摘要：GPRS技术的应用可以有效解决目前由于配电线路复杂、线路经过地形复杂给故障排查工作带来的困扰，有利于提升线路故障的检修效率。GPRS技术的应用也可以使线路故障检修更加及时，从而保证电力的正常供应，降低因线路故障而进行停电维修造成的经济损失和负面影响，促进电力企业的更好发展。
关键词：GPRS技术；电力配电线路；故障监测系统；应用
1. GPRS通信技术的优越性
国内现有的配电网通信方法较多，比较常用的有电力载波、无线、光纤通信、电话线通信等。但是GPRS通信技术在配电线路故障在线监测更具有优势。
1.1电力配电线路对通信技术的要求
电力配电线路由于自身特点，要求故障监测系统满足如下条件：
（1）6～10kV电力配电线路数量多、分布广、分支多，每条线路又有多个监测点，所有监测点加起来很多，因此要求单个在线监测通信的终端设备的成本不能过高。
（2）由于经济的发展，6～10kV电力配电线路延伸拓展年增长量较高，所以对在线监测系统的网络可扩展性要求也比较高。
（3）每一个现场监测终端设备都要求是一个独立的装置，可以实现数据的采集分析判断、发讯报警等，系统服务器接收终端设备传来的报警信号和已经分析后的数据，其上传的数据量很小，因此对通信的传输能力没有限制。
（4）配电线路故障监测系统对数据传输的实时性要求较高，以缩短事故的查找和处理时间。
1.2 GPRS通信技术的优点
在线监测系统的网络无论采用光纤电缆还是普通电话拨号的方式，都需要重新铺设物理信道，造价很高。而GPRS无线通信网络是全球覆盖范围最广的移动通信网络，能够提供多种非话业务和补充业务，允许用户对移动进行多种选择，安全保密，国际漫游，通信质量高。GPRS具有建设周期短、投资少、性价比高、运行维护简单等优点。基于GPRS的配电线路故障监测系统利用计算机技术、通信技术、单片机技术、微电子技术、网络技术相结合，能够利用监测设备对电力线路自动进行数据采集、传输、处理分析，具有传输速度快、传输质量高、传输距离远、安全度高、可直接与营业计算机联网等优点。
2.GPRS技术在配电线路故障监测系统中的应用
配电线路是整个配电网中较为重要的组成部分，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。
2.1监测系统的框架结构
监测系统一般由四个部分组成，即GPRS网络、外部数据网、现场监测终端以及监测中心服务器。现场监测终端采用GPRS模块对数据进行分组，然后在无线传输到GPRS网络，再由外部数据网络，传输到监测中心服务器上，监测中心服务器也可以通过将该流程反向操作，对现场监测设备进行命令的传输，从而实现监测终端的远程控制。外部据网络可以为专用数据网也可以为因特网，但前提都是必须满足TCP/IP协议。
2.2监测系统所具备的功能
该系统所具备的功能有信息数据采集传输、故障自动报警、实时控制等。现场监测终端可实现电力运行情况、线路温度、大气湿度、区域风速以及风向和电力线震动等八项数据信息的搜集整理，并可以根据监测中心指令实时上传。监测中心在获得一定量监测信息数据以后，可绘出一定周期内架空电力线路的各项数据曲线图，从而为相关电力技术人员对架空电力线路的运行状况分析提供参考依据。
2.3现场监测终端
2.3.1MCU
MCU即微处理器，在该监测系统中，该处理器具有以下功能：首先，其硬件串口将定时器2当做波特率发生器，与WACECOM模块进行通信；其次，利用转换器ADCO通过一个可配置的模拟多路开关，实现对每一路信号的控制。
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2.3.2电源监测系统
电源是应用太阳能电池板与备用锂电池相结合的方式，经过转化电路，从而实现为传感器以及微处理器等部件提供24V、12V、5V等直流电。
2.3.3传感器
