基于通用分组无线业务的配电网线损监测装置
国家电网设备综合监测系统
国家电网设备综合监测系统国家电网设备综合监测系统【摘要】电力供应是整个社会生产、人民生活的基本保证之一。
自然环境（如冰雹，飓风）、人为因素（如盗窃，施工）等也是造成电力设备故障的主要原因，基于物联网技术的电力综合监测系统方案帮助电力维护部门进一步解决变电站高效维护、统一管理方面、远程监控的问题。
【关键词】无线传感器节点系统管理一、系统概述电力设备综合监测系统是基于无线传感器网络（WSN）技术平台的一个开放性系统，目前已融合水浸在线监测、环境温湿度在线监测、红外在线监测以及气体在线监测等多个子系统，可实现变电站、环网柜、开关柜、电力线路等设备的水浸、环境温湿度、门开关、有毒可燃气体等信息监测，同时具备实时报警及物联网联动功能。
本系统由现场传感器、基站和综合监测平台组成。
基站（网关）基站负责把接收到的传感器节点数据转发到计算机，进行存储，分析和处理。
基站数据可接入本地计算机，也可通过以太网等其他网络接入远程监控主机。
传感器节点无线传感器节点使用方便，替代了传统测试系统布线带来的麻烦。
无线数字信号传输方式消除了长电缆传输带来的噪声干扰，使整个测量系统具有极高的测量精度和抗干扰能力。
传感器节点体积小巧，重量较轻，由电源模块、采集处理模块、无线收发模块组成，全部模块封装在一个塑料或金属外壳内。
采集的数据既可以实时传输至计算机，也可存储在节点内，保证了数据的可靠性。
自由组合成不同输入量的通道，进行多物理量、多测点、分布式、同步监测。
BEENET 无线传感器网络特点无线的传输方式，使得抗干扰能力增强；传输距离远，功耗低，体积小，防水防尘；自组织、自恢复、多网络拓扑结构；深度1的星形网可支持65535个节点；各道独立采集，同步精度可达1ms；采用AES 128位加密算法，数据安全；内置2，4，8M及1G Flash数据存储器；可组成本地监测系统和远程监测系统；可采用锂电池、太阳能电池板、感应供电及高容量干电池等多种供电方式；传感器网络系统结构简单，功耗低，同步精度高，鲁棒性好，稳定可靠，具备易安装、易使用、易扩展、易升级、易维护等特点。
(技术规范标准)配电线路故障在线监测系统技术规范书
10kV配电线路故障定位及在线监测（控）系统技术规范书批准：审核：拟制：总则1．本“规范书”明确了某城市供电公司配电线路故障定位及在线监测（控）系统的技术规范。
2．本“技术规范书”与商务合同具有同等的法律效力。
1.1 系统概述配电线路传输距离远，支线多、大部分是架空线和电缆线，环境和气候条件恶劣，外破、设备故障和雷电等自然灾害常常造成故障率较高。
一旦出现故障停电，首先给人民群众生活带来不便，干扰了企业的正常生产经营；其次给供电公司造成较大损失；再者一条线路距离较长，分支又多，呈网状结构，查找故障，非常困难，浪费了大量的人力，物力。
配电线路故障定位及在线监测（控）系统主要用于中高压输配电线路上，可检测短路和接地故障并指示出来，可以实时监测线路的正常运行情况和故障发生过程。
该系统可以帮助电力运行人员实时了解线路上各监测点的电流、电压、温度的变化情况，在线路出现短路、接地等故障以后给出声光和短信报警，告知调度人员进行远程操作以隔离故障和转移供电，通知电力运行人员迅速赶赴现场进行处理。
主站SCADA系统除了显示线路故障电流途径和位置，还能显示线路负荷电流、零序电流、线路对地电场、接地尖峰电流的变化情况并绘制历史曲线图，用户根据需要还可以增加开关位置遥信采集、开关遥控、远程无线抄表和无功补偿柜电容投切等功能。
故障定位及在线监测（控）系统还可以提供瞬时性短路故障、瞬时性和间歇性接地故障的在线监测和预警功能，以及故障后事故分析和总结功能。
1.2 总体要求1.2.1当线路正常运行时：系统能够及时掌握线路运行情况，并将线路负荷电流、首半波尖峰突变电流、线路对地电场等线路运行信息和太阳能充电电压、电池电压等设备维护信息处理后发送至主站，在主站能够方便地查询有关实时信息和历史数据。
