智能型配變防盜監(jiān)控技術(shù)研究范文

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1概述

隨著我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，智能型配變?nèi)找嬖龆唷Ｍ瑫r(shí)，配電變壓器及其相關(guān)設(shè)備往往價(jià)格昂貴，且多位于較荒僻的戶(hù)外，做好設(shè)備的防盜監(jiān)控至關(guān)重要。本文以配電變壓器的防盜為切入點(diǎn)，提出了一種智能型配變防盜監(jiān)控系統(tǒng)。

2傳統(tǒng)配變臺(tái)區(qū)防盜監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1常見(jiàn)的配變臺(tái)區(qū)防盜技術(shù)介紹

2.1.1微波感應(yīng)探測(cè)法微波感應(yīng)探測(cè)法以微波感應(yīng)器為核心部件，通過(guò)微波感應(yīng)的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)配變臺(tái)區(qū)的防盜，當(dāng)微波感應(yīng)器的有效距離內(nèi)出現(xiàn)移動(dòng)物體時(shí)，微波感應(yīng)器立即采集到信號(hào)，通過(guò)處理機(jī)對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行分析，一旦發(fā)現(xiàn)異常立即通過(guò)報(bào)警器輸出報(bào)警信息，提醒配變臺(tái)區(qū)的設(shè)備看護(hù)人員，可能會(huì)出現(xiàn)盜竊電力設(shè)備的行為。原理如圖1所示。

2.1.2紅外感應(yīng)探測(cè)法紅外感應(yīng)探測(cè)法使用紅外感應(yīng)的原理來(lái)進(jìn)行盜竊行為探測(cè)，正常情況下，配變臺(tái)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)的紅外輻射量是固定不變的。此外，紅外感應(yīng)探測(cè)能夠?qū)\(yùn)動(dòng)生物和非生物進(jìn)行有效區(qū)別，當(dāng)有運(yùn)動(dòng)生物靠近時(shí)，通過(guò)非接觸的形式采集有效范圍內(nèi)生命物體輻射出的熱度信號(hào)，并通過(guò)熱釋電紅外傳感器將之轉(zhuǎn)換為小電壓信號(hào)，進(jìn)而輸出警報(bào)信息。

2.1.3GSM短信監(jiān)測(cè)法GSM短信監(jiān)測(cè)法將計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與公共移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合起來(lái)，構(gòu)建由監(jiān)控計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)、GSM短信平臺(tái)構(gòu)成的監(jiān)控指揮系統(tǒng)。在配變臺(tái)區(qū)相應(yīng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝傳感器和控制器，采集現(xiàn)場(chǎng)信息，當(dāng)有可疑盜竊信息輸出時(shí)，與現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)網(wǎng)的GSM短信平臺(tái)立即向監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)上報(bào)，相關(guān)信息實(shí)時(shí)存入監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，監(jiān)控中心接到告警信息后進(jìn)行處理，再通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)下達(dá)相應(yīng)的控制信息。

2.2傳統(tǒng)防盜監(jiān)控技術(shù)存在的問(wèn)題分析目前，傳統(tǒng)的防盜監(jiān)控技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，微波感應(yīng)探測(cè)法、紅外感應(yīng)探測(cè)法造價(jià)較高，布線(xiàn)工程量大，配變臺(tái)區(qū)眾多，配電網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)多面廣，給基層供電單位的管理與維護(hù)帶來(lái)較大困難，同時(shí)微波感應(yīng)與紅外感應(yīng)設(shè)施較為靈敏，告警準(zhǔn)確率和有效性有待提升；GSM短信監(jiān)測(cè)法依賴(lài)于遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸，各站點(diǎn)均不可移動(dòng)，需要架設(shè)專(zhuān)用的傳輸網(wǎng)絡(luò)，還存在誤碼率、傳輸速率、可靠性等方面的問(wèn)題。

3智能型配變臺(tái)區(qū)防盜監(jiān)控的構(gòu)思與設(shè)計(jì)

