关于需量报警装置设计及实现的分析

朱敏+陈婷+丁洁+李梦

国网安徽省电力公司芜湖供电公司，安徽芜湖 241000

摘 要 本文以需量报警装置存在的意义作为切入点，根据需量检测工作具有的实际需求，通过对电子通信技术进行合理应用的方式，完成了对需量报警装置的设置与实现的工作，一旦出现需量超限的情况，该装置能够通过短信和语音两种方式及时进行报警，实践结果显示，该装置已经满足了人们对其具有的要求。

关键词 需量报警装置；设计；实现

中图分类号 TP2 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）13-0090-01

需量指的是在其他时间内，对需量周期进行监测所获得功率的平均值，最大需量指的是在特定时间内，对需量周期进行监测所获得功率的最大值，无论是在对用电线路还是对用电网络进行电能管理的过程中，对电能需量与最大需量进行监测都是非常有必要的。对用户而言，该装置可以提升系统的稳定性，對有关部门而言，该装置可以用于对线路进行优化与整合。随着科技的发展，现阶段，在电子生产与消费的领域中，电子通信技术的出现越发频繁。

1 需量报警装置的整体架构

设计人员通过反复试验最终确定了所设计需量报警装置对应的整体架构（如图1所示），该需量报警装置需要应用到的部分主要有4个方面，分别是键盘、内部计量模组、真彩显示屏以及主控通信板，下面就根据实际需求针对不同部分应当满足的要求展开讨论。

1.1 键盘

键盘具有的作用主要体现在对显示参数进行设置的方面，例如，对计量模组的地址进行选择和设置，对负责接收报警信息的手机号码进行设置，或是对需量报警阈进行设置等。

1.2 内部计量模组

如图1所示的需量报警装置开展内部计量工作的前提是与三相电进行直接连接。因此，在对该装置进行内部设计的过程中，设计人员需要根据实际情况，将可以对需量进行测试的计量模组作为开展监测工作的主体，并对其加以设计。

1.3 真彩显示屏

设计人员在对真彩屏的尺寸进行选择时，同样需要与实际情况相结合，本文所设计的装置，应当将适用于工业、分辨率高达640×480的5.6寸真彩屏作为首选。另外，想要将装置具有的性能进行增强，设计人员可以将是否带有触摸功能作为对屏幕进行选择的参考依据之一，所应用的通讯协议也应当与工业保持一致，即485通信协议[1]。

1.4 主控通信板

作为如图1所示的装置的核心部分，主控通信板的作用主要是和真彩显示屏之间保持通讯，也就是说，主控通信板首先需要与外部电能表以及内部的计量模组进行通讯，然后再对所涉及参数及各类设置加以处理，一旦在监测过程中法宣与所设定阈值不相符的数值，主控通信板应当及时通过扬声器完成报警工作，与此同时，还应当向所对应移动电话进行报警，避免问题影响范围的进一步扩大。

2 需量报警装置所应用的原理

本文所设计并且实现的需量报警装置，能够对某些不具备外部电能表的场景提供支持，并接入相应的三相电压线以及电流互感器。对电压互感器而言，最主要的作用是对电流电压的信息进行二次侧采集，然后再经由屏幕或键盘对互感器对应的倍率进行设置，该装置内部主控通信板则通过计算确定用户15min的平均功率以及瞬时功率对应的数值，一旦平均功率超出所设定阈值，则应当及时进行报警，并且通过短信的方式向值班人员进行信息的传送，为值班人员对负荷进行控制提供足够的时间，这样做的目的是保证月需量值不会出现超限的可能。

2.1 功能实现

1）对数据进行采集并计算。该装置开展功率采样工作的间隔为15s，当完成功率的采样后，则需要对15min内对应功率的平均值进行循环计算。

2）完成数据的记录。该装置对每个月出现的15min平均功率的最大值所对应的出现时间以及数值进行自动记录，人们可以根据实际需求对记录进行查询。

3）对报警参数进行设计。用户能够对计量模组的通信地址、负责对报警短信进行接收的手机号码等参数进行人工设置，需要注意的一点是，计量模组的通信地址，通常情况下被默认为该装置内部所对应的通信地址，当然，用户也可以选择将其更改为电能表的表号。

4）一旦出现需量超限的情况，及时进行报警。一旦出现需量超限的情况，需要在第一时间发出“需量超限，立即对负荷进行限制”的警报，同时完成短信的报警工作，这样做的目的是保证在最大程度上缩短对用电负荷进行有效控制的时间，对于设有用于消音的案件的装置而言，报警声则应当在消音之后停止。

5）串口屏显示。在屏幕上对用于所对应的互感器倍率以及瞬时功率数值进行准确的显示。

2.2 报警参数的设置

在对报警参数进行设置时，首先需要进入相应的设置界面，在该界面，用户可以根据实际需求对互感器的倍率、需量报警值等参数加以设置，当设置工作告一段落后，按“确认”键完成对参数的保存即可。

2.3 需量超限的报警方式

需量报警装置内部所设置的集中器在对电表数据进行读取的时间间隔为15s，数据项所对应名称为“瞬时总有功的功率”，利用滑差的方式对15min对应平均功率的数值进行计算，所得平均功率即为通常意义上所说的“需量”。接下来便应当将串口屏所呈现的阈值和通过计算的方式所获得的需量进行比较，如果存在需量大于阈值的情况，则及时通过GPRS模块完成人声报警以及短信报警两项工作，人声报警的内容应当是“需量超限，立即对负荷进行限制”，短信报警的内容亦是如此，在报警过程中，串口屏上显示的内容应当为报警图标[2]。如果该装置一直处于报警的状态之下，那么人声报警则应当一直进行，直至有人按下“消音键”，报警短信发送时间的间隔应为5min，发送次数则设置为3次，也就是说当报警短信发送3次后，仍旧没有接触警报状态，那么就停止对报警短信的发送。在报警状态恢复之后，如果再次出现报警状态，报警短信则应当继续发送。

3 结论

综上所述，本文叙述的核心内容为“需量报警装置”，设计人员根据监测具有的实际需求，通过对电子通信技术的应用，完成了对需量报警装置进行设计以及实现的工作，设计工作的重点内容为对报警方式的设置。在接下来的一段时间内，设计人员可以根据不同市场具有的需求，对该装置进行优化、批量生产并投入使用。

参考文献

[1]侯宪君.基于单片机温度监测报警装置的设计实现[J].天津职业院校联合学报，2015（2）：44-46.

[2]任晓丹.电铲推压皮带防滑报警装置的设计与实现[J].电子制作，2016（11）：59-60.