基于GPRS無(wú)線(xiàn)通信的配變自動(dòng)化系統研究

1 前言

隨著(zhù)電力系統規模的不斷擴大，傳統的配電變壓器終端裝置已不能滿(mǎn)足配電自動(dòng)化系統的要求，而且它們的數據傳輸多以有線(xiàn)通信方式為主，加之當前的電力產(chǎn)品功能單一，增加功能比較復雜，重復投資現象嚴重，增加了用戶(hù)的負擔。隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展，基于GSM網(wǎng)絡(luò )，以SMS為載體的自動(dòng)抄表系統也發(fā)展起來(lái)，但這些方式都有各自的缺陷。而GPRS技術(shù)使得配變監測系統利用Internet實(shí)現遠距離、寬范圍的數據傳輸和管理成為可能。

針對以上問(wèn)題，設計了一種基于通用無(wú)線(xiàn)分組業(yè)務(wù)(GPRS)的新型智能化、低功耗、集成化的智能型配變自動(dòng)化系統。配變監測系統主要實(shí)現對線(xiàn)路配變變壓器運行狀態(tài)的監視和無(wú)功功率動(dòng)態(tài)補償，同時(shí)對低壓用戶(hù)進(jìn)行抄表，并采用先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)彌補當前配變監測系統的缺陷，更好地保證電網(wǎng)系統的正確運行，提高電網(wǎng)質(zhì)量。

2 系統總體設計

基于GPRs無(wú)線(xiàn)通信的配變自動(dòng)化系統主要包括基于GPRS的配變監測系統和配變主站管理系統。配變監測系統實(shí)現電量數據采集，并通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)通信與主站管理系統連接，將電量數據上傳到主站，從而完成電力數據的管理，并實(shí)現無(wú)功補償。圖1示出配變監測和管理系統的組成。低壓配變監測系統終端與GPRS無(wú)線(xiàn)通信模塊組成配變監測系統子站。

                     

3 配變監測系統終

3．1 硬件設計

3．1．1系統結構

低壓配變監測系統終端的組成邏輯框圖如圖2所示，裝置以T1公司的TMS320LF2407型DSP為核心，終端與GPRS無(wú)線(xiàn)通信模塊通過(guò)RS-485總線(xiàn)進(jìn)行通信。

                
 
3．1．2 CPU模塊

CPU是控制器的核心部分，它不僅要處理輸入信號和輸出信號，而且要控制和協(xié)調各部分的工作。配變監測終端控制器采用TI公司的TMS320LF-2407型低功耗DSP，它除了具有程序、數據分開(kāi)的哈佛總線(xiàn)結構、流水線(xiàn)操作功能、單周期完成乘法的硬件乘法器之外，還具有低成本、低功耗、高性能等特點(diǎn)。

3．1．3電力數據采集模塊

在低壓配變監測系統終端中，數據采集的準確與否直接影響系統最后的性能指標。采樣方法選用交流采樣，可以精確地得到電壓或電流的有效值、有功功率、無(wú)功功率和功率因數等。

電壓模擬信號采樣一般是通過(guò)電阻器和電容器相結合來(lái)分壓得到小電壓即阻容降壓。而電流采樣是通過(guò)并聯(lián)電流分流的原理對電流進(jìn)行采樣取值。本系統同時(shí)采用鐵芯互感器和空心互感器。鐵芯互感器主要用來(lái)實(shí)現正常情況下電流值的測量，空心互感器只在過(guò)載情況下起作用，這樣就兼顧了電流的測量精度和測量范圍。

3．1．4人機接口模塊

人機界面主要包括鍵盤(pán)和液晶顯示。

(1)液晶顯示模塊

由于系統顯示的信息量較大，因此終端采用液晶顯示器作為系統的輸出設備。選用的液晶顯示器是肇慶金鵬科技有限公司的OCM4