隨著銅、鉛、鐵等金屬材料價(jià)格的上漲，配電變壓器成為很多不法分子覬覦的目標(biāo)，在智能電網(wǎng)發(fā)展的推動(dòng)下，智能型配電變壓器數(shù)量不斷增多，提升智能型配變臺(tái)區(qū)防盜水平迫在眉睫。基于此本文提出了新型智能型配變臺(tái)區(qū)防盜監(jiān)控的構(gòu)思與設(shè)計(jì)。

3.1系統(tǒng)原理本文設(shè)計(jì)的智能型配變臺(tái)區(qū)防盜監(jiān)控系統(tǒng)按約定的數(shù)字協(xié)議，把電網(wǎng)電力設(shè)施的電氣與物理狀態(tài)通過(guò)傳感、處理、接口技術(shù)與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)及互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，最終完成設(shè)備自動(dòng)偵測(cè)開(kāi)關(guān)機(jī)、系統(tǒng)定時(shí)自檢、遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程維護(hù)等高級(jí)功能。

3.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示為基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能型配變臺(tái)區(qū)防盜監(jiān)控系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖。

3.2.1“管理層”“管理層”為監(jiān)控主站，由信息管理機(jī)和遠(yuǎn)程維護(hù)中心組成，信息管理機(jī)主要保存各報(bào)警事件信息，并管理“應(yīng)用層”設(shè)備，可自動(dòng)接收和存儲(chǔ)110公安監(jiān)控電腦和供電公司監(jiān)控電腦上傳的報(bào)警數(shù)據(jù)。主要安裝于供電局保衛(wèi)辦公室。遠(yuǎn)程維護(hù)中心全面收集“管理層”、“應(yīng)用層”、“感知層”的信息，包括被盜信息、維護(hù)信息、監(jiān)控主機(jī)操作信息和工作狀態(tài)信息。

3.2.2“應(yīng)用層”“應(yīng)用層”由安裝于公安110系統(tǒng)的監(jiān)控后臺(tái)、值班接警手機(jī)、供電企業(yè)值班監(jiān)控后臺(tái)組成，是實(shí)現(xiàn)“警企聯(lián)動(dòng)”功能的關(guān)鍵。“應(yīng)用層”通過(guò)GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)接收來(lái)自“感知層”的報(bào)警信息，并做出快速反應(yīng)，通過(guò)電子地圖快速定位被盜設(shè)備位置，及時(shí)通知有關(guān)人員處理事故。

3.2.3“感知層”“感知層”主要由智能監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控分機(jī)、線(xiàn)路探測(cè)器、配變探測(cè)器等組成，各設(shè)備之間采用470MHz智能無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)，且以某塊化構(gòu)建。每個(gè)臺(tái)區(qū)配置1個(gè)智能監(jiān)控主機(jī)和1個(gè)配變探測(cè)器、多個(gè)監(jiān)測(cè)分機(jī)和線(xiàn)路探測(cè)器，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)臺(tái)區(qū)單元的監(jiān)測(cè)，每個(gè)臺(tái)區(qū)單元的防盜保護(hù)范圍從變壓器本體至低壓出線(xiàn)末端。

3.2.4“遠(yuǎn)程信道”“遠(yuǎn)程信道”采用遍及全國(guó)乃至全球的GPRS/GSM無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)。GPRS/GSM無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)不受時(shí)間、地點(diǎn)、氣候及地理位置影響，使用方便、靈活，有利于實(shí)現(xiàn)多個(gè)配變臺(tái)區(qū)單元的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

3.3系統(tǒng)功能智能型配變臺(tái)區(qū)防盜監(jiān)控系統(tǒng)主要保護(hù)對(duì)象為臺(tái)區(qū)及其低壓線(xiàn)路，并考慮某些需重點(diǎn)監(jiān)控的低壓出線(xiàn)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活布置智能監(jiān)控主機(jī)和分機(jī)。圖3為系統(tǒng)技術(shù)原理圖示意圖。如圖3所示，智能型配變臺(tái)區(qū)防盜監(jiān)控系統(tǒng)由智能主機(jī)、智能分機(jī)、配變探測(cè)器、線(xiàn)路探測(cè)器、智能無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)組成。