为及时掌握线路故障前的运行状态，保证线路正常运行，避免事故发生，并为在线调整故障检测参数提供技术手段。
1.2.2当线路发生故障时：系统能够及时判断出短路、过流和接地故障点，并将动作信号、短路动作电流、首半波尖峰电流、线路对地电场、接地动作电流等故障信息处理后发送至主站，在主站能购方便地查询有关历史数据和故障信息。
配电网线损计算方法及降损主要措施探讨
配电网线损计算方法及降损主要措施探讨配电网线损是指电能从供电点到终端用户的传输过程中发生的能量损耗。
线损是电网运行中一个常见的问题，不仅会造成浪费电能，还会对电网运行稳定性和供电质量产生一定的影响。
因此，针对配电网线损问题，需要采取合适的方法进行线损计算，并采取相应的措施进行降线损。
下面将对配电网线损计算方法和降线损的主要措施进行探讨。
一、配电网线损计算方法1.直接测量法：直接测量法是指在配电网的不同部位设置测量仪表，通过对电能输入和输出的测量，计算出线损值。
直接测量法的优点是测量结果可靠，但需要在各个关键位置设置测量仪表较为繁琐。
2.间接计算法：间接计算法是通过对供电所或用户户表的测量数据进行统计分析，然后推算出整个配电网的线损值。
间接计算法相对于直接测量法来说比较简单，但是其结果的准确性和可靠性会受到数据采集的影响。
3.收支法：收支法是通过统计供电所的输送电量和用户的用电量，然后进行电能收支平衡，计算出线损值。
收支法是目前配电网线损计算中应用较多的方法，其结果比较准确。
二、降线损主要措施1.优化线路设计：合理规划配电网的线路结构和电压等级，在设计中减少长线路、导线截面过小等不合理因素，以降低线路损耗。
2.优化供电侧设备：提高变电站的运行效率，确保变电站主变压器的负载率适当，减少变压器的损耗。
3.加强线路管理：加强对线路的维护和管理，及时发现并修复线路的故障和损坏，避免因线路老化和破损导致的额外损耗。
4.优化配变供电：合理规划配电变压器的容量和位置，减小变压器的空载损耗，保持变压器的运行效率。
5.优化用户侧负载：与用户协商，合理规划用户的用电负载，避免用户侧负载过大造成配电线路过载和损耗增加。
6.使用高效设备：采用高效率的配电设备和电气元件，例如低损耗变压器、低损耗开关等，以减少线损。
7.落实电力电量计量和考核：建立完善的电力电量计量和考核制度，通过对供电所和用户用电情况的计量和考核，激励供电所和用户降低线损。
dtu线损模块原理
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dtu线损模块原理
DTU线损模块主要用于采集线损，线损是指电力系统电能的损失，
它可以用来反映电力负荷的变化状况以及系统运行效率。它是指经过
电网运行，总输入电量与总输出电量差额，即输入电量减去输出电量
所产生的损耗。
DTU线损模块由电能表，转换器，GPS定位模块，内部量程选择
电路组成。电能表负责测量电能，改变的电能经过转换器进行模拟变
换，转换器中集成GPS定位模块，能够实时记录线路参数，及其变化
情况，并将变换后的参数换算成线损，通过内部量程选择电路，可以
将线损的各个参数进行放大，输出4-20mA的模拟信号，以便EE系统
读取。
线损模块的优势如下：
1、快速测量：DTU线损模块的测量速度非常快，可以在非常短
的时间内对线损精确测量。
2、精确测量：线损模块采用专业运算放大电路，采用高精度电
能表，能够进行精确测量。
3、稳定可靠：DTU线损模块采用GPS定位模块，对参数精度有
更好的控制，可以更加可靠和稳定的测量。
不管是电网实时监控，还是电网状况诊断，DTU线损模块都可以
提供可靠稳定的测量数据，为电网安全、高效运行提供有力支撑。
基于GPRS无线通信的配变监测系统设计
中 图 分类 号 ： Ｔ ６ Ｔ ２ Ｍ７ ； Ｐ ９
