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【摘 要】 本文介绍了一种基于移动通信GSM制式下，利用ZLTGSM8短信报警控制器及外接电路组成的适用于无人值守的变电所的简易监控和预警系统。该系统可在事件第一时间内通过手机短信的形式有效地告警管理人员变配电所内的告警信息，使之采取措施。同时该简易系统与变电所常规的信号系统或变电所自动化系统相比具有接线简单、造价低廉的优点。
【关键词】 GSM制式；监控；报警；控制器
1、前言
当前每年新建建筑数量增长很快，建筑内提供动力的变电所建设和运行管理的要求也相应提高。按供电部门的要求，现在单户建筑的用电量在315KVA以上，就要求单独设10KV变电所，这就导致建筑配电设施的规模和复杂性增加，而且对专业管理人员的配置和维护水平都有提升的要求。一般有10KV变电所的建筑，根据相关的电气规程，需要运行电工24小时值班。
但普通建筑的变电所属于用户专变的范畴，由用户自行管理。从当前的普遍情况看：小规模的物业管理专业人员配置不足，而专业工作的具体实施往往采用外包的方式。对于建筑供电系统的管理一般是比较薄弱的，变电所电气值班制度也无从谈起。因此许多情况是变电所内的隐患和前期故障往往得不到监控和处理，任由故障进一步发展，直到演变成全建筑失电、火灾或其他重大损失时才被发现。为此，结合现实的建筑物业管理实际情况和变配电所专业管理的要求，在建设单位建筑施工时为内部的变电所设置一简易的监控及预警系统，使之能在日后的运行时实时与建筑的管理人员实时绑定，将变电所的运行工况变化、电气设备异常、继电保护动作和直流电源异常等警告信号第一时间告知管理人员，做出响应以减轻电气故障的损失和涉及面乃至避免损失等就很有意义。
2、专业化变电所运行管理及信号系统介绍
专业化的变配电运行管理模式及监控及信号系统按照时间演变主要可分为两个阶段。一、早期变电所24小时电工值班，监控信号系统则采用传统的信号屏形式；二、变电所无人值守和基于计算机和通信技术的变电所自动化系统。前者是在变电所值班室中设置一集中信号屏，将各配电柜的事故信号和预告信号进行收集，通过光子牌的形式在信号屏中点亮并辅以声音，通知电气值班人员做出反应。后者则是采用模块化、多功能分布式微机实时监控系统，以工作站的形式，远动数据信息以网络数据异步通信方式上传至监控中心，可实现对变电所的配电装置的集中控制、保护、配合各微机自动装置实现无人职守，由控制中心实施在线监测和调度管理。变电所自动化系统具有如图1的系统结构。
3、建筑专变简易监控系统的需求
前述所提的适用专业化管理的变电所及运行监控系统一般信号回路接线多，设备数量多，投资大，管理上专业性强，主要是用于电力系统所管辖的变配电所和大型工矿企业所属的变电所。上述单位一般财力雄厚且具有技术力量强大的专业化管理团队，而普通的建筑专变则受投资、人员配置条件的制约，一般设备数量少结构简单，不具有专业的变电所信号系统设备也没有专业电工在所内24小时驻守值班。为此，既减少建设投资及后期管理成本又能做到简单有效监控变电所运行就很有必要。
3.1简易系统设计思路
手机现已紧密融入日常生活，移动通信信号也已基本全天候的覆盖，将专变内预警和故障信号通过短信的形式发到建筑管理人员的手机上，进而采取相应措施，实现变电所的无人值守和远程监控是本建议系统的设计思路。
3.2系统的主要结构和核心设备
