变电站电能质量在线监测系统.pdf

第３２卷 第２期 电工 电能新 技 术 Ｖｏｌ．３２，Ｎｏ．２ ２０１３年４ 月 Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ａｐｒ． ２０１３ 变电站电能质量在线监测系统 １ １ ２ １ 滕志军 ，王中宝 ，索大翔 ，李国强 （１． 东北电力大学信息工程学院，吉林省 吉林市 １３２０１２； ２． 天津电力公司调度通信中心，天津３０００１０） 摘要：本文阐述了ＺｉｇＢｅｅ监测变电站电能质量数据的基本原理和监测过程，设计完成了各相关部 分的软硬件，并针对煤矿变电站做了电能质量测试工作。 测试结果及传输实验表明，监测系统安装 调试简便，工作稳定性高，电磁兼容性好，具有较高的推广应用价值。 关键词：变电站；电能质量；ＺｉｇＢｅｅ；监测 中图分类号：ＴＮ９２　 　 　 　 　 文献标识码：Ａ　 　 　 文章编号：１００３⁃３０７６（２０１３）０２⁃００９７⁃０５ １　 引言 ２　 应用分析 随着国民经济的快速发展，大量非线性负荷和 ２１　 ＺｉｇＢｅｅ技术简介 大功率整流设备相继投入到电力系统中，造成了诸 ＺｉｇＢｅｅ标准是基于ＩＥＥＥ ８０２１５４ 协议栈而建 如功率因数低、电压畸变率高、谐波电流值大和暂态 立的。 ＺｉｇＢｅｅ是一种介于无线标记技术和蓝牙之间 过电压等电能质量问题。 电能质量问题的出现不完 的技术提案。 ＺｉｇＢｅｅ 的物理层（ＰＨＹ）采用直接序 全取决于电力生产部门，甚至有的质量指标（例如 列扩频在工业科学医疗（ＩＳＭ）频段，２４ＧＨｚ（全 谐波、电压波动和闪变、三相电压不平衡度）往往是 球）、９１５ＭＨｚ（美国）和８６８ＭＨｚ（欧洲）。 三个频段 由用户干扰所决定；对于不同的供（用）电点在不同 上的传输速率分别为２５０ｋｂ／ ｓ、４０ ｋｂ／ ｓ 和２０ｋｂ／ ｓ。 的供（用）电时刻，电能质量指标往往是不同的，即 ＺｉｇＢｅｅ根据输出功率和信道环境的不同，其实际传 电能质量在空间上和时间上均处于动态变化之中。 输距离介于１０ ～７５ｍ之间，一般在３０ｍ左右。 Ｚｉｇ⁃ 其最终解决需要电力部门、设备制造厂商和电力用 Ｂｅｅ 的介质接入控制子层（ＭＡＣ）采用载波监听多路 ［１］ 访问／ 冲突防止（ＣＳＭＡ／ ＣＡ）的碰撞避免机制，避免 户三方积极密切的合作 ，因而电能质量问题越来 越受到各方面的关注。 了发送数据时的竞争与冲突。 在 ＺｉｇＢｅｅ 的网络层 变电站作为电力系统变配电功能单位，监测其 （ＮＷＫ）ＺｉｇＢｅｅ联盟制定了星型、树型和网状网三种 ［２］ 电能质量有助于上级供电部门及时了解用户使用电 网络拓扑结构 。 能的情况，也有助于变电站内部工作人员实时掌握 ２２　 变电站的分层结构 它的电能质量，并针对特定的电能质量进行分析处 图１为变电站的分层结构图，由进线电源层、变 理。 压层、上层通信层、设备层和下层通信层五部分构 ＺｉｇＢｅｅ作为一种新兴短距离无线传输技术广泛 成。 进线电源层是上级电源和变电站的结合处，根 应用于电力行业中，在传输数据方面有着低成本、低 据负荷的需求进线电源分为不同电压等级。 变压层 功耗和传输稳定的