远程监测系统 配电变压器远程监测系统的设计

　　摘要：本文针对配电变压器数量多、安装分散,自动化监测手段匮乏的特点。提出了一种基于W78E58和GPRS通信技术的配电变压器远程监测系统的设计方案。 　　关键词：配电变压器 监测终端 GPRS W78E58
　　中图分类号: TM421;TN9929.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)01-0013-01
　　
　　配电变压器是将电能直接分配给低压用户的电力设备，其运行状态直接影响配电网络的稳定。在我国配电变压器因其数量众多、安装分散，一直都缺乏有效地监测的方法[1]、[2]。因此本文提出一种基于单片机W78E58和GPRS通信技术的配电变压器远程监测系统的设计方案，可有效解决在线对配电变压器自动监测的问题。
　　1、配电变压器系统的组成
　　配电变压器监测系统原理图如图1所示。系统由监控中心、GPRS网络和配电变压器监控终端三部分组成。系统采用GPRS通信网络实现监测中心与现场变压器之间的通信。监测终端的基本功能是实时采集变压器的运行参数，进行处理后通过GPRS通信模块发送数据。监控中心通过GPRS通信模块接收监测终端信息，通过上位机对变压器进行监测。
　　2、监测终端硬件部分设计
　　配电变压器监测终端硬件原理框图如图2所示。
　　监测终端采用W78E58B为核心，W78E58B是具有带ISP功能的Flash EPROM的低功耗8位微控制器。其指令集同标准8052完全兼容。W78E58B包含32K字节的主ROM；512字节片内RAM；4个8位双向、可位寻址的I/O口；3个16位定时/计数器及一个串行口。配电变压器电压和电流信号经TV和TA二次侧输出，经由调理电路完成二次变换、滤波和隔离放大等处理，再通过ADC809完成模数转后，数据由W78E58B读取，W78E58B完成数据处理后将结果和时间存入存储器628128，并通过显示电路进行显示。W78E58B的内部程序在得到测量参数后与预先设定的阈值比较，发现越限后启动GPRS modem CMS91将越限参数通过GPRS网络上传给监控中心。
　　系统采用时钟芯片给系统提供时钟，W78E58B每秒从时钟芯片那里获得最新时间，方便对采集到的参数实现时间标定。采用628128―128KSRAM和掉电保护电路组成数据存储查询电路，使设备能储存两个星期的历史记录。选用G191液晶模块做为显示模块。液晶控制器采用SED1335，该控制器用于接收来自W78E58B数据，产生相应的时序对液晶屏进行控制显示。
　　3、监测系统通信的实现
　　GPRS（通用无线分组业务）提供端到端的、广域的无线IP连接。可接入基于TCP/IP的外部网络和X.25网络。具有费用低、永远在线、高速传输、组网灵活等特点[3]。
　　系统选用Cello公司的CMS91。它是一种双频段GSM/GPRS 10级模块，具有低功耗、接口简单、AT指令功能完善、可支持GPRS CLASS 10等优点。在设计中，CMS91模块相当于1个无线调制解调器用户的应用系统，需要通过PPP(LCP/PAP/IPCP)先和运营商的Internet接入服务器连接，然后才能应用TCP/IP/UDP或者更高一层的应用层程序进行通信。该模块已经集成了1个天线接收机模块，实际上使用时需接入SIM卡插座。CMS91与W78E58B及上位机通过RS232串口实现数据交换。为保证通信，采用了MAX232实现微处理器的TTL电平与RS232电平的转换。
　　4、系统软件设计
　　系统的软件设计主要由监测终端软件设计和监控中心软件设计组成。监控中心的软件设计分为通信模块和数据处理模块两部分。监测终端软件设计按功能可分为电力采集模块、A/D转换模块、数据分析与记录模块和GPRS通信模块等部分。可采用Visual C++6.0开发。
　　5、结语
　　配电变压器远程监测系统可对配电变压器实现在线实时监测。便于运行人员及时发现并消除隐患，从而有效保障了配电变压器的正常运行，保证电力系统的安全运行。
　　参考文献
　　[1]黄俊彦,刘永强.配电变压器在线监测终端设计.低压电器,2011,15:36-39.
　　[2]康润生,张宏伟,曹元杰.基于TC35i的配电变压器监测系统设计研究.河南理工大学学报（自然科学版）,2009,28(6):321-324.
　　[3]李华,李学云,区细成.现代移动通信新技术GPRS系统.广州:华南理工大学出版社,2001.
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