电力配电线路故障监测系统论文

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电力配电线路故障监测系统论文

摘要:基于GPRS技术的监测系统能够对配电线路中的故障进行准确定位,这使故障快速恢复成为可能。该系统的应用不但提高了配电线路的运行稳定性,而且还减轻了线路维修的劳动强度,实践证明该系统具有一定的推广使用价值。

一、GPRS数据通信技术简介

GPRS是通用分组无线业务的简称,它是在GSM的基础上发展而来的,其最为主要的目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。GPRS的射频调制标准与GSM相同,其与现行的电路交换语音信道极为类似,故此能够实现BSS的无缝链接,在这一基础上,GPRS业务的全面覆盖目标在初始阶段便可实现。用户在使用GPRS时,一般不需要对相关的网络资源进行利用,也能实现数据的收发,真正实现了低成本、高效率的目标,该通信技术在多种数据类型的传输中全部适用。通常情况下,移动通信系统以分组数据包的形式能够提供100kpbs以上的业务,而在未应用GPRS技术前,这个数字仅仅能够达到9.6kpbs,可见该技术的应用大幅度提升了移动用户的数据传输能力,并且该技术还能够为电力企业设备状态监测提供一个先决条件。从目前的总体情况上看,GPRS技术在卫星导航、汽车等领域的应用较为广泛,这些领域当中传输的数据量较小,有的1min才需要回传一次数据,而对于电力设备的状态监测而言,其对实时性的要求相对较高,常规的8位单片机很难在完成实时数据采集的同时,控制GPRS模块完成实时数据传输。所以,想要在电力设备状态监测中应用GPRS技术,就必须首先解决单片机的问题。GPRS技术最为显著的特点是灵活、反应迅速,将该技术应用于电力设备状态监测主要就是为了借助其这一特点将故障抑制在未发生或是萌芽阶段,从而确保电力设备正常、稳定运行。

二、GPRS技术在电力配电线路故障监测系统中的应用

电力配电线路是整个配网中较为重要的组成部分之一,一旦配电线路出现故障问题,轻则会影响配电网络的正常运行,严重时会引起大面积停电事故,所以对配电线路进行故障实时监测显得尤为重要。在对配电线路进行监测的过程中,确保数据传输的实时性至关重要,鉴于此,下面本文重点对GPRS技术在配电线路故障监测系统中的应用进行论述。

(一)监测系统的框架结构

监测系统具体是由以下几个部分构成:GPRS网络、监测中心服务器、外部数据网。现场监测终端主要是借助GPRS数据通信模块对数据信息进行分组,并利用无线通信的方式将分组之后的数据传输到GPRS网络,再由外部数据网传输至监测中心服务器。而监测中心服务器则可通过反向流程对现场终端进行远程控制。在该系统中,外部数据网既可以采用专用数据网络,也可以采用因特网,但无论选取何种网络都必须满足TCP/IP通信协议这一前提。 (二)监测系统的主要功能

监测系统具有以下功能:数据信息采集与传输、故障自动报警、实时监测控制等等。位于现场的监测终端设备能够实现多种数据信息的收集和整理,具体包括电力系统的实际运行情况、配电线路的温度、大气湿度、线路震动、区域内的风速和风向等等,同时还能按照检测中心下发的指令完成实时上传。当监测中心服务器获得相关数据信息后,便可自动生成一定周期内的配电线路相关数据曲线图,为技术人员对线路运行情况的分析提供可靠依据。

(三)监测终端

在监测系统中,现场监测终端的主要作用是对相关数据信息进行采集和整理,其具体是由以下几个部分组成:微控制单元(MCU)、传感器、电源、GPRS模块、存储器等等。

1.微控制单元。其又被称之为微处理器,简称MCU。出于技术性和经济性等多面综合考虑,MCU可以选择INTC研制开发的PXA270 32位处理器,其较为显著的特点是运行稳定性高、集成度高、功能强大全面,可以满足配电线路运行环境的要求。在本系统中选用PXA270处理器,主要是为了应用其如下功能:该处理器具备硬件串口,可将定时器2作为波特率的发生器使用,其发出的波特率为9600,当采用8位数据位的工作模式时,串口能够与WACECOM模块进行数据通信;处理器自带高效转换器ADCO,其共有8路信号通道,借助模拟多路开关,便可实现对每一路信号的控制。 2.传感器。本系统共配备的三种传感器,分别为风速与风向传感器、震动传感器和温度传感器。

3.电源。本系统的电源采用的是太阳能与锂电池相结合的方式,并经由转换电路为各个传感器和MCU供电。

4.GPRS模块。本系统中的GPRS通信模块采用的是Motorola公司研发的WAVECOM模块,其能够实现GPRS和GSM网络的信令交换,可借助串口对该模块进行控制和数据信息传输。

5.存储器。为了确保重要数据不丢失,被系统采用了FLASH存储器,该存储器最为显著的特点是在系统突然断电时,存储的重要数据也不会丢失。

(四)系统软件

1.GPRS网络连接。为了确保监测信息的有效传输,要求现场监测终端可以与GPRS网络相连接,而这个功能可以借助GPRS模块予以实现。在对GPRS模块进行使用前,需要先对其进行初始化操作,具体包括设定接入点、选择通信协议类型和工作模式等等。

2.数据传输。通常情况下,在一个特定的周期内,传感器所采集的数据量约为10kb左右,这些数据在向监测中心服务器传输的过程中需要采用TLV格式对数据进行编码,随后再以固定长度对数据进行分块处理,最后由负责数据传输的子程序将单块的数据按照一定的顺序传输给中心服务器。 (五)系统应用

本系统现已在某供电公司投入使用,现场实际运行情况显示,监测系统能够在线路发生故障后的5min内,准确回传故障点的测试信息,并准确标明故障点位置,该系统的应用进一步提高了线路故障的查找速度,为故障维修提供了可靠的依据。系统投入运行至今,并未出现较大的故障问题,运行稳定、可靠。

结论:

总而言之,随着电网规模的不断扩大,配电网络的结构越来越复杂,配电线路作为整个配电网中最为重要的组成部分之一,确保其安全、稳定、可靠运行尤为重要。为了实现这一目标,必须对配电线路进行实时监测,本文以GPRS技术为依托,对其在配电线路故障监测系统中的应用进行了论述。结果表明,基于GPRS技术的监测系统能够对配电线路中的故障进行准确定位,这使故障快速恢复成为可能。该系统的应用不但提高了配电线路的运行稳定性,而且还减轻了线路维修的劳动强度,实践证明该系统具有一定的推广使用价值。

参考文献

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