3.3.1智能主機(jī)智能主機(jī)由GSM/GPRS模塊、無(wú)線(xiàn)主模塊、電力低壓載波模塊、智能電網(wǎng)狀態(tài)識(shí)別模塊組成，通過(guò)GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)（上行）和無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)（下行）收發(fā)信息，完成臺(tái)區(qū)范圍內(nèi)的信息采集、處理、控制、交換及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信，因此，其具備很強(qiáng)的信息識(shí)別、決策及控制能力。

3.3.2智能分機(jī)智能分機(jī)主要由三相四線(xiàn)智能裝置識(shí)別模塊、載波信號(hào)接收模塊、無(wú)線(xiàn)分模塊、智能保護(hù)電路組成，與主機(jī)共同完成臺(tái)區(qū)部分線(xiàn)路的信號(hào)識(shí)別、跟蹤和監(jiān)控報(bào)警。智能主機(jī)和分機(jī)均可配置聲光報(bào)警裝置，以在必要時(shí)給予偷盜者必要的心理震懾。

3.3.3配變探測(cè)器配變探測(cè)器使用強(qiáng)力磁鋼吸附于變壓器本體頂部。當(dāng)正常運(yùn)行時(shí)，其處于休眠狀態(tài)；當(dāng)出現(xiàn)異常，如變壓器被移動(dòng)、受強(qiáng)烈機(jī)械力沖擊或停電時(shí)，其將通過(guò)無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)向主機(jī)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

3.3.4線(xiàn)路探測(cè)器線(xiàn)路探測(cè)器是保護(hù)重點(diǎn)線(xiàn)路的單元設(shè)備，由導(dǎo)線(xiàn)傳感器、接口濾波電路、無(wú)線(xiàn)分模塊等組成，線(xiàn)路正常運(yùn)行時(shí)，其處于休眠狀態(tài)；當(dāng)電力線(xiàn)受損斷裂時(shí)，固定在電力線(xiàn)上的導(dǎo)線(xiàn)傳感器因失去平衡而向主機(jī)發(fā)出無(wú)線(xiàn)報(bào)警信息。

4智能型配變臺(tái)區(qū)防盜監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)防盜監(jiān)控系統(tǒng)的對(duì)比

與傳統(tǒng)技術(shù)相比，新型智能型配變臺(tái)區(qū)防盜監(jiān)控優(yōu)勢(shì)如下：

4.1能夠解決傳統(tǒng)防盜技術(shù)存在的“跨線(xiàn)方式盜割電線(xiàn)”不報(bào)警及傳統(tǒng)“人體探測(cè)器”易誤報(bào)警等難題。

4.2應(yīng)用了“特種智能傳感器”、“低壓電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)智能識(shí)別模塊”、“MEMS加速度檢測(cè)技術(shù)”等新型傳感技術(shù)，極大提高了配電臺(tái)區(qū)數(shù)字信道的可靠性和實(shí)用性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了“警企聯(lián)動(dòng)”。

4.3依托先進(jìn)的國(guó)際物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和自主創(chuàng)新的特種智能傳感器專(zhuān)利技術(shù)，不僅可以用于低壓系統(tǒng)電力設(shè)施防盜報(bào)警，還可以應(yīng)用于其它高壓電力設(shè)施的全方位安全保護(hù)。

5結(jié)束語(yǔ)

智能型配變臺(tái)區(qū)防盜監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)先進(jìn)的MEMS傳感器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程故障分析、診斷、決策處理，保障系統(tǒng)設(shè)備安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，防止了誤報(bào)警和拒報(bào)警事件的發(fā)生。隨著智能電網(wǎng)背景下配電防盜需求的日益提升，這種智能型配變臺(tái)區(qū)防盜監(jiān)控技術(shù)有著廣闊的應(yīng)用前景。

作者：簡(jiǎn)光文 聶星 李京 丁恒洪 單位：貴州電網(wǎng)公司水城供電局