淺談無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )應用于變電站的可行性研究

　　摘要:介紹變電站內存在的各種干擾和無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )使用的直接序列擴頻技術(shù)，并對無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )應用于變電站中這種高電磁干擾環(huán)境中可行性進(jìn)行論證。

　　0引言

　　目前，變電站系統自動(dòng)化正成為一種不可改變的趨勢，其監控和通信系統的重要性日益凸顯。變電站現有測控系統多采用有線(xiàn)通信方式，但是，有線(xiàn)通信的弊端是顯而易見(jiàn)的，例如傳輸線(xiàn)鋪設復雜、不易檢修和維護，長(cháng)距離傳輸線(xiàn)易受電磁千擾的影響等等。而無(wú)線(xiàn)通信則具有運行可靠、安裝靈活。成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，尤其是在需要實(shí)時(shí)監控變電站信息的情況下，無(wú)線(xiàn)通信更是具有極大的優(yōu)勢。

　　現有無(wú)線(xiàn)通信方式主要有IEEE802.11b/g、藍牙、ZigBee. GPRS/GSM等。而ZigBee技術(shù)更是以安全性高、響應時(shí)間快、占用系統資源低、成本低以及能耗低等諸多優(yōu)點(diǎn)成為變電站實(shí)時(shí)監控系統中首選的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。ZigBee技術(shù)是專(zhuān)門(mén)針對無(wú)線(xiàn)傳感器開(kāi)發(fā)的，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )在變電站中的應用研究尚處于起步階段，其研究重點(diǎn)主要放在配電網(wǎng)自動(dòng)化以及溫度、電能在線(xiàn)監測方面，然而，變電站高強電磁環(huán)境對無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )通信的影響的研究還相對缺失。因此本文對變電站的干擾和無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的調制技術(shù)進(jìn)行研究，對無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )在變電站中的應用的可行性進(jìn)行論證。

　　1變電站中的電磁千擾

　　變電站內部具有復雜的電磁環(huán)境，因此必須對各種典型的電磁干擾源進(jìn)行詳細的分析。變電站存在的典型的電磁干擾源有:50Hz工頻電磁場(chǎng);設備出口短路引起的脈沖磁場(chǎng);電暈放電;靜電放電;局部放電;空氣擊穿燃弧;SF6間隙擊穿燃弧;真空間隙擊穿燃弧等。其中工頻電磁場(chǎng)和脈沖磁場(chǎng)對無(wú)線(xiàn)信號基本不會(huì )產(chǎn)影響。

　　1. 1靜電放電和局部放電

　　兩個(gè)具有不同靜定電位的物體，由于直接接觸或靜電場(chǎng)感應引起兩物體間的靜電電荷的轉移。靜電電場(chǎng)的能量達到一定程度后，擊穿其間介質(zhì)而進(jìn)行放電的現象就是靜電放電。當外加電壓在電氣設備中產(chǎn)生的場(chǎng)強，足以使絕緣區域發(fā)生放電，但在放電區域內未形成固定放電通道的這種放電現象，稱(chēng)為局部放電。兩者都是小絕緣間隙、小能量放電的擊穿。

　　這兩種放電產(chǎn)生輻射干擾在幾百kHz以?xún)?，且能量低，衰減快，因此對無(wú)線(xiàn)通信不會(huì )造成影響。

　　1.2電暈放電和空氣擊穿放電

　　電力導線(xiàn)在高壓強電場(chǎng)作用下，可能對周?chē)臻g產(chǎn)生游離放電的電暈。導線(xiàn)表面的機械損傷、污染微?；蛘邔Ь€(xiàn)附近的水滴、灰塵等，都會(huì )引起導線(xiàn)表面曲率變化，從而使得點(diǎn)位梯度達到空氣介質(zhì)的擊穿介質(zhì)。因此，在電力系統的實(shí)際運行中電暈的產(chǎn)生幾乎是不可避免的。

　　由圖1可見(jiàn)電暈放電的輻射信號主要集中在78MHZ和180MHZ附近的兩個(gè)包絡(luò )內，并且最大信號強度僅為一40dBmW。

　　由圖2可知空氣間隙擊穿產(chǎn)生的電磁場(chǎng)帶寬較寬，主要集中在600MHZ以下，并且干擾信號的強度很小，即使在580:MHZ頻率附近也只有-35dBmW。