關于需量報警裝置設計及實現的分析

朱敏+陳婷+丁潔+李夢

國網安徽省電力公司蕪湖供電公司，安徽蕪湖 241000

摘 要 本文以需量報警裝置存在的意義作為切入點，根據需量檢測工作具有的實際需求，通過對電子通信技術進行合理應用的方式，完成了對需量報警裝置的設置與實現的工作，一旦出現需量超限的情況，該裝置能夠通過短信和語音兩種方式及時進行報警，實踐結果顯示，該裝置已經滿足了人們對其具有的要求。

關鍵詞 需量報警裝置；設計；實現

中圖分類號 TP2 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）13-0090-01

需量指的是在其他時間內，對需量周期進行監測所獲得功率的平均值，最大需量指的是在特定時間內，對需量周期進行監測所獲得功率的最大值，無論是在對用電線路還是對用電網絡進行電能管理的過程中，對電能需量與最大需量進行監測都是非常有必要的。對用戶而言，該裝置可以提升系統的穩定性，對有關部門而言，該裝置可以用于對線路進行優化與整合。隨著科技的發展，現階段，在電子生產與消費的領域中，電子通信技術的出現越發頻繁。

1 需量報警裝置的整體架構

設計人員通過反復試驗最終確定了所設計需量報警裝置對應的整體架構（如圖1所示），該需量報警裝置需要應用到的部分主要有4個方面，分別是鍵盤、內部計量模組、真彩顯示屏以及主控通信板，下面就根據實際需求針對不同部分應當滿足的要求展開討論。

1.1 鍵盤

鍵盤具有的作用主要體現在對顯示參數進行設置的方面，例如，對計量模組的地址進行選擇和設置，對負責接收報警信息的手機號碼進行設置，或是對需量報警閾進行設置等。

1.2 內部計量模組

如圖1所示的需量報警裝置開展內部計量工作的前提是與三相電進行直接連接。因此，在對該裝置進行內部設計的過程中，設計人員需要根據實際情況，將可以對需量進行測試的計量模組作為開展監測工作的主體，并對其加以設計。

1.3 真彩顯示屏

設計人員在對真彩屏的尺寸進行選擇時，同樣需要與實際情況相結合，本文所設計的裝置，應當將適用于工業、分辨率高達640×480的5.6寸真彩屏作為首選。另外，想要將裝置具有的性能進行增強，設計人員可以將是否帶有觸摸功能作為對屏幕進行選擇的參考依據之一，所應用的通訊協議也應當與工業保持一致，即485通信協議[1]。

1.4 主控通信板

作為如圖1所示的裝置的核心部分，主控通信板的作用主要是和真彩顯示屏之間保持通訊，也就是說，主控通信板首先需要與外部電能表以及內部的計量模組進行通訊，然后再對所涉及參數及各類設置加以處理，一旦在監測過程中法宣與所設定閾值不相符的數值，主控通信板應當及時通過揚聲器完成報警工作，與此同時，還應當向所對應移動電話進行報警，避免問題影響范圍的進一步擴大。

2 需量報警裝置所應用的原理

本文所設計并且實現的需量報警裝置，能夠對某些不具備外部電能表的場景提供支持，并接入相應的三相電壓線以及電流互感器。對電壓互感器而言，最主要的作用是對電流電壓的信息進行二次側采集，然后再經由屏幕或鍵盤對互感器對應的倍率進行設置，該裝置內部主控通信板則通過計算確定用戶15min的平均功率以及瞬時功率對應的數值，一旦平均功率超出所設定閾值，則應當及時進行報警，并且通過短信的方式向值班人員進行信息的傳送，為值班人員對負荷進行控制提供足夠的時間，這樣做的目的是保證月需量值不會出現超限的可能。

2.1 功能實現

1）對數據進行采集并計算。該裝置開展功率采樣工作的間隔為15s，當完成功率的采樣后，則需要對15min內對應功率的平均值進行循環計算。

2）完成數據的記錄。該裝置對每個月出現的15min平均功率的最大值所對應的出現時間以及數值進行自動記錄，人們可以根據實際需求對記錄進行查詢。

3）對報警參數進行設計。用戶能夠對計量模組的通信地址、負責對報警短信進行接收的手機號碼等參數進行人工設置，需要注意的一點是，計量模組的通信地址，通常情況下被默認為該裝置內部所對應的通信地址，當然，用戶也可以選擇將其更改為電能表的表號。

4）一旦出現需量超限的情況，及時進行報警。一旦出現需量超限的情況，需要在第一時間發出“需量超限，立即對負荷進行限制”的警報，同時完成短信的報警工作，這樣做的目的是保證在最大程度上縮短對用電負荷進行有效控制的時間，對于設有用于消音的案件的裝置而言，報警聲則應當在消音之后停止。

5）串口屏顯示。在屏幕上對用于所對應的互感器倍率以及瞬時功率數值進行準確的顯示。

2.2 報警參數的設置

在對報警參數進行設置時，首先需要進入相應的設置界面，在該界面，用戶可以根據實際需求對互感器的倍率、需量報警值等參數加以設置，當設置工作告一段落后，按“確認”鍵完成對參數的保存即可。

2.3 需量超限的報警方式

需量報警裝置內部所設置的集中器在對電表數據進行讀取的時間間隔為15s，數據項所對應名稱為“瞬時總有功的功率”，利用滑差的方式對15min對應平均功率的數值進行計算，所得平均功率即為通常意義上所說的“需量”。接下來便應當將串口屏所呈現的閾值和通過計算的方式所獲得的需量進行比較，如果存在需量大于閾值的情況，則及時通過GPRS模塊完成人聲報警以及短信報警兩項工作，人聲報警的內容應當是“需量超限，立即對負荷進行限制”，短信報警的內容亦是如此，在報警過程中，串口屏上顯示的內容應當為報警圖標[2]。如果該裝置一直處于報警的狀態之下，那么人聲報警則應當一直進行，直至有人按下“消音鍵”，報警短信發送時間的間隔應為5min，發送次數則設置為3次，也就是說當報警短信發送3次后，仍舊沒有接觸警報狀態，那么就停止對報警短信的發送。在報警狀態恢復之后，如果再次出現報警狀態，報警短信則應當繼續發送。

3 結論

綜上所述，本文敘述的核心內容為“需量報警裝置”，設計人員根據監測具有的實際需求，通過對電子通信技術的應用，完成了對需量報警裝置進行設計以及實現的工作，設計工作的重點內容為對報警方式的設置。在接下來的一段時間內，設計人員可以根據不同市場具有的需求，對該裝置進行優化、批量生產并投入使用。

參考文獻

[1]侯憲君.基于單片機溫度監測報警裝置的設計實現[J].天津職業院校聯合學報，2015（2）：44-46.

[2]任曉丹.電鏟推壓皮帶防滑報警裝置的設計與實現[J].電子制作，2016（11）：59-60.