基于GSM技术的配电变压器防盗系统硬件设计

电力18讯：    
1 石河子大学机电学院 2 新疆天富热电股份公司供电分公司  王洪坤1 马玉荣2  

摘要：针对近几年来配电变压器被盗日益严重的现象，为加强配电变压器的安全防护工作，及时准确的制止犯罪行为，建立了短信报警防盗系统。该系统能够及时、准确的发送报警信息，具有较好的应用价值和推广前景。

关键词：配电变压器；GSM；防盗；油位报警

中图分类号：TN92 文献标志码：B 文章编号:1003-0867(2006)09-0048-02

由于电力系统配电网的特殊性，配网变压器的分布点多面广，不好管理，特别容易发生被盗现象。近几年来，情况越来越严重，仅石河子地区，从2001年到现在，共有50多台变压器被盗，造成经济损失两百万元左右。现一般采取的措施是机械防盗，能够起到一定的效果，但不能在被盗的第一时间发觉，及时的制止犯罪行为，为解决这一问题而提出采取基于GSM短信技术的无线防盗系统。

1 GSM短信通信方式的特点

覆盖范围广，发射功率小，GSM无线MODEM 发射功率很小，平时处于待机状态，发射接收的功耗仅限0.6 W，且收发过程仅持续1～2 s。数据收发速度较快。其收发数据的速度基本可以和无线数据传输电台相比拟，且分控点越多，其收发速度和无线数据传输电台收发速度越接近。申请方便，无须申请频点，无须交纳无线电管理委员会管理费。安全性好，与无线数据传输电台相比，由于其频点较高，故其天线很小(3～10 cm)，便于隐蔽，不易破坏，监控中心也不需要架设铁塔和天线。费用相对较低，如与移动通信商协商妥当，可以很好的控制费用。可方便实现故障上报，可随时上报故障，大大提高故障响应速度。

2 系统硬件设置

根据盗窃的特点，盗窃变压器大多数都是为了盗取变压器线圈，从而在现场实施放油是必不可少的，我们可以采取监视油位的方法，通过油位的变化作为采样，从而达到报警的目的。农电管理部门设前置系统，并与相关部门签订通信协议，配电变压器端设油位报警控制装置，前置系统与用户端控制装置通过GSM基地站实现无线短信传输。


图1　报警装置原理图
油位报警装置是整个硬件系统的比较重要的一个组成部分，报警装置由数据采集模块、CPU处理器、存储模块、GSM通信模块及无线通信模块等几部分组成，其原理框图如图1所示。

油位信号通过数据采集、A/D转换送到CPU处理器，经过逻辑运算及数据处理，得出各种电参量，报警器把这些参数存到存储器，并可经过GSM通信口或无线通信口传送到后台计算机或上位机。报警器备有备用电源，以保证报警器在线路停电时能够正常工作。

数据采集选用美国QUATECH公司生产的DAQ-801数据采集卡来进行试验数据采集工作。其主要性能指标为：采样频率40 kHz；分辨率12 bit；输入通道为8个通道；差分或单端输入；输入量程+5 V；精度为0.05%；触发方式采用TTL沿模似电平内部触发等。经测试证明，其具有性能可靠、测试稳定、抗干扰性强等特点。使用时，将其插入微机一ISA扩展插槽即可。动态应变仪的输出接采集卡的一模拟输入端口。GSM通信模块。目前，GSM 通信模块有多家公司生产和提供，如SIEMENS公司的TC35及TC35T模块，WAVECOM公司的WAVECOM GSM调制解调器，以及上海贝尔公司的SBT6201CMPT模块等。大部分模块都提供了标准RS232接口，只需将用串口线将其联至计算机或用户自己的设备，接通电源，即可使用。

3 系统原理

此系统主要是通过油位计的变化来达到报警的目的，利用GSM通信网络完成数据传输，能够达到及时，快速的报警。一旦变压器被盗，油位计把采集到的数据经处理后，按设定方式，把数据通过GSM网络发送到管理人员手机和监控中心。监控中心也可以通过GSM网络向报警器发送参数信息，可点名获取报警器的实时数据。

3.1 系统功能

设置功能：报警器基本参数设置包括：编号、最低油位、报警油位；报警设置整定方式：油位过低、被盗报警等；其它设置：存储时间、发送时间。

显示：用LCD显示油位报警装置工作状态，有电源正常指示、运行正常指示、故障报警指示、通信指示；应用GSM网络传输的数据有编号、油位过低、被盗报警等。

管理功能：通过无线通信装置，可实现上位机与报警器之间点对点现场无线通信；通过GSM的短信，可实现上位机与报警器之间的组网，即通过监控中心发短信给各监测点，要求各监测点发送实时数据。

数据传输：数据传输是报警器与上位机之间的数据交换，传输方式采用GSM短信传输和无线传输两种。

3.2 通信

根据无线通信和GSM通信各自的特点，系统通信方式可采用无线通信和GSM的短信共存方式。GSM公网的SMS短信方式相对于GSM无线互联网+方式的运行成本较低。用无线点对点现场通信和低成本高可靠性GSM公网的SMS短信方式进行组网