本监测系统可使用风速/风向、震动、温度等三个传感器，来实现对架空电力线路运行状态的监测。风速/风向传感器可实现对线路周围风速及风向的信息采集，温度传感器可实现线路周围气温及线路温度的信息采集，而震动传感器可以实现对线路振动信号的信息采集。
2.3.4GPRS模块
GPRS模块即通信模块，负责GPRS、GSM网络的信令交换。可以通过串口对它进行控制和数据传输操作。这个模块必须有一张SIM卡与其配套使用，而且必须开通GPRS业务。
2.3.5存储器
监测系统使用存储器三个模拟输入通道，温度传感器的输出端可接AIN0通道，风速/风向传感器输出可接AIN1通道，振动传感器输出可接AIN2通道，以上三个通道可采取交替选通。而模数转换的输出可选择12位有效输出，采用定时器3溢出来实现ADC转换的启动。程序在ADC转换完成后中断程序，接受经过转换后的信息数据。
2.4软件控制部分
2.4.1GPRS网络连接
为使监测信息获得有效传送，首先必须要求监测终端能够连接到GPRS网络中，这个功能必须用GPRS模块来实现，在使用GPRS模块前，要对其进行初始化，包括设定接入点、协议类型以及工作模式等。
2.4.2数据的传送过程
电力线路的运行状态及监测信息数据的采集在一个周期内，传感器所采集到的数据大概约为10KB左右。在往监测中心传送过程中，由于各项数据不是独立发送的，所以要采用TLV的格式对信息数据进行编码打包，接着再以固定长度对数据包进行分块，最后再让数据传输的子程序把单块的数据按顺序发送。
3. GPRS通信技术在配电线路故障监测系统中的实现
测系统中的实现GPRS通信技术最适合应用于配电线路故障监测系统，实际应用方便可行。
(1)自动检测无线数据传输终端的异常情况，经过滤分析后确定故障的根源和性质，提供排除故障的帮助。配电线路故障监测系统能对无线数据传输终端进行监视，自动发现终端的信息变化情况，并以图形化的方式给出终端的具体分布情况，以终端颜色变化、系统消息、告警铃声等方式发出告警信息，确保问题发生时系统管理员能够及时发现。
(2)（2）终端与数据采集设备之间的对应关系配置，能将对应关系信息发送给服务器以更新相关信息表。这样系统维护人员能及时准确地掌握终端设备动态，方便管理。
（3）无线数据传输终端主动上传短信数据，并有短信广播数据功能。当然，只有在线路发生故障时，系统才能通过GPRS发送短信息至指定运行维护人员手机上，平常状态下不发送信息，为系统工作节约了可观的使用费用。
（4）本系统还具有方便的数据信息查询，灵活的管理功能和对实时数据和历史数据进行记录的功能，运行人员可根据事故信息确定处理方案及现场预案。
4.结语
GPRS技术应用到电力配电线路故障监测系统中可以有效提升线路故障监测的效率，促进我国电力事业的发展，我们应该对此技术引起充分的重视，不断的进行系统优化，更好的促进GPRS技术的有效应用。
参考文献：
[1]李祖元.GPRS技术在电力配电线路故障监测系统中的应用[J].文摘版：工程技术，2015（53）：246-246.
[2]王小康，孟莹.GPRS技术在电力配电线路故障监测系统中的应用[J].中国新通信，2015（07）：87.
[3]张涛，刘梦姣，王娜，张书伟.配电线路故障监测系统中GPRS技术的应用探讨[J].机电信息，2016（15）：102-103.
作者简介：
朱义中（1980.10.1），性别：男；籍贯：湖北；民族：汉；学历：本科、学士；职称：工程师；职务：配电运行工；研究方向：输电线路工程；单位：国网江苏省电力公司昆山市供电公司。
论文作者:朱义中
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/1
标签：线路论文; 故障论文; 终端论文; 监测系统论文; 数据论文; 电力论文; 信息论文; 《电力设备》2017年第22期论文;