一、 系统硬件

    1、三相电力参数采集的实现

    SA9904B是SAMES公司生产的具有SPI接口的三相功率／电能计量专用芯片，采用20脚DIF封装，为混合模数信号的CMOS集成电路。它可以根据输入的电压和电流信号，通过芯片内部做各种运算，最后得到有功电量、无功电量、电压有效值和频率等参数，每个参数值存储在芯片内部的24位寄存器中，SA99P4B的SPI接口为三态输出，因而可以将一台以上的测量设备连接在一条SPI总线上CPU可以通过SPI接口读取这些参数值。它的外围电路连接原理图如图一所示：

    SA9904B三相电路的各路电流和电压独立完成采样，有用功率和无用功率通过SA9904B的三路电流和三路电压的乘积求得。在芯片内部完成数模转换和相位延迟的调整，各路瞬间功率的数字量值存储在二十四位寄存器中，最大值为十六进制的FFFFFF，对应于芯片的DO端口，其中对各路的寄存器的读取，由各路地址存储器的值确定，对应与芯片的DI端口。这些都通过芯片的SPI接口以串行数据方式与CPU端口进行数据通讯。CPU通过对地址的选择来完成对芯片的数据读取。

    SA9904B的SPI接口分为DI，DO，SCK，CS，F5O端口，CPU利用这些端口进行数据传递。在开发过程中在DI，DO的端口要加一些滤波电路，防止线路中尖峰电平。DI，DO上的数据只有在CS和SCK为高电平时有效，DI触发与CS的触发同时，且DI上数据在SCK的高电平内完成，DO上数据必须在SCK高电平时触发，在下一个高电平阶段内完成。F50是频率寄存器，寄存电压的频率和是否缺相和倒相，可以方便地用来判断变压器是否处于报警状态。DI上数据与SA9904B上的数据寄存器的地址一致，即高三位为110，四，五位或0或1。后四位为选择代码。

    SA9904B在本文中的应用图二所示

    2、数据的发送

    数据远传利用现有的GSM网络，众所周知，现在的GSM系统能提供多种不同类型的业务，包括语音业务、数据业务和短消息业务等，本设计中只利用了其中的数据业务和短消息业务。数据业务为数字移动通信网的用户之间、数字移动通信系统的用户与和其联网的所有用户之间提供双向的三类传真和可视图文的传输服务。短信业务包括两种方式：点对点短消息业务和点对多点的小区广播业务。点对点短消息也就是我们通常用的短信功能，它使GSM网络的用户可以发出或接收长度有限的数字或文字消息，该服务包括发往移动台（SMT - MT）和从移动台接收（SMT - MO）。通过GSM系统中一个相对独立的实体短消息业务中心实观这两服务，由控制信道转达短消息业务的消息。

    本系统中采用GSM的数据业务进行历史数据、实时数据以及报警信息的远程传输，并采用短消息业务发送报警信息到调度人员的手机上作为补充，该功能的由无线Modem来实现。硬件原理如图三所示：

    二、系统软件

    监测器软件采用模块化的设计方法，采用汇编语言编写。按功能可分为初始化器件模块、上电来电L己录模块、取数模块(与电力远动采集模块之间通信获取实时参数)、历史数据记录模块和GSM远程通信模块。GSM远程通信模块包括拨号子模块、挂机子模块、发送常规记录子模块、发送一天最大最小值记录子模块、发送越限报警记录子模块、发送来停电报警记录子模块以及命令字分析子模块。命令字分析子模块负责实时分析GSM Modem传送过来的命令字符，从而决定如何响应监测中心的请求，给予相应的应答信息。各模块之间通过相关联的参数进行沟通，系统主流程如图四所示

    三、监控仪实现的功能

    1、监测功能

    监测参数：3相电压、3相电流、总有功功率、总无功功率、总功率因数、频率；变压器3相油槽的温度、各时段的有功电度以及无功电度。

    2、异常报警

    遇有报警事件(断路、短路、过载、过热、欠压、停电等)发生时，主动拨号发送报警信息到中心管理计算机，并发送报警短消息到预先指定的手机。中心管理计算机收到报警信息后，主动弹出警告窗口，告诉用户那个监测点发生的报警类型以及解决措施，并提供报警数据。

    3、GSM通讯驱动

    通过中心管理计算机，用户可以设置报警条件、报警短消息接收手机、历史数据采样频率，并对系统进行校时等。支持GSM短信功能，实时发送多种报警信息。

    4、保护功能

    系统具有自检测和自恢复功能，数据断电保护功能，防过压和防雷击功能。

    四、结语

    随着我国经济的高速发展，城市用电量的日益增加，城市配电的安全可靠性也日益重要。城市配电网络由10KV或30KV配电变压器、配线柜及配电线路构成。配电变压器的安全可靠决定了配电网的安全可靠运行，这些配电变压器分布在城镇的大街小巷，由于通讯的困难，用常规的自动化检测手段难于实现大量的配电变压器的参数监测。以往要知道配电变压器的运行参数，电工人员往往要跑到几公里、甚至几十公里外的地方，拿着钳表爬上变压器台，既辛苦又不安全，采取到的数据也只是个别的瞬时数据，无法反映用电的高峰与低谷、无法真正反映变压器的运行状态。另外，当配电变压器出现故障或者遭到人为破坏的时候，例如出现超负荷运行及偷电剪线等情况时，无法及时反映到电力供电公司，容易造成巨大的损失。本文所述的变压器智能化远程监控仪为解决上述问题提供了可行的解决方案。