文献标识码： Ｂ
文 章 编 号 ： １７ ．４ ５２ ０ ）３０ ６ —４ ６ ４３ １（０ ８２ —０ ９０
０ 引言
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 数据 是整 个配 电网基 础 数据 的重 要 组成 部分 。配 电变压 器作 为 电 网末 端设 备 ，运 行 状 况直接 关 系到用 户 能否可靠 使 用 电能 ，因此对 其 运 行数据 进行 实 时采 集 和监控 非 常重要 。在 实 际 的 配 电网中 ，配 电变 压器 数量众 多 ，分散 性大 。根 据 配 电 网中配 电变压器 的分布特 点 ，选择 合适 的通 信 方 式进行 通信 ，是全 面 实现配 变 管理和 监测 的关 键 问题 。传 统 的配 电变 压器 终端 装 置 的数 据传 输多 以
实时监 测 系统的设计 方案 。设计 了由 Ｔ Ｓ ２ Ｌ ２ ０ 型 Ｄ Ｐ为核心的配变监 测单元 、Ｇ Ｒ 无线模块 （Ｐ ２Ｐ 和监控主站组成 Ｍ ３ ０Ｆ ４ ７ Ｓ ＰＳ Ｅ １ Ｏ） 的监测 系统。该 系统利用 Ｇ Ｒ Ｐ Ｓ的无线通信及 Ｉ ｔ ｒｅ 接入 功能， ｎｅｎｔ 实现 了数据 的实时采集和传输 。
Ｇ ＵＯ ｎｇ ｌａ Ｚｏ —ｉ ｎ
基于GPRS的配电变压器远程集中监测系统的设计与实现
基于GPRS的配电变压器远程集中监测系统的设计与实现本文针对配电变压器具有分布广泛、数量众多和实时性强等特点，设计并且实现一种基于GPRS的配电变压器远程集中监测系统。
该配电变压器远程集中监测系统具有运行稳定、安全性好、维护方便和性价比高等特点。
本文重点对该监测系统的总体设计方案和硬件电路的组成进行介绍。
标签：配电变压器；GPRS；集中监测系统；ARM0 引言在整个电力供配电系统当中，其基础数据的重要组成部分即为配电变压器的实时运行数据。
实时对配电变压器中的数据进行监测，并根据实时采集的数据进行统计与分析，尽可能快的发现配电变压器运行时出现的故障并及时获得处理和解决，由此可以实现电网的稳定、优化运行。
1 系统总体设计方案本文采用GPRS作为本系统的数据通讯方式，构建了一个实时的远程无线集中监测系统。
该系统将低压配电变压器作为主要的监测对象，并且对其电力的实时运行参数进行采集和处理，通过预置的GPRS模块将数据传输到远端的供电管理部门，为供电企业的优化提供数据参照，从而获得远程配电变压器的实时运行状态。
（1）配电变压器监测终端。
配电变压器终端根据实际需要安装在配电变压器上，是一套可以独立运行的配电变压器运行状态实时监测设备，主要作用是采集配电变压器的各类运行参数、数据和信息，从而综合判断配电变压器的运行状态，从而记录存储信息的数据为上位机查询提供数据源，当配电变压器出现异常时可自动向网络上传报警信息。
（2）GPRS 数据通信网络。
GPRS数据通信网络作为系统监测中心和配电变压器监测终端之间的数据传输桥梁。
配电变压器监测终端首先对监测的数据进行采集和处理，然后通过预置的GPRS模块将数据通过GPRS网络进行发送，并将数据最终传给配电变压器监测中心。
与此同时，监测中心也是通过GPRS网络将查询与控制指令发送给监测终端的，从而对他们实现常见的一些控制操作。
（3）配变监测中心。
配变电监测中心作为整个系统的核心，其主要包括UPS 电源、数据服务器、计算机和打印机等外围设备组成。
配电变压器参数的GPRS网络远程监测系统
配电变压器参数的GPRS网络远程监测系统配电变压器参数的GPRS网络远程监测系统类别：消费电子摘要：主要介绍一种基于gsm网络的gprs网络通信技术实现的变压器负荷监测系统，通过gprs网络实现变压器参数的远程监测。
该系统具有建网方便、无需布线和几乎不受区域限制，一次性投资少，日常运行费用低等特点。
