基于GSM短信技術(shù)的低壓電力設施防護系統的開(kāi)發(fā)和應
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(4)客戶(hù)端
客戶(hù)端軟件分為供電局客戶(hù)端軟件和110指揮中心客戶(hù)端軟件，前者具有實(shí)時(shí)監控、實(shí)時(shí)報警、實(shí)時(shí)查詢(xún)等功能。即可進(jìn)行信息查詢(xún)、基礎數據的錄入修改，同時(shí)對現場(chǎng)防盜報警裝置進(jìn)行控制，并可對相關(guān)人員的權限進(jìn)行設置。后者具有實(shí)時(shí)報警、實(shí)時(shí)查詢(xún)等功能，即可進(jìn)行信息查詢(xún)、GIS電子地理地圖定位(包括地名定位、路口定位等)功能，同時(shí)可對110指揮中心客戶(hù)端的報警信息進(jìn)行限制，并能實(shí)現錄入配變與電子地理地圖的關(guān)聯(lián)功能。GIS電子地理地圖定位功能可以及時(shí)準確地顯示出盜竊事件的發(fā)生地點(diǎn)，便于警方出警布控，捉拿犯罪分子。
(1)網(wǎng)絡(luò )覆蓋面廣
采用現有先進(jìn)的GSM商業(yè)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)作為通信基礎，不但安裝、布置方便，而且網(wǎng)絡(luò )通信覆蓋面也很廣闊。
(2)現場(chǎng)聲光報警
終端本身集成有聲光警系統，當系統發(fā)現現場(chǎng)有異常時(shí)就會(huì )自動(dòng)發(fā)出聲音和強光，這對破壞分子有一定的震懾和警告作用。
(3)支持多支線(xiàn)路，節約成本
在有多分支線(xiàn)路的情況下，我們可以在線(xiàn)路末端安裝末端保護裝置來(lái)實(shí)現分支線(xiàn)路的監控。該末端裝置即采用了無(wú)線(xiàn)通訊與載波通訊技術(shù)實(shí)現了“一臺多線(xiàn)”的全面防護。并且不需增加額外的移動(dòng)通信費用。
(4)方便統一管理
全面的信息管理，可以對各種情況分類(lèi)匯總統一，可方便的對低壓線(xiàn)路狀況作統計，讓布防更有針對性和目的性。
(5)多方信息共享
由于多方收集信息進(jìn)行協(xié)作，統一指揮,對事件處理更及時(shí)、專(zhuān)業(yè)、有效。
(6)多路信息通道
主站可以選擇955598短消息專(zhuān)線(xiàn)作為通信通道，也可以選擇工業(yè)短消息模塊作為通信通道。
下面就是GSM短消息低壓電力設施防護系統在余姚供電局典型應用的案例。余姚市供電局對其所轄的四個(gè)供電所共280個(gè)臺區安裝使用了該系統。
1.系統結構
系統結構如圖3。
2.防盜裝置設計參數
運行內容運行參數
工作環(huán)境溫度-20℃～+70℃
工作環(huán)境濕度10%～90%
大氣壓力70kPa～106kPa
防護等級IP33
工作電源三相四線(xiàn) AC220V±20%
整機功耗靜態(tài)功耗2W，動(dòng)態(tài)功耗3W
外型尺寸320 mm×260 mm×100mm
項目技術(shù)參數
備用鋰電池3.7V，1800mAh
手機模塊西門(mén)子TC35i工業(yè)級GSM模塊(自動(dòng)雙頻)
接收靈敏度≤0.1uv
響應時(shí)間現場(chǎng)報警≤1秒;遠程報警5～15秒(視GSM網(wǎng)絡(luò )情況)
報警方式GSM短信，聲光報警
電網(wǎng)電壓220±20%
外 殼鍍鋅板，內外噴塑(室外型)、全密封、防雨淋、防塵
3. 主站及客戶(hù)端軟件
通信規約采用了《浙江省用電現場(chǎng)服務(wù)與管理系統通信規約》非標的組織形式，軟件采用構件化的軟件開(kāi)發(fā)模式來(lái)支持分布式應用、瀏覽器/服務(wù)器結構、模塊化和構件化集成，使軟件類(lèi)似于硬件一樣，可用不同的標準構件拼裝而成，實(shí)現即插即用。構件化、組態(tài)化的軟件設計思想可以使得現場(chǎng)管理信息系統更具有開(kāi)放性、靈活性、跨平臺性、可擴展性，并實(shí)現了軟件的重組。前置機采用SOCKET技術(shù)，能夠在異常環(huán)境下和應用服務(wù)器進(jìn)行通訊。
