基于GPRS的箱式變電站監(jiān)控器設(shè)計

0 引 言
箱式變電站適應(yīng)電力系統(tǒng)變電設(shè)備的發(fā)展方向，主要用于取代傳統(tǒng)土建型變電站，實現(xiàn)配變電功能。電力參數(shù)檢測既是評定電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，也是電力技術(shù)人員采取補償措施的依據(jù)。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，GPRS技術(shù)在智能儀器儀表遠(yuǎn)程通信領(lǐng)域的應(yīng)用得到迅速發(fā)展。
GSM／GPRS模塊通信通過RS 232串口與控制端相連，并將所要發(fā)送的信息，通過GSM／GPRS公眾網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)信息傳送到指定的終端。同時，也可以接受其他終端通過 GSM／GPRS網(wǎng)絡(luò)傳來的消息。基于GPRS的箱式變電站監(jiān)控器，采用TMS320F2812DSP作處理芯片，適用于35／0．4 kV，10／0．4 kV／箱式變電站。不但通訊方便，不需要去架設(shè)大量通訊線路，而且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)方集中控制、操作及負(fù)荷監(jiān)測，經(jīng)濟簡單，安全可靠。

1 總體設(shè)計方案
以保證電壓合格和無功基本就地平衡為控制目標(biāo)，箱式變電站監(jiān)控器安裝在箱變內(nèi)部，通過電壓互感器和電流互感器對變壓器二次側(cè)的電氣參數(shù)進(jìn)行采集處理，并采集開關(guān)量、變壓器分接頭等信息。之后定時發(fā)送給GPRS模塊，GPRS模塊再把數(shù)據(jù)發(fā)送到GPRS網(wǎng)，上傳到監(jiān)控中心。
箱式變電站監(jiān)控器的設(shè)計主要體現(xiàn)模塊化。其整機結(jié)構(gòu)主要包括：對各種功能模塊進(jìn)行統(tǒng)一管理和數(shù)據(jù)分析的主控模塊，實現(xiàn)各種電參量測量的測量模塊，進(jìn)行開關(guān)量控制的開關(guān)控制模塊，顯示測量結(jié)果與鍵盤操作的人機界面模塊，以及進(jìn)行無線傳輸?shù)腉PRS模塊。其主要結(jié)構(gòu)如圖1所示。

模塊式具有確定功能的獨立單元，可使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)具有靈活性和可變性。考慮經(jīng)濟運行，多個鄰近箱式變電站的監(jiān)測量通過CAN總線傳送到一個箱變上，再利用IP通過GPRS傳輸?shù)奖O(jiān)控中心；箱變作為一個無人堅守的變電所，其顯示模塊也可以根據(jù)需求即插即用。
設(shè)計要求：
(1)測量功能。監(jiān)測箱式變電站二次測電力參數(shù)(相電壓、線電壓、相電流、線電流、功率、功率因數(shù)、頻率、電能等)。
(2)分析功能。對電壓、電流波形進(jìn)行波形采樣記錄，通過分析運算，算出波形質(zhì)量、電壓(電流)諧波總畸變率、1～25次諧波電壓、三相電壓不平衡度及負(fù)序電流。
(3)負(fù)荷控制功能。對長期的運行參數(shù)進(jìn)行分析，對峰、谷、平的各個用電時段繪制出過程曲線，為最佳的補償方案提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)電費計量的自動化管理。
(4)開關(guān)量控制功能。對開關(guān)的位置和狀態(tài)進(jìn)行檢測，并記錄其動作時刻和原因?？筛鶕?jù)定時編程或條件編程執(zhí)行開關(guān)控制，實現(xiàn)遙測、遙信、遙調(diào)、遙控功能。
(5)傳輸功能。支持RS 232，RS 485的標(biāo)準(zhǔn)接口用于接入GPRS和人機模塊，CAN總線接口用于鄰近箱式變電站數(shù)據(jù)的傳輸，提供GPRS傳輸方式用于信息發(fā)送，支持各種通信信道，兼容多種通信規(guī)約。