一种基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测系统及方法技术方案

本发明专利技术属于避雷器在线监测技术领域，公开了一种基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测系统及方法，后台监控主机通过数据线与数据交换机连接；数据交换机通过IEC61850与智能监测IED系统连接；智能监测IED系统通过RS485与ZigBee协调器连接；ZigBee协调器与ZigBee无线传感器无线连接；数据交换机通过IEC61850或以太网与集控中心连接；ZigBee无线传感器安装在避雷器上。本发明专利技术避免了因有线传输导致雷击能量传导至控制室或PT信号端，造成变电站因雷击形成严重故障扩散；避免了开沟挖槽、桥架建设、电焊气割等较大施工方式，解决现场布线难、施工周期长的难题。

An Anti-jamming Monitoring System and Method of Radio Transmission Arrester Based on ZigBee

【技术实现步骤摘要】
一种基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测系统及方法
本专利技术属于避雷器在线监测
，尤其涉及一种基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测系统及方法。
技术介绍
目前，最接近的现有技术：在变电站中，基于有线通信的避雷器在线监测装置，通常不可避免要使用铜缆与控制室相连，电压互感器(PT)相位检测的信号线也需要与避雷器监测装置相连，以测算阻性电流。这些铜缆的连接极大地威胁到变电站的安全，一旦出现大能量的落地雷，因铜缆的良好导电性，可能会导致雷击能量沿铜缆传导至控制室或PT信号端，造成变电站因雷击形成严重故障扩散，导致严重后果；变电站内变压器、高压母线、开关柜等电气设备带电运行期间，对无线传输方式有电磁干扰很大，变电站站内难以采用无线方式进行避雷器在线监测信号的传输，目前，大部分变电站使用传统的线缆进行避雷器在线监测信号的传输；变电站内采集信号量越来越多，需要敷设大量线缆，相应需建设电缆沟、电缆桥架等设施，现场布线难度大，布线拓扑结构复杂，施工周期长。综上所述，现有技术存在的问题是：(1)现有的变电站的避雷器在线监测装置使用铜缆与控制室相导致雷击能量传导至控制室或PT信号端，造成变电站因雷击形成严重故障扩散，导致严重后果。(2)现有的变电站内采集信号量需要敷设大量线缆，相应需建设电缆沟、电缆桥架等设施，现场布线难度大，布线拓扑结构复杂，施工周期长。解决上述技术问题的难度：取消传统有线信号传输，采用无线传输方式，必须克服变电站电磁干扰对无线信号传输的影响。解决上述技术问题的意义：(1)避免避雷器在线监测装置使用铜缆与控制室相导致雷击能量传导至控制室或PT信号端造成的变电站因雷击形成严重故障扩散。(2)解决变电站内线缆多，布线难、施工难、施工周期长的不利影响。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测系统及方法。本专利技术是这样实现的，一种基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测系统，所述基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测系统设置有：后台监控主机；后台监控主机通过数据线与数据交换机连接；数据交换机通过IEC61850与智能监测IED系统连接；智能监测IED系统通过RS485与ZigBee协调器连接；ZigBee协调器与ZigBee无线传感器无线连接。进一步，所述数据交换机通过IEC61850或以太网与集控中心连接。进一步，所述ZigBee无线传感器安装在避雷器上。本专利技术的另一目的在于提供一种执行所述基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测系统的基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测方法，所述基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测方法包括以下步骤：第一步，ZigBee传感器终端节点附属在电气设备上，每个传感器节点都具有唯一的ID，传感器采集被测模拟信号，模拟信号经A/D转换器后转换为数字信号，数字信号高频加载后进行高通滤波抗干扰处理，因有效信号为高频加载信号，高压电力传输的特性决定了变电站干扰信号为低频信号，高通滤波电路规则为高频信号能正常通过，而低于设定临界值的低频信号则被阻隔，这样就完成了无线信号的变电站抗干扰处理。处理后数字信号以无线方式上传到ZigBee网络；第二步，数据信号通过多跳技术将信号发送至间隔层IED，同时节点还接收来自间隔层的控制信息；在间隔层，ZigBee中心协调器节点附属在IED上，用来收集信号传送至IED，并向下层发送参数设置和指令；第三步，ZigBee设备使间隔层IED实时监控整个过程层现场避雷器的运行状况，以及ZigBee设备上的锁具状态；在间隔层和变电站层之间则采用成熟的以太网技术，通过以太网把数据送往调度主站，并从主站接收下发的控制命令。本专利技术的另一目的在于提供一种安装有所述基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测系统的避雷器。本专利技术的另一目的在于提供一种安装有所述避雷器的变电站。综上所述，本专利技术的优点及积极效果为：本专利技术实现了变电站避雷器在线监测无线传输系统(含无线传感器、模-数信号转化、无线协调器)的配置；实现了变电站避雷器在线监测模拟信号的获取、数字信号转化；实现了变电站恶劣电磁干扰环境下无线信号传输的抗干扰处理使故障诊断技术为基础的状态维修体系逐渐取代预防性维修体系，使追踪监视故障成为可能。