简易专变监控系统的核心设备是ZLTGSM8的短信报警控制器，其采用工业级的GSM收发模块和高性能32位处理器，4路开关量输入、4路继电器输出接口和一个RS232接口。将ZLTGSM8控制器与被监控的电气设备连接，设置对应逻辑组合，就可以让管理人员的手机实现对终端设备的异常情况报警等远程监视功能，在不改变原有设备的设计结构下，轻松实现变电所监控方式有线到无线的跨越。同时利用ZLTGSM8控制器的开关量权限表选项，可灵活组合不同职责的短信接收者受到不同内容的短信，实现差异化的任务管理。
（2）简易专变监控系统的设备接线和结构形式如图2。
按照ZLTGSM8控制器的功能，该系统最多可以向9个特定对象手机发送不同内容的短信。
3.3对于简易专变监控系统的监控内容的选取上，主要考虑到的是与变电所运行紧密相关的开关量参数。
（1）直流电源故障信号，来直流屏综合报警输出的无源结点，该信号也可与变电所内其它重要电源设备的报警结点并联后接到ZLTGSM8控制器的输入结点1上。这个信号主要涉及直流屏电源设备中的电池、整流设备、硅堆调压、控制器等异常，类似于原信号系统中的预告信号，管理人员如无法自行处理，可在第一时间通知直流屏厂家人员上门维护，也可以将直流屏厂家维修人员的手机号直接输入ZLTGSM8该条报警对应的输出发送号码，让其自行上门。
（2）继电保护装置动作或本身设备故障信号。现在新建专变内配电柜中的继电保护装置一般均采用微机装置，装置都有综合报警输出结点，该类结点为无源继电器结点，可将变电所内的所有该类型的结点通过并联接线后接到ZLTGSM8的输入结点2上。此类信号类似于常规变电所信号系统的故障信号，反应变电所内电气设备的故障动作，需要接收到短信的人员做出紧急反应和处理。
（3）变电所环境超限报警。此类信号主要是采集建筑变电所内的温度、湿度的传感器。当前变电所内的电子设备数量较多，而其运行对环境温度比较敏感；而环境湿度的过大又会引起电气一次设备如开关桩头、母排的短路等故障，因此在变电所内装设温度传感器并将传感器的报警接入简易系统，可起到预警的作用。管理人员接到此短信需马上赶至变电所，开启排风机或其它措施来降温降湿，也可以通过ZLTGSM8控制器内部的逻辑设定，用ZLTGSM8的输出结点自动启动变电所的排风机自动控制实现降温除湿。
（4）变电所内电缆沟水位超限报警。在距变电所地平面以下一定距离的电缆沟内设置液位浮球，该信号的引入是对在地下室或地势较低位置建筑变电所管理上的一个有效补充。变电所是建筑物的动力中心，变电所内进水不但会造成供电中断而且会造成整个建筑的瘫痪，所内的变配电设备也会由于浸水而全部报废。提前获知进水危险的信息，进而采取补救措施显得很有必要。2013年菲特台风袭击宁波，江北法院大楼的专变位于地下室，过量的降水导致变电所内原设计的排水来不及，所内电缆沟的水位上升，触发液位传感器。管理人员收到液位高报警信息后，立即组织人员另外架设临时皮管对变电所电缆沟内的过高积水进行强排，并及时找到了渗水口，避免了变电所内水位的进一步抬高。
上只是笔者认为较为合适的专变简易报警器的输入内容选取，不同用户可以根据自己的需求进行合理的组态，如可将防盗报警和火灾报警的信号接入建筑专变短信报警监控系统中。
3.4无线简易变电所监控系统建设的投资与运行成本分析：基于GSM制式下的远程变电所监控系统的建设投资比较低廉，其初期投资大致如下：ZLTGSM8控制器5～6千元，各报警信号（传感器）和接线3千左右，手机SIM卡及储值1千，合计1万元左右。后期运行评估，系统的能耗基本可以忽略，利用短信绑定承担建筑管理的物业公司则可减少专业电气人员不间断在变电所内值班的人力配置而实现无人值守，从而减少运营成本。而简易系统内许多预警信号的引入，還可使不同职责的管理人员提前获知变电所异常情况而介入减轻损失。
4、结论
