基于GSM短信技術(shù)的低壓電力設(shè)施防護系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)

(4)客戶端

客戶端軟件分為供電局客戶端軟件和110指揮中心客戶端軟件，前者具有實時監(jiān)控、實時報警、實時查詢等功能。即可進行信息查詢、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的錄入修改，同時對現(xiàn)場防盜報警裝置進行控制，并可對相關(guān)人員的權(quán)限進行設(shè)置。后者具有實時報警、實時查詢等功能，即可進行信息查詢、GIS電子地理地圖定位(包括地名定位、路口定位等)功能，同時可對110指揮中心客戶端的報警信息進行限制，并能實現(xiàn)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準確地顯示出盜竊事件的發(fā)生地點，便于警方出警布控，捉拿犯罪分子。

4. GSM短消息低壓電力設(shè)施防護系統(tǒng)特點

(1)網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣

采用現(xiàn)有先進的GSM商業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為通信基礎(chǔ)，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(xiàn)場聲光報警

終端本身集成有聲光警系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場有異常時就會自動發(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)支持多支線路，節(jié)約成本

在有多分支線路的情況下，我們可以在線路末端安裝末端保護裝置來實現(xiàn)分支線路的監(jiān)控。該末端裝置即采用了無線通訊與載波通訊技術(shù)實現(xiàn)了“一臺多線”的全面防護。并且不需增加額外的移動通信費用。

(4)方便統(tǒng)一管理

全面的信息管理，可以對各種情況分類匯總統(tǒng)一，可方便的對低壓線路狀況作統(tǒng)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行協(xié)作，統(tǒng)一指揮,對事件處理更及時、專業(yè)、有效。

(6)多路信息通道

主站可以選擇955598短消息專線作為通信通道，也可以選擇工業(yè)短消息模塊作為通信通道。

四、GSM短消息低壓電力設(shè)施防護系統(tǒng)典型應(yīng)用

下面就是GSM短消息低壓電力設(shè)施防護系統(tǒng)在余姚供電局典型應(yīng)用的案例。余姚市供電局對其所轄的四個供電所共280個臺區(qū)安裝使用了該系統(tǒng)。

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3。

2.防盜裝置設(shè)計參數(shù)

運行內(nèi)容運行參數(shù)

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 AC220V±20%

整機功耗靜態(tài)功耗2W，動態(tài)功耗3W

外型尺寸320 mm×260 mm×100mm

項目技術(shù)參數(shù)

備用鋰電池3.7V，1800mAh

手機模塊西門子TC35i工業(yè)級GSM模塊(自動雙頻)

接收靈敏度≤0.1uv

響應(yīng)時間現(xiàn)場報警≤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(nèi)外噴塑(室外型)、全密封、防雨淋、防塵

3. 主站及客戶端軟件

通信規(guī)約采用了《浙江省用電現(xiàn)場服務(wù)與管理系統(tǒng)通信規(guī)約》非標的組織形式，軟件采用構(gòu)件化的軟件開發(fā)模式來支持分布式應(yīng)用、瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)、模塊化和構(gòu)件化集成，使軟件類似于硬件一樣，可用不同的標準構(gòu)件拼裝而成，實現(xiàn)即插即用。構(gòu)件化、組態(tài)化的軟件設(shè)計思想可以使得現(xiàn)場管理信息系統(tǒng)更具有開放性、靈活性、跨平臺性、可擴展性，并實現(xiàn)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(yīng)用服務(wù)器進行通訊。

4.電力線載波與微功率無線技術(shù)之比較

在上述應(yīng)用中，終端與末端之間的通訊筆者采用了當(dāng)前應(yīng)用較廣的電力線載波和微功率無線技術(shù)兩種方案。下面分別淺兩種通訊方式存在的問題。

載波技術(shù)存在的問題。①只能用于單相電力線?？紤]到裝置的成本和體積，筆者采用的載波機頻率在60KHz~90KHz，用于三相信號線之間信號損失很大，線路末端損失在15dB-30dB，這樣末端裝置與臺變處的終端裝置無法通信。所以只能用于單相，而線路傳輸距離較遠時，認準同一相位進行安裝比較煩。②電力線本身存在脈沖干擾。目前使用的交流電為50Hz，周期為20ms。在每一交流周期中，出現(xiàn)兩次峰值，兩次峰值會帶來兩次脈沖干擾，即電力線上有固定的100Hz脈沖干擾，干擾時間約2 ms，固定干擾必須加以處理。設(shè)計中利用波形過0點的短時間內(nèi)進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ捎谶^0點時間短，實際應(yīng)用與交流波形同步不好控制，通訊數(shù)據(jù)幀又比較長，所以實際使用中會有誤碼。③電力線上動態(tài)噪聲影響通訊。電力線上接有各種各樣的用電設(shè)備，阻性的、感性的、容性的，有大功率的、小功率的。各種用電設(shè)備經(jīng)常頻繁開閉，就會給電力線上帶來各種噪聲干擾，而且幅度比較大。用藕合電感從電力線上藕合下來的噪聲一般就在10mV以上，而一般傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號會削減到1mV，雖然電路設(shè)計中做了一定的噪聲抑制，但是對于這種動態(tài)的噪聲，效果并不是很好。據(jù)測試，當(dāng)線路負載小時，通訊效果可達1000米，線路負載大時，通訊距離會相當(dāng)短(目前只能做到300米)，大大影響了防護系統(tǒng)的防護范圍。

微功率無線技術(shù)存在的問題。①通信受實體阻擋。當(dāng)終端和末端之間有阻擋，特別是建筑物的阻擋。實際使用中終端桿與末端桿之間有超過10米的建筑，就無法穩(wěn)定通訊。②其他無線設(shè)備的干擾。筆者采用的無線模塊為JZ863 數(shù)傳模塊。該模塊是基于FSK的調(diào)制方式。載頻頻率433MHz。國家無委會對此頻段無限制。很多其他無線遙控設(shè)備的載頻頻率也在此附近。防盜裝置在收發(fā)數(shù)據(jù)時若有其他無線設(shè)備的干擾，就會出現(xiàn)數(shù)據(jù)干擾沖突。

綜上，解決以上問題將使本防護系統(tǒng)更加完善。對于載波通訊，或許世界各國都在努力開發(fā)高抗干擾能力的載波芯片。對于微功率無線技術(shù)，只需在現(xiàn)有的發(fā)開平臺進一步完善中繼功能和自動跳頻功能，本防護系統(tǒng)的推廣應(yīng)用將更加靈活可靠。

五、結(jié)語

基于GSM短信及無線通信技術(shù)的防盜報警系統(tǒng)，適用于低壓電力設(shè)施的保護和管理。GSM短信及無線通信方式具有使用公用無線信道、安裝方便、組網(wǎng)靈活、通訊范圍廣、效率高、運營成本相對較低等特點。該系統(tǒng)可用于變壓器低壓側(cè)及架空線纜的末端，進行安全及時有效預(yù)警報警，同時提供監(jiān)測運行狀態(tài)、統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)查詢、報表曲線管理、異常事件告警等全面的解決方案。為電力設(shè)施管理智能化，打擊偷盜提供有力的技術(shù)手段。系統(tǒng)的開放性也為科學(xué)地發(fā)展建設(shè)國家電網(wǎng)，提供了有力的技術(shù)支持。