基于GPRS的箱式变电站监控器设计

0 引 言
箱式变电站适应电力系统变电设备的发展方向，主要用于取代传统土建型变电站，实现配变电功能。电力参数检测既是评定电能质量的重要指标，也是电力技术人员采取补偿措施的依据。随着无线通信技术的发展，GPRS技术在智能仪器仪表远程通信领域的应用得到迅速发展。
GSM／GPRS模块通信通过RS 232串口与控制端相连，并将所要发送的信息，通过GSM／GPRS公众网络，将数据信息传送到指定的终端。同时，也可以接受其他终端通过 GSM／GPRS网络传来的消息。基于GPRS的箱式变电站监控器，采用TMS320F2812DSP作处理芯片，适用于35／0．4 kV，10／0．4 kV／箱式变电站。不但通讯方便，不需要去架设大量通讯线路，而且能够实现远方集中控制、操作及负荷监测，经济简单，安全可靠。

1 总体设计方案
以保证电压合格和无功基本就地平衡为控制目标，箱式变电站监控器安装在箱变内部，通过电压互感器和电流互感器对变压器二次侧的电气参数进行采集处理，并采集开关量、变压器分接头等信息。之后定时发送给GPRS模块，GPRS模块再把数据发送到GPRS网，上传到监控中心。
箱式变电站监控器的设计主要体现模块化。其整机结构主要包括：对各种功能模块进行统一管理和数据分析的主控模块，实现各种电参量测量的测量模块，进行开关量控制的开关控制模块，显示测量结果与键盘操作的人机界面模块，以及进行无线传输的GPRS模块。其主要结构如图1所示。

模块式具有确定功能的独立单元，可使产品结构具有灵活性和可变性。考虑经济运行，多个邻近箱式变电站的监测量通过CAN总线传送到一个箱变上，再利用IP通过GPRS传输到监控中心；箱变作为一个无人坚守的变电所，其显示模块也可以根据需求即插即用。
设计要求：
(1)测量功能。监测箱式变电站二次测电力参数(相电压、线电压、相电流、线电流、功率、功率因数、频率、电能等)。
(2)分析功能。对电压、电流波形进行波形采样记录，通过分析运算，算出波形质量、电压(电流)谐波总畸变率、1～25次谐波电压、三相电压不平衡度及负序电流。
(3)负荷控制功能。对长期的运行参数进行分析，对峰、谷、平的各个用电时段绘制出过程曲线，为最佳的补偿方案提供准确数据，从而实现电费计量的自动化管理。
(4)开关量控制功能。对开关的位置和状态进行检测，并记录其动作时刻和原因。可根据定时编程或条件编程执行开关控制，实现遥测、遥信、遥调、遥控功能。
(5)传输功能。支持RS 232，RS 485的标准接口用于接入GPRS和人机模块，CAN总线接口用于邻近箱式变电站数据的传输，提供GPRS传输方式用于信息发送，支持各种通信信道，兼容多种通信规约。