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GPRS技术在农村小型变电站中的应用 |
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| GPRS技术在农村小型变电站中的应用 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 9:20:21  |
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天星供电有限公司 何友明 万 林
兴山县是个山区县，农村用电性质以生活用电为主，加工用电除个别镇外，负荷都比较小。多年来每乡（镇）供电量平均在1.5 gwh以内，负荷等级属三类，是典型的以农村生产和生活用电为主的供电模式。农网改造工程时，兴山县增建（改造）了多处35 kV小型变电站，使35 kV供电线路延伸到每一个乡（镇），大大缩短了10 kV线路的供电半径，从根本上保障了农村供电质量和供电可靠性。
但农村小型35 kV变电站数量的增加，带来了几个不可忽视的问题：一是虽然每个变电站的供电量小，但按有关运行规程的安全要求，运行人员的编制将不得少于8人，1.5 gwh供电量的差价收入，无法保证每个变电站8个人的人工工资；二是按兴山县农村小型35 kV变电站自动化水平和供电重要性程度，以及从调度通道、远动装置的成本来综合考虑，近期不会安装调度管理系统；三是兴山县农村小型35 kV变电站均距县供电公司较远，有些技术问题需解决时往往又是鞭长莫及。
天星供电有限公司在某农村小型35 kV变电站改造中，将GPRS技术成功应用于该变电站的监测系统。使得该变电站利用GPRS技术后，将设备变位信号、进出线间隔单元各种电参数（I、f、P、Q）和电量（kWh），以短信息的传输方式告知相关的运行管理人员，使变电站原多人值班变为少人值守，可基本达到有人巡视、现场操作，即无人值班的运行管理模式。
其具体方案如下。
1 系统需求
（1）某变电站现状：35 kV、1000 kVA双绕组主变1台；35 kV进线 1回；10 kV出线 6回。
（2）设备变位信号量：
主变：轻瓦斯、重瓦斯、温度过高。
35 kV：真空负荷隔离开关位置。
10 kV线路：保护动作、开关位置、开关储能。
系统信号：35 kV母线单相接地、10 kV母线单相接地、UPS输入交流电源监视。
按需可另加：门禁、消防、防盗等。
（3）各进出线间隔单元电参数（I、f、P、Q）。
（4）35 kV、10 kV母线电压。
（5）各进出线间隔单元电量（kWh）。
2 GPRS监测系统的组成
组成结构如图1所示。
由台式微机、应用软件、PC-6405开关量输入接口卡、DSSD719三相电子式多功能电能表、GPRS短信终端模块MC35、手机MIC卡等组成。
用户：指变电站运行管理相关人员。
被测对象：指设备及各进出线间隔单元等。
2.1 变位信号采集
系统采用中泰工业级PC-6405功能模板, PC-6405开关量输入接口卡，适用于工业现场中各种开关信号的自动控制。考虑到在开关量的转换中“开/关”瞬态对计算机干扰十分强烈及现场强电的干扰，PC-6405采用了光电隔离技术，使计算机与现场信号之间全部隔离，提高了计算机与接口卡在工作中的抗干扰能力和抗损毁能力。
PC-6405开关量输入接口卡，卡上的开关量输入通道共32路，分为4组，每组8路。32路输入信号均可通过CPU巡检方式工作。
2.2 各进出线间隔单元电参数和电量的采集
系统采用深圳科陆生产的DSSD 719三相电子式多功能电能表，该表本体就是一个集测量、计量的高可靠性计算机系统。被测进出线间隔单元所有的电信号参数（U、I、j、f）和电量(kWh)均可被采集，经表内A/D转换为数字量，由表上大屏幕液晶现场数字显示。同时被转换为数字量的被测数据，通过RS-232/RS-485串行接口输送至监测微机。
全电子表计一表多用，替代了以往电磁型的计量、测量表计和传感器，具有很高的性能价格比。
2.3 GPRS短信传输
采用SIEMENS双频900/1800MHz短信终端模块MC35。在GSM网络日臻完善的今天，MC35秉承了西门子一贯的优秀品质，它易于集成。MC35的优点有：永久在线功能，快速数字接入和高速数据传输。MC35支持GSM的所有功能，同时提供高速GPRS的功能。使用SIEMENS短信终端作为发送设备，性能稳定、可靠。信息的发送与接收采用信息驱动方式，速度快，效率高，加上状态报告功能，所以也适用于实时性与准确性很强的应用。
2.4 系统应用软件
在WINDOws系统中采用Visual C++编程，系统数据库采用ACCESS。
3 工作流程
系统对采集的变位信号，对应着设备相应的状态。设备相应的状态所发生的变位信号，经光电隔离后传送到PC-6405开关量输入接口卡。软件系统能自动产生信号的发生报告，同时记录信号的内容及发生时间。按信号级别通过联合判断将信号内容及发生时间存储在系统数据库中，并发送给不同的接收者。从信号采集到信号内容及发生时间的自动生成、短信发送和报告的生成及记录，都由系统自主完成。
每块三相电子式多功能电能表，对应一个进出线间隔单元的电参数和电量的采集。系统对各进出线间隔单元电参数和电量的采集，除在每块三相电子式多功能电能表液晶现场数字显示和电量累计记录外，其被测数据同时通过RS-232串行接口输送至监测微机。
变位信号与各进出线间隔单元的电参数，在监测微机CRT上显现为该站的一次潮流图中主要的数据。
各种所需要的报表均可在监测微机上编辑打印。
当运行设备变位状态发生变化，该状态内容立刻在监测微机CRT上显示，并通过短信终端模块MC35，向变电站运行管理相关人员发送状态变化的短信息。相关人员收到状态变化短信息后，根据短信息的内容及时到变电站现场进行处理。
变电站运行管理相关人员，应用手机通过短信终端模块MC35查询设备实际状态、各进出线间隔单元的电参数，以便运行管理相关人员不在现场就可知变电站运行的主要情况。
对于电量，该变电站通过短信终端模块MC35可实现定时或不定时的择抄、集抄，送到县供电公司用电科手中。
例如：正常情况下，监测微机CRT画面上显示的是该站的一次潮流图。若当02出线发生线路短路故障，经保护动作跳开02出线的断路器，则CRT画面上显示代表02出线断路器的图样会变色；画面上02出线间隔单元的电参数电流、有功和无功值均为零；画面上会显示出02出线保护动作、02出线断路器位置由合到分和弹簧已储能的信息，并且这三条信息同时通过短信终端模块MC35，向变电站运行管理相关人员发送。相关人员收到状态变化短信息后，根据短信息的内容及时到变电站现场进行处理。
在农村小型变电站改造中，利用GPRS的技术最大的优点是经济适用。
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