基于GSM制式下的无线变电所监控系统目前已经在我们宁波江北公共项目建设中心建设的项目中开始探索性的应用，其较轻的投资和较为灵活的短信报警信息组态，也获得了建筑后期使用管理单位的认可，目前在努力开展推广尝试，力争更多的创新。
【关键词】 GSM制式；监控；报警；控制器
1、前言
当前每年新建建筑数量增长很快，建筑内提供动力的变电所建设和运行管理的要求也相应提高。按供电部门的要求，现在单户建筑的用电量在315KVA以上，就要求单独设10KV变电所，这就导致建筑配电设施的规模和复杂性增加，而且对专业管理人员的配置和维护水平都有提升的要求。一般有10KV变电所的建筑，根据相关的电气规程，需要运行电工24小时值班。
但普通建筑的变电所属于用户专变的范畴，由用户自行管理。从当前的普遍情况看：小规模的物业管理专业人员配置不足，而专业工作的具体实施往往采用外包的方式。对于建筑供电系统的管理一般是比较薄弱的，变电所电气值班制度也无从谈起。因此许多情况是变电所内的隐患和前期故障往往得不到监控和处理，任由故障进一步发展，直到演变成全建筑失电、火灾或其他重大损失时才被发现。为此，结合现实的建筑物业管理实际情况和变配电所专业管理的要求，在建设单位建筑施工时为内部的变电所设置一简易的监控及预警系统，使之能在日后的运行时实时与建筑的管理人员实时绑定，将变电所的运行工况变化、电气设备异常、继电保护动作和直流电源异常等警告信号第一时间告知管理人员，做出响应以减轻电气故障的损失和涉及面乃至避免损失等就很有意义。
2、专业化变电所运行管理及信号系统介绍
专业化的变配电运行管理模式及监控及信号系统按照时间演变主要可分为两个阶段。一、早期变电所24小时电工值班，监控信号系统则采用传统的信号屏形式；二、变电所无人值守和基于计算机和通信技术的变电所自动化系统。前者是在变电所值班室中设置一集中信号屏，将各配电柜的事故信号和预告信号进行收集，通过光子牌的形式在信号屏中点亮并辅以声音，通知电气值班人员做出反应。后者则是采用模块化、多功能分布式微机实时监控系统，以工作站的形式，远动数据信息以网络数据异步通信方式上传至监控中心，可实现对变电所的配电装置的集中控制、保护、配合各微机自动装置实现无人职守，由控制中心实施在线监测和调度管理。变电所自动化系统具有如图1的系统结构。
3、建筑专变简易监控系统的需求
前述所提的适用专业化管理的变电所及运行监控系统一般信号回路接线多，设备数量多，投资大，管理上专业性强，主要是用于电力系统所管辖的变配电所和大型工矿企业所属的变电所。上述单位一般财力雄厚且具有技术力量强大的专业化管理团队，而普通的建筑专变则受投资、人员配置条件的制约，一般设备数量少结构简单，不具有专业的变电所信号系统设备也没有专业电工在所内24小时驻守值班。为此，既减少建设投资及后期管理成本又能做到简单有效监控变电所运行就很有必要。
3.1简易系统设计思路
手机现已紧密融入日常生活，移动通信信号也已基本全天候的覆盖，将专变内预警和故障信号通过短信的形式发到建筑管理人员的手机上，进而采取相应措施，实现变电所的无人值守和远程监控是本建议系统的设计思路。
3.2系统的主要结构和核心设备
简易专变监控系统的核心设备是ZLTGSM8的短信报警控制器，其采用工业级的GSM收发模块和高性能32位处理器，4路开关量输入、4路继电器输出接口和一个RS232接口。将ZLTGSM8控制器与被监控的电气设备连接，设置对应逻辑组合，就可以让管理人员的手机实现对终端设备的异常情况报警等远程监视功能，在不改变原有设备的设计结构下，轻松实现变电所监控方式有线到无线的跨越。同时利用ZLTGSM8控制器的开关量权限表选项，可灵活组合不同职责的短信接收者受到不同内容的短信，实现差异化的任务管理。
