器在线状态监测系统由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。引言 变压器监控终端是装设在变压器旁监测变压器运行状态的终端设备。变压器监控终端用于对变压器的信息采集和控制，它实现监测配电变压器的运行工况，完成传统电压表、电能表、功率因素表、以及负荷指示仪和电压监视仪等的功能。他能与其他后台设备通信，提供配电系...

摘要：作者结合实践经验介绍GPRS配电变压器远程监控系统的功能、硬件结构和主站软件平台的设计。分析GPRS网络的配电变压器远程监控的解决方案，实现了对配电变压器的在线实时监测、数据采集、无功补偿控制、电能质量监测、无功补偿控制等功能, 利于运行人员对配变负荷情况的及时掌握, 改善了电能质量、降低了线损从而产生良好的经济效益和社会效益。

关键词：GPRS 配电变压器 ；功能设计 ；远程监控

Abstract: the design of practical experience the author introduces GPRS remote monitoring system of distribution transformer function, hardware structure and the main station software platform. Solution analysis of distribution transformer remote monitoring of GPRS network, the online real-time monitoring, data acquisition, compensation of wattless power control, the power quality monitoring, wattless power compensation control functions of power distribution transformers, help operators load on the timely grasp, to improve power quality, reduce line losses to produce good economic and social benefits.

Keywords: GPRS distribution transformer; function design; remote monitoring

中图分类号：TM421 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

引言

变压器监控终端是装设在变压器旁监测变压器运行状态的终端设备。变压器监控终端用于对变压器的信息采集和控制，它实现监测配电变压器的运行工况，完成传统电压表、电能表、功率因素表、以及负荷指示仪和电压监视仪等的功能。他能与其他后台设备通信，提供配电系统运行控制及管理所需的数据。一般要求变压器监控终端能实现监测线路、柱上配电变压器或者箱式配电变压器的运行工况，及时发现和处理事故和紧急情况，就地或者远方进行无功补偿，实现有载调压配电变压器的自动调压功能。

1 系统模型

配电变压器监测系统是配电自动化系统的重要组成部分。基于gprs 的配电变压器智能系统由变压器监测终端、通信网络、数据中心组成。变压器监测终端置于变压器现场，通过电流互感器(CT)对变压器二次侧的电气参数进行采集，然后发送给GPRS模块，最后GPRS模块把数据通过GPRS网络传输至数据中心服务器。同时当变压器终端出现异常报警时，主动发送报警信息给相关人员。数据中心服务器端也可以通过监视控制软件进行变压器终端参数的设置和修改。变压器监测终端完成配电网参数的检测、配电变压器运行工况监测、数据分析与处理、控制命令执行、无功补偿、远程抄表等任务。

2 监控系统主站的功能设计方案

2.1 数据采集子模块的设计

数据采集子系统经参数初始化之后，建立Socket对象等待采集服务器登录连接，并创建通信线程，若现场终端采集服务器成功，则采集服务器根据通讯协议是UDP还是TCP协议创建相应的收发线程，并启动监听服务线程以及数据和命令转发线程，开始接收终端信息和通信通道资源信息，同时Socket对象对接收到的数据包进行解包和校验，在将其存于原始数据库的同时，根据数据类型进行相应显示和报警处理。相应的在主站数据库服务器、采集服务器以及现场终端成功连接后，现场终端可以经过采集服务器转发主站所下发的数据召测等命令。相反，若采集服务器没有成功连接上主站数据库服务器，则断开Socket连接，清理参数并释放相应的资源，采集服务器连接时所创建的通信线程资源以及线程池也必须释放以等待下一次创建时使用。

系统根据采集服务器所接入的计量终端设备额的数量和系统负载情况，自适应动态产生线程池来完成数据采集任务，单个采集任务之间实现负载均衡。在数据分析处理流程，对各类计量遥测数据、电能质量数据、电网运动状况数据以及终端设备状态等进行分析、完整性检查，并实时地刷新采集系统实时数据库，对异常情况实时地给予报警，各类即时数据实时地显示，同时也将其写入主站系统原始数据库中。对采集失败的任务，系统可以自动补抄。

2.2监控系统主站功能要求

（1）数据采集，软件支持遥测以上规约定义的各种电能量数据和电气参数，主要包括数据项目：负荷类数据、电能量类数据、电能质量数据、电表数据、计量设备工况数据；

（2）负荷管理子模块，负荷管理子模块在功能上可以划分为负控定值设置、负荷控制、户控操作流程管理等模块；

（3）Web展现，Web展现通过IE浏览器对系统进行日常的管理，维护，分析和监控，包括用户管理，档案管理，任务管理，日常维护，查询分析，以及各种高级应用等功能；

（4）自动补抄管理，自动补抄管理主要通过对系统的原始数据进行定时或手工检测，找出数据不全的终端，以多种的方式发出报警，以便值班人员进行人工召抄。也可以根据判断条件，在系统恢复正常时，应能自动补测；

（5）规约转换管理，规约转换管理是实现了许多通讯扩展功能，包括数据加密和压缩传输，终端远程升级等功能；

（6）报表管理，报表管理是通用的数据库查询和报表定制软件。其基本原理是将报表生成分为指标定义、构造查询和合成报表三步。用户可按照自己的需要自由地生成各种查询进而得到完美的报表。

3 配电变压器监控终端硬件设计方案

基于GPRS通讯网络的电能量遥测系统终端硬件各个模块的功能。系统以高速DSP为核心。系统需要扩展USB模块，与USB接口的外设进行通信;扩展RS232口，下载程序用于调试，也可用于功能扩展，例如现场的控制接口;扩展GPRS模块，进行基于GPRS网络进行SOCKET通讯;扩展红外口，与PDA进行通信;扩展RS485通信模块，与表计进行通信;扩展LED显示，用于现场显示终端工作状态。各个模块详细介绍如下：

（1）ADE7758:一种具有六路A/D采样通道,可将电流电压模拟信号转换为数字信号。

（2）高速DSP为核的微处理器，是整个板子的核心。

（3）UART：是一个双通道通用异步收发器，可支持最高达4Mbps的通讯速度。在本系统中使用该芯片可以从并口中获得两个串口通分别接至485通讯口和红外通讯口。

（4）IrD：红外通讯模块，用于同PDA通讯。

（5）CMS91：Cellon公司的GPRS模块。