朱 亮，郭鴻鵬，周 雷，黃 剛，魏 鑫

(1.國網(wǎng)錦州供電公司，遼寧 錦州 121000；2.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司大連培訓中心，遼寧 大連 116000；3.遼寧雙宜電力電子有限公司，遼寧 錦州 121000)

1 概述

電力行業(yè)是支撐國民經濟和社會發(fā)展的基礎性產業(yè)和公用事業(yè)，電力需求與國民經濟密切相關。隨著我國社會主義市場經濟的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，電能被越來越廣泛地應用于工農業(yè)生產以及日常生活中，能源日趨緊缺這一現(xiàn)象也尤為突出。隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對電力的依賴程度也越來越高，為實現(xiàn)用電信息采集系統(tǒng)“全費控”的管理目標，通過在用戶側安裝負荷控制管理終端實現(xiàn)對用戶用電數(shù)據(jù)的采集并遠傳回控制中心，實現(xiàn)對用戶遠方抄表和購電，從而實現(xiàn)遠程用戶購電管理。因用電信息采集終端催費報警提示音量小且無語音提示，許多用戶無法及時了解剩余電量信息，導致未能及時購電，造成用電信息采集終端自動跳閘，嚴重影響用電用戶正常生產經營活動[1]。

基于上述原因，國網(wǎng)錦州供電公司創(chuàng)新團隊研制了采集終端智能報警裝置，它具有安裝方便、抗干擾能力強、施工簡便等優(yōu)點[2]。解決了現(xiàn)有用電信息采集終端存在的催費報警音量小或無語音報警的問題，提供一種可循環(huán)語音報警的智能報警裝置，該設備能夠實現(xiàn)智能報警的功能，使用戶及時了解剩余電量信息，及時將購電信息及電量使用情況傳遞給用戶，方便用戶及時購電[3]。

2 裝置的研制

2.1 智能報警裝置工作原理

采集終端智能報警裝置包括以單片機為核心的中央處理單元，在中央處理單元的數(shù)據(jù)線、電源控制輸入端分別接有數(shù)據(jù)保持單元和可對電源輸出轉換控制的電源處理單元，在單片機的控制命令輸入端還接有用于輸入操作命令的操作指示單元。其特殊之處在于所述操作指示單元中設有測試按鈕、止鳴按鈕；在單片機的顯示信號輸出端接有用來顯示電源狀態(tài)、運行狀態(tài)及報警狀態(tài)的顯示單元，在單片機的信號輸入端接有用來接收用電信息采集終端輸出的聲光報警信號的傳輸接口單元；在單片機的信號選擇輸入端還接有信號轉換單元，用來將采集到的報警信號經過信號轉換單元的手動設置來選擇相應的報警信號形式；在中央處理單元的傳輸端接有語音輸出單元，用來將采集終端的報警指令通過功率放大后以語音報警形式傳遞到用戶[4]。

2.2 數(shù)據(jù)傳輸模塊設計原理

數(shù)據(jù)傳輸模塊包括發(fā)射單元和接收單元2個部分，發(fā)射單元安裝在負控終端側，實時接收負控終端的報警指令，并通過智能數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)射信號；接收單元安裝在報警裝置側，通過智能數(shù)據(jù)傳輸模塊接收信號報警，并將已報警指令信息回傳到發(fā)射單元[5]。

為了保證在發(fā)射單元和接收單元間進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男Ч?數(shù)據(jù)傳輸模塊應具有多個特點：數(shù)據(jù)傳輸誤碼率不超過10-5，發(fā)射功率為100 mW，無線數(shù)據(jù)傳輸433 MHz，免向無委申請頻段(430～470 MHz)，高抗干擾能力和低誤碼率，傳輸距離遠，數(shù)據(jù)透明傳輸，可編程信道，具有較大的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)[6]。

智能數(shù)據(jù)傳輸模塊連接端子的定義為提供1個5針排線的連接器，定義及與終端的連接方法見表1。設計完成后，智能數(shù)據(jù)傳輸模塊如圖1所示。

圖1 智能數(shù)據(jù)傳輸模塊實物

表1 智能數(shù)據(jù)傳輸模塊連接端子與終端的連接方法

數(shù)據(jù)傳輸模塊的發(fā)射單元和接收單元采用點對點的通信方式，發(fā)射單元模塊安裝在負控終端側，實時接收負控終端的報警指令，并通過數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)射信號；接收單元模塊安裝在報警裝置側，通過微功率數(shù)據(jù)傳輸模塊接收信號報警，并將已報警指令信息回傳到發(fā)射單元。如圖2所示，該裝置由發(fā)射單元和接收單元組成[7]。

圖2 智能數(shù)據(jù)傳輸模塊原理

發(fā)射單元具有用于與負控終端連接的告警接口，并內置數(shù)據(jù)傳輸模塊Ⅰ，數(shù)據(jù)傳輸模塊Ⅰ連接有小天線Ⅰ5[8]。

接收單元具有用于與報警裝置連接的告警接口，并內置有數(shù)據(jù)傳輸模塊Ⅱ，數(shù)據(jù)傳輸模塊Ⅱ連接有小天線Ⅱ6[9]。

數(shù)據(jù)傳輸模塊Ⅰ通過小天線Ⅰ5 向接收單元發(fā)送報警指令。數(shù)據(jù)傳輸模塊Ⅱ通過小天線Ⅱ6接收報警指令后，將已報警信息回傳給發(fā)射單元[10]。

2.3 裝置模塊參數(shù)值設定

裝置模塊的調制方式為GFSK，工作頻段為433 MHz，接口數(shù)據(jù)格式為8E1(偶校驗)、8O1(奇校驗)，發(fā)射功率為100 mW，接收靈敏度為-116 dBm @ 9600 bps，信道速率為1200/2400/4800/9600 bps，接口速率為1200/2400/4800/9600 bps，發(fā)射電流≤100 mA，接收電流≤40 mA，整機功耗<2 W，發(fā)射頻率在430～470 MHz，模塊發(fā)射功率<100 mW，傳輸距離在開闊視距情況下達到150 m，外形尺寸為80 mm×60 mm×30 mm。

采集終端智能報警裝置適用于負控終端安裝在廠區(qū)外的電力用戶，報警裝置則安裝在值班室內，與負控終端之間采用微功率信號進行遠程傳輸數(shù)據(jù)，這樣既可以使用戶人員及時聽到語音報警提示音，防止欠費跳閘，又可避免高空架設或地埋電纜所帶來的施工成本，同時也減輕人員的勞動強度，有效提高了安全性能和工作效率。

3 經濟效益分析

未采用該裝置前，對于無法直接連接的負控終端和報警裝置，只能采用架設或地埋電纜的方法，且由于外界影響等原因，經常造成重復。該裝置采用后，縮短了終端安裝時間，減少人力、物力、財力的消耗，節(jié)約了成本。安裝前，每安裝一處負控設備，平均消耗1848.7元。安裝后，平均消耗(智能遠程報警裝置與普通報警裝置制購費用的差價)432.2元。所以，使用該報警裝置可以節(jié)約成本1416.5元。

4 結語

綜上所述，智能遠程報警裝置已在國網(wǎng)錦州供電公司全面推廣使用，并取得了良好的效果。該裝置結構簡單，安裝方便，取代了高難度、高成本的電纜敷設，既降低了裝置建設投資和運行維護成本，又有效提高了安全性能。運行1年以來，受到了現(xiàn)場安裝、調試人員的普遍認可。