（2）简易专变监控系统的设备接线和结构形式如图2。
按照ZLTGSM8控制器的功能，该系统最多可以向9个特定对象手机发送不同内容的短信。
3.3对于简易专变监控系统的监控内容的选取上，主要考虑到的是与变电所运行紧密相关的开关量参数。
（1）直流电源故障信号，来直流屏综合报警输出的无源结点，该信号也可与变电所内其它重要电源设备的报警结点并联后接到ZLTGSM8控制器的输入结点1上。这个信号主要涉及直流屏电源设备中的电池、整流设备、硅堆调压、控制器等异常，类似于原信号系统中的预告信号，管理人员如无法自行处理，可在第一时间通知直流屏厂家人员上门维护，也可以将直流屏厂家维修人员的手机号直接输入ZLTGSM8该条报警对应的输出发送号码，让其自行上门。
（2）继电保护装置动作或本身设备故障信号。现在新建专变内配电柜中的继电保护装置一般均采用微机装置，装置都有综合报警输出结点，该类结点为无源继电器结点，可将变电所内的所有该类型的结点通过并联接线后接到ZLTGSM8的输入结点2上。此类信号类似于常规变电所信号系统的故障信号，反应变电所内电气设备的故障动作，需要接收到短信的人员做出紧急反应和处理。
（3）变电所环境超限报警。此类信号主要是采集建筑变电所内的温度、湿度的传感器。当前变电所内的电子设备数量较多，而其运行对环境温度比较敏感；而环境湿度的过大又会引起电气一次设备如开关桩头、母排的短路等故障，因此在变电所内装设温度传感器并将传感器的报警接入简易系统，可起到预警的作用。管理人员接到此短信需马上赶至变电所，开启排风机或其它措施来降温降湿，也可以通过ZLTGSM8控制器内部的逻辑设定，用ZLTGSM8的输出结点自动启动变电所的排风机自动控制实现降温除湿。
（4）变电所内电缆沟水位超限报警。在距变电所地平面以下一定距离的电缆沟内设置液位浮球，该信号的引入是对在地下室或地势较低位置建筑变电所管理上的一个有效补充。变电所是建筑物的动力中心，变电所内进水不但会造成供电中断而且会造成整个建筑的瘫痪，所内的变配电设备也会由于浸水而全部报废。提前获知进水危险的信息，进而采取补救措施显得很有必要。2013年菲特台风袭击宁波，江北法院大楼的专变位于地下室，过量的降水导致变电所内原设计的排水来不及，所内电缆沟的水位上升，触发液位传感器。管理人员收到液位高报警信息后，立即组织人员另外架设临时皮管对变电所电缆沟内的过高积水进行强排，并及时找到了渗水口，避免了变电所内水位的进一步抬高。
上只是笔者认为较为合适的专变简易报警器的输入内容选取，不同用户可以根据自己的需求进行合理的组态，如可将防盗报警和火灾报警的信号接入建筑专变短信报警监控系统中。
3.4无线简易变电所监控系统建设的投资与运行成本分析：基于GSM制式下的远程变电所监控系统的建设投资比较低廉，其初期投资大致如下：ZLTGSM8控制器5～6千元，各报警信号（传感器）和接线3千左右，手机SIM卡及储值1千，合计1万元左右。后期运行评估，系统的能耗基本可以忽略，利用短信绑定承担建筑管理的物业公司则可减少专业电气人员不间断在变电所内值班的人力配置而实现无人值守，从而减少运营成本。而简易系统内许多预警信号的引入，還可使不同职责的管理人员提前获知变电所异常情况而介入减轻损失。
4、结论
基于GSM制式下的无线变电所监控系统目前已经在我们宁波江北公共项目建设中心建设的项目中开始探索性的应用，其较轻的投资和较为灵活的短信报警信息组态，也获得了建筑后期使用管理单位的认可，目前在努力开展推广尝试，力争更多的创新。