modem 单片机系统远程监测 at命令集随着无线通信技术的不断提高，利用移动运营商提供的无线网络实现配电网数据采集和监控scada，是电力系统现代化的一个重要发展方向。
由于gsm网络的通信技术已经成熟，覆盖面又广，利用gsm无线通信方式来实现变压器参数的实时采集，无疑是对现有资源的最大利用。
最重要的是gsm网络是由移动运营商投控系统，可以节省数以千亿计的导线材料及人工费用，达到环保、节能、资源最大共享的目的，而且免除了网络的日常修改和维护工作，最大限度地节省了投资。
无论何时何地，只要有一部电脑和可以上网的电话线就能实现对各地变压器进行监控；如果配备gprs （general packet radio service，通用无线分组业务）无线modem，使能实现，便能实现移动监控。
本系统用基于gprs网络通信技术和网络微处理器技术相结合的方法，解决变压器参数远程传输问题，实现及时报警、实时数据采集和实时负荷监测的功能。
其意义在于：通过监视变压器的运行状况，优化配网运行方式；发生故障或异常运行时，迅速报警，及时恢复正常供电，减少停电时间，保证变压器的安全运行；记录电压越限时间，计算电压合格率，从而合理控制电平水平，改善供电质量。
1 系统结构本系统由现场变压器三相电力参数采集、gprs通信网络和监测中心上位机软件三大部分构成。
变压器三相电力参数采集安装在变压器现场，通过电压互感器（pt）和电流互感器（ct）对变压器二次端的电气参数进行采集监测；同时，分析、记录采集数据供电位机查询，并在变压器三相电力参数出现异常事件时主动上传告警信息。
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传统 的低 压 电 网线 损 估 算 方 法 基 于 电 量 统 计 ． 在精 度低 、 存 周期 长等 缺点 。在 目前配 电 网 自
动化发 展很 快 的形 势 下 ， 利用
ＧＰ ＲＳ通 信 网络是 监 测 中心与 监测终 端设 备
之 间的数据 传输 桥 梁 ， 测终 端把 处 理 后 的数 据 监
络透 明地传 送到 监测 中心 计算机 。
监 测 中心 一 方 面 通 过 ＧＰ ＲＳ网络 提 供 一 个 可视 化界 面 ， 管理 人 员 可 以通过 软 件 观 察 低压 线 路 的运 行状 态 ； 一 方 面通 过 Ｇ Ｒ 另 Ｐ Ｓ模块 还可 向 终 端 设 备 发 送 命 令 ， 改 某 些 定 值 。 与 现 场 修
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６ ８
供 用 电
第２ ４卷第 １ 期
２０ ０ ７年 ２月
基于通 用分组无线业务的配电网线损监测装 置
李 旭 周 有庆 张 晶。 ， ， （ ．湖南大 学 电气与 信息 工程学 院 ， １ 湖南 长沙 ４ ０ ８ ；．娄 底城 区电力局 ， １０２ ２ 湖南 娄 底 ４ ７０ ） １ ０ ０
ｌ 线 损 监 测 系统 总体 结 构
低 压 配 电 线 路 在 线 监 测 系 统 结 构 如 图 ｌ所
不
ＧＰ ＲＳ模 块 相 对 应 ， 测 中心 的计 算机 也 必 须 借 监
助 ＧＰ ＲＳ模 块拨 号 进 入 Ｇ Ｒ Ｐ Ｓ网 络 ， 可 与监 测 方 终 端设 备进 行远 程通 信 。监 测终端 到远 端服 务器
且通 过 国家标 准 判 断低 压 配 电线 路 的运 行 状 态 ，
阻计算模 型 如 图 ２所示 。
Ｒ ｓ Ｒ （ ） （ ） 一（ ） ｓ ｓ Ａ １Ａ １ ＋ ９ Ａ ３
…
实现 线损 统计 、 录采 集 数据 供上 位机查 询 ， 在 记 并 低 压线路 出现 异常 事件 时主 动上传 告警 信息 等多
