(1.北京电力公司,北京市100031；2.北京电力公司朝阳供电公司,北京市100020)
电压是电能质量的主要指标之一。电压质量对电网稳定及电力设备安全运行具有重大的影响。给用户提供优质的电能是保证用户安全生产、产品质量和设备使用寿命的前提条件之一。供电电压质量是电力系统电能质量的主要指标之一，也是达到国际一流供电企业的重要指标之一。
电压监测仪是电压监测的主要手段，早期采用的是走字表底型记录电压时间的电压监测仪，它自TV引入被测电压交流为100V，用电压比较器判断电压超上限、超下限，有三排走字轮分别累计电压总监测时间、超上限时间及超下限时间，由人工计算求出电压合格率。20世纪80年代国内开始使用了第二代电压监测仪——统计式电压监测仪，这种电压监测仪以数码管显示电压的最大值、最小值、超上限率、超下限率、合格率等数据。这一代电压监测仪加强了数据处理能力和可靠性，提高了仪表的灵活性和分析能力。不仅在硬件的选择和软件的功能上有了长足的进步，高效的CPU确保仪表最多可以同时监测并采用先进的存储器，使断电后数据能够保存长达10年；抄表方式从人工抄表、IC卡抄表、掌上电脑抄表，发展到通过MODEM电话线远传，一直到最近2年开始采用的GSM短信传输数据的抄表方式，提高了电压监测管理的自动化水平。
1 GSM短信电压监测仪概述和功能
GSM短信电压监测仪是在传统的电压监测仪的基础上，利用当今GSM通信领域的短消息技术，可以实现对节点电压的远程无线监测与数据传输，这种类型的电压监测仪是以单片十六位微处理器和手机芯片技术为核心，集电压监测、数据记录、远程通信于一体的智能化电压监测仪表，该仪表采用了大规模集成电路技术，高精度A/D变换技术，单片机控制技术和抗干扰技术，具有可靠性高，测量精度高，功能齐全，安装简易，后台软件灵活、操作简便等特点。
该种类型的电压监测仪的基本功能有：①可实现对监测点的电压进行实时监测，具备统计电压合格率或电压超限率的功能，并能通过GSM短信方式，远程传送数据至管理员计算机。②具有按月和按日统计电压合格率的功能，具有显示、存储、传输统计数据的功能。③可显示时钟（包括年、月、日、时、分、秒），并能自动转换。时钟芯片在掉电情况下可自动运行5年以上。④具有覆盖范围广、在线监测、自动传送、费用低廉、稳定性高的特点。⑤监测仪在来电的情况下，向管理系统或指定手机发送短信提示。⑥具有防水、防尘、防震、防雷性能，并且符合国家相应标准要求。⑦保证在变电站电磁场强度范围内正常工作。
2 GSM短信电压监测仪管理系统的组成
GSM短信电压监测仪管理系统是由系统管理站（包括计算机、管理软件、GSM短信控制机）、GSM网络、电压监测仪组成，其管理系统组成见图1。
图1 GSM短信型电压监测仪管理系统的组成图
(1)系统管理站由计算机、管理软件、GSM短信控制机组成，管理软件负责对电压监测数据进行采集、管理、查询、统计、分析、打印等；GSM短信控制机负责对各个电压监测仪下传控制指令及接受上传的电压监测数据并送到管理软件。
(2)GSM网络由移动电信运营商提供。
(3)电压监测仪负责对监测点电压进行采集、显示、分类统计，并通过GSM网络上传统计数据给系统管理站。
3 GSM短信电压监测仪的应用
在2004年底前，北京电力公司设置了1275个电压监测点，采用的电压监测仪有：表底型、编码型和通过Modem电话线远传数据的编码型电压监测仪。以上3种电压监测仪都存在着抄表方式落后的缺陷，造成数据采集不及时、不准确等问题，因此北京电力公司新增的电压监测点都使用的是GSM短信电压监测仪。
该监测仪不仅具有传统的电压监测仪功能，还可以通过GSM短消息进行数据传输。管理系统具有全面、强大的管理功能。该系统除了实现监测仪数据的定时上传、随时召测、电压监测点的管理等基本功能外，还可以实现监测点地理信息的管理，月数据的分类、综合统计，另外管理系统中还实现了与其他管理软件的接口，在接收了电压监测仪的数据后，可以实现将电压监测数据直接转入其他管理软件，大量节省了将监测数据录入电压合格率统计软件的时间。
该管理系统特有的功能包括以下几个方面：
(1)定时传送方式。该系统会根据设置的站点信息，设置选择每日上传或者每月上传数据，按照需求将数据自动上传。
(2)监测仪通电发送信息。对于GSM短信电压监测仪，管理员可以通过软件设置相应的停电报警号码，在电压监测仪失电后再通电的时候，监测仪会发送一条短信到管理系统，通知管理员已开始运行。
(3)电压监测点的管理。监测点的管理是将监测点的基础信息录入，系统会对相应的监测点信息进行校验后生成该点的基础信息库，以及与地理信息库相融合，形成整个监测点的管理数据库。该数据库为树形结构，所有监测点都按照每个基层供电公司的变电站母线来树形显示，既清晰又有利于管理，如图2所示。
图2 监测仪信息管理系统基础信息
(4)监测点地理信息的管理。监测点地理信息主要分为三个界面：地理信息主界面、变电站界面、监测点详细信息。主界面显示了所有安装的监测点的变电站分布信息；变电站界面显示了每个变电站出线用户安装的监测点的基本信息，包括变电站的母线号、调度号、路名、监测点名称、监测类别；监测点详细信息界面显示了监测点的详细信息以及近一个月的电压合格率和该年度的监测点月电压合格率曲线图。
下文以北京电力公司朝阳供电公司的电压监测管理系统为例进行介绍。朝阳供电公司一共给朝阳地区供电的31个变电站的68段10kV母线的出线用户安装了电压监测仪。其各变电站地理信息图如图3所示。
图3 朝阳供电公司各变电站地理信息图
点击图3左边树目录中的某一个变电站节点或者点击右边某一个变电站按钮，将出现该变电站下的监测点的基本信息图，如图4所示。
图4 各变电站监测点的基本信息图
点击某一个监测仪，将弹出该监测仪的详细信息和该年度的月电压合格率数据，如在图4中点击“科伦大厦”，弹出窗口显示的地理信息功能将每一个监测点的安装地点与变电站、10
kV出线的路名、调度号、母线号一一对应起来，方便了对电压监测点的实时管理和统计，如图5所示。
图5 电压监测仪显示的详细信息
由于北京电力公司电压监测仪的安装数量较多，这一功能的使用可以使管理更加直观和简便。每个监测点的月度合格率数据将以电压曲线的形式直观的体现在监测仪的管理界面中，体现了一个监测点数据变化的规律，便于对个别电压波动比较大、合格率较差的监测点进行相关的分析和制定整改措施。
(5)电压合格率统计软件的接口。在监测管理系统中还提供了数据导出的特殊功能，使电压监测点的基础和运行数据可以导出为2个DBF文件（一个是基础数据的文件，一个是运行数据的文件），提高了与其他软件的数据兼容性能，提高了管理人员工作效率，如图6所示。
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