本专利技术避免了因有线传输导致雷击能量传导至控制室或PT信号端，造成变电站因雷击形成严重故障扩散；避免了开沟挖槽、桥架建设、电焊气割等较大施工方式，解决现场布线难、施工周期长的难题。ZigBee无线传输方式与传统有线传输方式在线监测系统技术性能比较ZigBee无线传输方式与传统有线传输方式在线监测系统经济比较由上表分析得出，采用基于ZigBee无线传输方式，比传统有线传输方式节约造价约11万元。附图说明图1是本专利技术实施例提供的基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测系统的结构示意图；图中：1、后台监控主机；2、数据交换机；3、智能监测IED系统；4、ZigBee协调器；5、ZigBee无线传感器；6、避雷器。图2是本专利技术实施例提供的基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测系统的原理示意图。图3是本专利技术实施例提供的高通滤波抗干扰处理电路原理图。图4是本专利技术实施例提供的基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测方法流程图。图5是本专利技术实施例提供的multisim电路仿真图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。针对现有的变电站的避雷器在线监测装置使用铜缆与控制室相导致雷击能量传导至控制室或PT信号端，造成变电站因雷击形成严重故障扩散，导致严重后果；变电站内采集信号量需要敷设大量线缆，相应需建设电缆沟、电缆桥架等设施，现场布线难度大，布线拓扑结构复杂，施工周期长的问题。本专利技术实现了变电站避雷器在线监测无线传输系统的配置；实现了变电站避雷器在线监测模拟信号的获取、数字信号转化；实现了变电站恶劣电磁干扰环境下无线信号传输的抗干扰处理使故障诊断技术为基础的状态维修体系逐渐取代预防性维修体系，使追踪监视故障成为可能。下面结合附图对本专利技术的应用原理作详细的描述。如图1所示，本专利技术实施例提供的基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测系统包括：后台监控主机1、数据交换机2、智能监测IED系统3、ZigBee协调器4、ZigBee无线传感器5、避雷器6。后台监控主机1通过数据线与数据交换机2连接，数据交换机2通过IEC61850或以太网与集控中心连接。数据交换机2通过IEC61850与智能监测IED系统3连接，智能监测IED系统3通过RS485与ZigBee协调器4连接，ZigBee协调器4与ZigBee无线传感器5无线连接，ZigBee无线传感器5安装在避雷器6上。如图2所示，本专利技术实施例提供的基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测系统的原理。如图3所示，本专利技术实施例提供的高通滤波抗干扰处理电路原理。如图4所示，本专利技术实施例提供的基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测方法包括以下步骤：S401：ZigBee无线传输技术在过程层，ZigBee传感器终端节点附属在电气设备上，每个传感器节点都具有唯一的I本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测系统，其特征在于，所述基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测系统设置有：后台监控主机；后台监控主机通过数据线与数据交换机连接；数据交换机通过IEC61850与智能监测IED系统连接；智能监测IED系统通过RS485与ZigBee协调器连接；ZigBee协调器与ZigBee无线传感器无线连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测系统，其特征在于，所述基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测系统设置有：后台监控主机；后台监控主机通过数据线与数据交换机连接；数据交换机通过IEC61850与智能监测IED系统连接；智能监测IED系统通过RS485与ZigBee协调器连接；ZigBee协调器与ZigBee无线传感器无线连接。2.如权利要求1所述的基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测系统，其特征在于，所述数据交换机通过IEC61850或以太网与集控中心连接。3.如权利要求1所述的基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测系统，其特征在于，所述ZigBee无线传感器安装在避雷器上。4.一种执行权利要求1所述基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测系统的基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测方法，其特征在于，所述基于ZigBee无线传输避雷器抗干扰监测方法包括以下步骤：...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐守志，马天银，孙明刚，李津津，齐广宁，代显莉，罗君主，金伟，王恩来，
申请(专利权)人：国核电力规划设计研究院重庆有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50