解线路 上各 支路 和配 电变 压器 的运行 状况 以及 线 损分 布状况 提供 了可 能 。 配 电 网通 信 有终 端 节 点 多 而 分散 、 信距 离 通 长 等特 点 。随着通 用 分组 无 线 业 务 （ ＲＳ 通 信 ＧＰ ） 技 术 的成熟 ． 利用 覆 盖 面广 的 ＧＰ Ｓ无 线 通 信方 Ｒ 式 来实 现线损 监 测 装 置 的远 程 监 控 ， 以 大 幅度 可 减 少设 备投 资和 日常维 护 费用 。
＋ ）… （ Ｒ （ （ ＋ ＋ １ 专）
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用户 １
供 用 电
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低 压
ｌ
图 ２ 线 路 等 值 电 阻计 算 模 型
Ｒ （ ） （ ） （ ） ＝ 。 ａ ｚ ｚ ． （ ）． （ ） ． ＋． ． ＋ ・ ＋
的设 计 方 案 以 及该 线 损 监 测 系统 的 特点 ， 计 思 想 。 设
关 键 词 ： 压 配 电 网 ； 损 计 算 ； Ｐ Ｓ 在 线 监 测 ； 片 机 低 线 Ｇ Ｒ ； 单
中图分类号 ： ＴＭ ２ ． ＴＮ ８ ７ ６ ２； １ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ６—６ ５ （ ０ ７ ０ —０ ６ —０ １０ ３７２０）１ ０ ８ ４
摘 要 ： 对 目前 低 压 配 电 网线 损 统 计 的准 确 性 和 实 时 性 存 在 的 问 题 ， 出 并 实 现 了 一 种 基 于 通 用 分 组 无 线 针 提
业务（ Ｒ ） 信方案 ， 用监测终端装 置所采集 的数据 ， 行 实时计算低 压配 电网线损功 率的在线 监测 系 ＧＰ Ｓ 通 利 进 统 。着 重介 绍 了 该线 损 监 测 系 统 的 原理 、 体 结 构 和 线 损 的 数 学 模 型 ， 介 绍 了终 端 监 测 装 置 的硬 件 和 软 件 总 并
通过 串行 口发送 给 ＧＰ Ｓ模 块 ， ＲＳ模 块 将 数 Ｒ ＧＰ 据发 送 到 ＧＰ Ｓ网 络 。 由于 ＧＰ Ｒ ＲＳ网 与 因特 网 都是 基于 Ｉ Ｐ协议 且互相 连接 ， 以可 以通过 任意 所 方 式 上网 ， 测终 端 的 数据 就 可 以通 过 ＧＰ Ｓ网 监 Ｒ
构建更 及 时 、 准确 的线 损实 时采 集 系统 ， 准确 了 为
多 ， 以实 际的配 电 网是 由众 多元 件组 成 的复 杂 所 网络 。对 于这 样 复 杂 网络 的线 损 计算 相 当繁 杂 。 为便于 线损分 析 ， 计 算公 式 表 达 直 观化 和规 范 使 化， 采用 线路 等 值 电 阻 的计 算 模 型 。例举 低 压 配
电变压 器 出 口的一 条馈 线 进 行 分 析 ， 路 等值 电 线
系统 主要 由在 线 监 测 终 端 设 备 、 Ｒ ＧＰ Ｓ通 信 网络 、 测 中心 上 位机软 件三 大部 分构 成 。 监
终 端 监 测 设 备 安 装 在 配 电 变 压 器 现 场 ， 一 是
套 能完全 独立运 行 的低 压配 电线路 运行 状态 监测 设备 ． 要用 于采集 低压 配 电线路 的各种 信 息 ， 主 并
其 中 Ａｑ＝Ａｑ＋Ａｑ， 一Ａ １ ３ １ Ａ ３ ＋Ａ ２ ２
Ａ 【 — Ａｑ ＋ Ａ ＋ Ａｑ ｛ ｊ １ ｛ ２ ４ Ａ ＝ Ａ ＋ Ａ ＋ Ａ ； Ｒ 一 Ｋ Ｒ Ｒ ＋ （ ｄ ｄ１ １一 Ｋ ） ｄ２ Ｒ （） ３
的路 由 ， 使用 了打 包 和通道 协议 ＧＴ Ｐ的原理 。
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２ 线 损计 算 数 学 模 型
２ １ 等 值 电阻的 计算模 型 ．
∥
～
监测装霞 发射
模块
发射
模块 主站
低 压配 电网 中 ， 由于用 电设 备 和线 路 分 支 较
图 １ 低 压 配 电 线路 在线 监 测 系统 结 构