4.電力線(xiàn)載波與微功率無(wú)線(xiàn)技術(shù)之比較
在上述應用中，終端與末端之間的通訊筆者采用了當前應用較廣的電力線(xiàn)載波和微功率無(wú)線(xiàn)技術(shù)兩種方案。下面分別淺兩種通訊方式存在的問(wèn)題。
載波技術(shù)存在的問(wèn)題。①只能用于單相電力線(xiàn)?？紤]到裝置的成本和體積，筆者采用的載波機頻率在60KHz~90KHz，用于三相信號線(xiàn)之間信號損失很大，線(xiàn)路末端損失在15dB-30dB，這樣末端裝置與臺變處的終端裝置無(wú)法通信。所以只能用于單相，而線(xiàn)路傳輸距離較遠時(shí)，認準同一相位進(jìn)行安裝比較煩。②電力線(xiàn)本身存在脈沖干擾。目前使用的交流電為50Hz，周期為20ms。在每一交流周期中，出現兩次峰值，兩次峰值會(huì )帶來(lái)兩次脈沖干擾，即電力線(xiàn)上有固定的100Hz脈沖干擾，干擾時(shí)間約2 ms，固定干擾必須加以處理。設計中利用波形過(guò)0點(diǎn)的短時(shí)間內進(jìn)行數據傳輸的方法，但由于過(guò)0點(diǎn)時(shí)間短，實(shí)際應用與交流波形同步不好控制，通訊數據幀又比較長(cháng)，所以實(shí)際使用中會(huì )有誤碼。③電力線(xiàn)上動(dòng)態(tài)噪聲影響通訊。電力線(xiàn)上接有各種各樣的用電設備，阻性的、感性的、容性的，有大功率的、小功率的。各種用電設備經(jīng)常頻繁開(kāi)閉，就會(huì )給電力線(xiàn)上帶來(lái)各種噪聲干擾，而且幅度比較大。用藕合電感從電力線(xiàn)上藕合下來(lái)的噪聲一般就在10mV以上，而一般傳輸的數據信號會(huì )削減到1mV，雖然電路設計中做了一定的噪聲抑制，但是對于這種動(dòng)態(tài)的噪聲，效果并不是很好。據測試，當線(xiàn)路負載小時(shí)，通訊效果可達1000米，線(xiàn)路負載大時(shí)，通訊距離會(huì )相當短(目前只能做到300米)，大大影響了防護系統的防護范圍。
微功率無(wú)線(xiàn)技術(shù)存在的問(wèn)題。①通信受實(shí)體阻擋。當終端和末端之間有阻擋，特別是建筑物的阻擋。實(shí)際使用中終端桿與末端桿之間有超過(guò)10米的建筑，就無(wú)法穩定通訊。②其他無(wú)線(xiàn)設備的干擾。筆者采用的無(wú)線(xiàn)模塊為JZ863 數傳模塊。該模塊是基于FSK的調制方式。載頻頻率433MHz。國家無(wú)委會(huì )對此頻段無(wú)限制。很多其他無(wú)線(xiàn)遙控設備的載頻頻率也在此附近。防盜裝置在收發(fā)數據時(shí)若有其他無(wú)線(xiàn)設備的干擾，就會(huì )出現數據干擾沖突。
綜上，解決以上問(wèn)題將使本防護系統更加完善。對于載波通訊，或許世界各國都在努力開(kāi)發(fā)高抗干擾能力的載波芯片。對于微功率無(wú)線(xiàn)技術(shù)，只需在現有的發(fā)開(kāi)平臺進(jìn)一步完善中繼功能和自動(dòng)跳頻功能，本防護系統的推廣應用將更加靈活可靠。
五、結語(yǔ)
基于GSM短信及無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的防盜報警系統，適用于低壓電力設施的保護和管理。GSM短信及無(wú)線(xiàn)通信方式具有使用公用無(wú)線(xiàn)信道、安裝方便、組網(wǎng)靈活、通訊范圍廣、效率高、運營(yíng)成本相對較低等特點(diǎn)。該系統可用于變壓器低壓側及架空線(xiàn)纜的末端，進(jìn)行安全及時(shí)有效預警報警，同時(shí)提供監測運行狀態(tài)、統計分析、數據查詢(xún)、報表曲線(xiàn)管理、異常事件告警等全面的解決方案。為電力設施管理智能化，打擊偷盜提供有力的技術(shù)手段。系統的開(kāi)放性也為科學(xué)地發(fā)展建設國家電網(wǎng)，提供了有力的技術(shù)支持。
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