一种基于GPRS的敏感用户停电报警装置设计

钟卫成

广西电网有限责任公司崇左凭祥供电局 广西 崇左 532600

摘要：生产过程中部分用户对用电设备的停电造成损失比较高，及时发现停电并启动备用电源能够极大减少损失。利用GPRS网络的覆盖面大，设计一种基于GPRS流量的报警器，报警器能够在断电后快速发出报警信后到手机段，同时启动接通备用电源。在检测电源是否断电方面加入两路检测，防止一路信后检测出错后发出误动作信后。

关键词：GPRS；停电报警；设计

1 前言

随着社会经济的发展，对于通信机房、自动化生产线、实验室、养殖场等地，要求设备24小时通电运行，当发生停电故障时需要能够立即发出报警信号并通知用户或者控制中心进行应急处理。目前电网企业的在线监测往往侧重于对10kV及以上电压等级的监测，无法对某个低压用户进行点对点的实时监控，且此类敏感用户分布较广，设备资产归属较为复杂，电网企业调度部门暂无必要对此类设备进行监控，故此类设备如何进行监控成为一个新的课题。

2 系统结构

经过用户需求侧分析，此类用电设备往往不具备24小时有人值守条件，对发出本地告警信息的诉求并不强烈，但往往需要进行多点监控，且报警信息的发送通道选择性较大，即可通过短信形式，也可通过微信或专属APP告警形式，或通过语音电话自动拨号形式，综合考虑后台集中监控中心对信息的响应，技术路线决定采用微信、专属APP及短信告警形式。

告警信息的接收对象采用两种方式并行，一类为应急响应人员，接收停电告警信息后可以立即视情况决定是否需要赶赴现场处理，而电网企业配网运维人员也可以通过在10kV线路不同台区位置低压侧所装设报警装置，从而迅速框定故障范围，大幅缩小故障点确定时间，而低压客服人员也可以改变被动接听用户诉求电话了解故障情况，变为对敏感低压用户用电情况实时监测，迅速做出响应，使电网企业前台真正成为快速响应的冲锋部队。另一类为集中监控中心，以县区为单位设立统一监控，即可由电网企业设立，为非电网资产低压设备运行监控提供增值服务，也可由社会资金提供此类专业服务。

后台建设通过GPRS模块接收物联卡发出的告警信息，对其中的关键字段进行响应和采集，通过弹窗等形式提供给集中监控值班人员，由集中监控值班人员调度运维人员进行现场处置，此类方式可以大大节省运维人员值班人力，在不牺牲响应时间的前提下便于运维人员在更大区域内进行统一调度。

系统有电源、GPRS模块、CPU、两路电压检测、服务器、手机端组成。电源为两路电压检测电路模块、CPU模块、GPRS模块提供电压。GPRS模块通过流量数据把检测到的数据发送到服务器端。服务器存储接收到的数据，并把数据发送到对应的用户的手机端。

图1：系统结构图

3 电路设计

3.1电源电路设计

如图2所示为电源电路，供电电压通过220V交流电输入，通过开关电压模块将220V电压降为5V直流电压。由于断电后模块无法工作，无法传送是否断电信号。因此加入锂电池为模块断电后工作电源。如果2所示的U4为锂电池管理芯片，起到对锂电池充放电保护的作用。保障电池在使用过程中不出现安全问题。当断电时间过程，对电池放电进行保护，防止电池过放电损坏电池。

图2：电源电路

3.2两路电源检测模块设计

如图3所示为电源检测模块。第一路电压检测检测5V供电电压是否正常，通过R4与R5分压，检测5V供电线路是否正常。在R5傍并入稳压二极管，防止R5开路后5V电压引入CPU，损坏CPU。为保证检测的准确性，加入另路直接检测220V电路，当开关电源损坏后不至于出现误报警信后。第二路电源检测采用光耦隔离的方式，光耦输入端通过串联电阻方式直接接入交流220V电压。当电源电压正常时，光耦导通，C2两端电压无法升压，当断电后光耦断开，C2电压升高，进而检测到没有输入电压不正常。

5V

图3:两路电源检测模块

3.3CPU与GPRS模块电路设计

如图4为CPU与GPRS模块电路设计。CPU通过VT1和VT2引脚读取检测电路信号，根据VT1和VT2判断供电电源是否正常，根据检测结果，定时或触发发送通过GPRS流量的方式发送到服务器端。

图4：CPU与GPRS模块电路设计

3.4系统调试

通过完成电路制作后调试电路，检测个点电压是否正常。通过给系统断电，系统5秒后发送报警信号到用户手机端，能够进行正确快速的报警。

4 应用场景及商业分析

此告警装置与市场上现有告警器相比，增加监控中心和后台设置，便于调配运维人员服务，目前电网企业智能开关装设仅限于10kV电压等级，对城市配网故障定位及边远山区线路故障快速定位速度的进一步提升存在较大瓶颈，如在低压配网大量安装智能开关，对海量信息的处理及响应将使调度部门不堪重负，且大量低压设备属于用户资产，由电网企业进行监控存在超服务范围的风险，故综合考虑此类非电网企业设备监控中心不宜由电网企业完成，但电网企业可通过此类监控技术，真正实现故障故障定位城区到楼宇，乡镇到台区，具体商业应用，可采取分别建立电网企业监控中心（可定于客户服务部门），社会资金建立面向市场的监控中心，与供电部门“滴滴电工”此类服务相配合，为特殊用户提供个性化供电保障服务的模式。

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