高压供电线路故障定位系统的无线传输网络设计分析

高压供电线路故障定位系统的无线传输网络设计分析

赵亚南

（大庆市第二采油厂电力维修大队163000）

摘要：随着我国经济社会的不断进步，电力系统承担的电力负荷亦逐渐增多，以此经常会发生高压供电线路的故障问题，而为了更好的定位高压供电线路中的具体定位，无线网络传输技术充分发挥着不可替代的作用，确保以及保障了我国的高压供电线路实施的可靠性以及修复的安全性，基于此，本文依据ZigBee无线的网络传输技术为基础设计出高压供电线路的故障定位系统的无线传输网络，使得高压供线路信号传输距离更远，并且具有更高性能和信息传输的可靠性，减少故障定位工作的成本，提高整体工作效率。

关键词：高压供电线路故障定位系统；无线传输网络；设计；分析

我国社会文明以及经济形势的不断进展的同时，对于生活的需求也不断增加，以此，对于供电系统而言，存在电量资源的上升，用电负荷超出原本的承载量。此种形势下，我国的供电系统便会产生一系列的供电线路满负荷以及超负荷的故障情况。另外，我国的供电线路因为年久失修，某些线路的老化程度非常的严峻，使得供电系统产生线路故障，这给电力系统的运行以及人们电力使用的安全性等带来了极大的危险与隐患。为了更好的优化高压供电线路的供电系统的安全性、可靠性，确保线路的故障可以及时的进行修补，缩小以及规避任何的线路的隐患，笔者重点的分析了我国高压的供电线路的故障定位方式，并采用了更合适的无线信号网络的传输方式，设计了基于稳定性强且安全指数高无线传输网络系统，借此，希望确保我国的高压供电线路故障信号传输过程中的可靠性。

一、无线传输网络技术方案分析

一般而言，对高压供电的线路故障实施分段定位或者检测时，我国供电企业使用的最多的工具方式为故障指示器。不过，这种得常用故障指示器是不可以自行的发动信号的传输，对于发现高压输电线路故障问题后，就必要是需要电力企业的工作人员进行路线的检查，无形之中，增加了工作多余性以及故障实践检测的难度。为了有效的对高压供电系统的线路的进行故障的排查以及缩小实践工作，人们于是设计出供电线路故障定位系统，此系统的使用原理是源于信号检测模式对高压供电线路故障实行线路的检测，然后，通过GPRS网络通信模式实施信号的传输。信号的传输多是采用多点发射模式，将每一发射点看成为一个进行工作的手机。对于距离较长的线路上，应该要设置更多地数目的发射点。不过，此种无线传输的模式需要人们使用通信网络，电力公司需要每年花费一大笔金额给通信公司，于是，这种高运营成本的线路检测，对于长期的供电企业中并不是很适用。

除了上述的的网络通信模式外，人们还经常性的运用无线通信方式，比如说蓝牙系统、CDMA系统或者ZigBee等。蓝牙技术是一种基于手机同其他的系统、附件所组成的无线通信系统模块，正常的工作频率是2.4G赫兹，大约为构成半径为十米的准确的使用范畴，蓝牙技术只可以实施短距离无线传输，这在电力系统中的供电线路的长距离故障信号传输根本就不适用。而CDMA的技术是一种分为码单位的多址的通信技术，CDMA的利用率与频率数值极高，而且耗费的功能值较少，不过，这种的CDMA技术只可以使用在无线通讯运营商支撑下才可正常的进行工作，其实施所耗费的运行成本同样偏高。而对于ZigBee技术，是一种新兴的一种无线通信技术，通常是应用在扩宽频率以及跳频的一种技术。对ZigBee技术同功率放大器设备模块有效的接洽在一起，将会促使信号传输的位置达到上千米或者数千米。于此，通过对上数的这些的几无线通信技术的阐释与分析，笔者选用的方案为ZigBee的无线通信技术，除此之外，笔者采用适宜的功放模块来构建无线的功放的传输模块。这种模块主要包括1个接近2.4G赫兹射频收发器和1个性能强大的的微处理器。另外，此模块的基本的技术指标为以下：

第一，2.4G赫兹的信号频率；

第二，增强模式上达625K；

第三，信号传输位置长2500米；

第四，功耗较低；

第五，数据传输率超过350Kbps；

第六，可服务的节点数达到75000个；

第七，PA模块的体积较小，并可以设置的外置天线。此模块所设计的有关技术参数能够自成一套体系，而且逐渐性的提升故障信号的检测度，然后向个分站进行接力式的信息数据的传输，最后一级的站点接受所有的信息汇总后上传至最终的上位机，最终确定信息故障的具体位置。

利用ZigBee无线技术建设出的高压供电线路故障定位模块，不但是囊括无线接收器以及ZigBee的无线的发射器，另外，其中涵盖监控的主机模块以及工控的计算机模块等。在输电的每一个线路上都会安装至少一个的故障检查信号装置以及供应系统的发射信号装置。然后运用检查的故障信息接力的传输给变电站。变电站在通过线路传送给分站的工控计算机。最终计算机对所发生的故障信号实行分析与处理，并将分析的结果打印。一旦其中的某一段位的输电线路中产生故障后，系统还可自动的控制并进行报警，迅速的反映出事故的发生故障的位置以及类型。

二、无线传输网络硬件设计分析

（一）无线传输网络的拓扑结构

无线传输网络的拓扑结构设计同网络自身的传输速度与性能紧密相关。ZigBee无线通信网络的拓扑结构包括三种形态，具体为星形、网状与链状。依据现阶段的高压供电线路故障定位的形式状况，在综合性的对无线传输网络的信息传输的安全性以及可靠性考量，最好的方案是选择网状的拓扑结构。实施过程可将1个协调器安置在该拓扑结构里，然后以此建造拓扑的网络形态，并确保信息的传输中的数据的稳定性。因为需要实施对待检测的高压供电中的三相电路线路，所以，在线路的设置上需要设置每个传输点上3个无线装置，于此保障信号的发射与接收，具体的是每个选定的线路杆塔的三相线路中安装3个路由器。并对这些路由器进行名字的划分，如路由器n1、路由器n2，路由器n3，n的值域范围为自然数1至N之间，N为高压供电线路的传输点数目，可依据高压线路的长度具体确定。

（二）路由器节点电路

一般而言，路由器的节点电路包含两个内容，ZigBee模块与单片机。对于其中单片机型号选定的是ATmeaga16，为一个八位的CMOS微处理器，涵盖容量有32个通用寄存器和多种指令集。ZigBee模块体系内含有功率放大器，其信号传输距离超过千米，具体的传输速率上达到50KB，网络传输延时一般在2毫秒以下。该模块不但是能够对数据实行广播式的信号的传输与发送，还能使得信号传输点对点的进行数据交换，除此之外，还可多个点与点之间实施数据通信，操作方便且效率级高。

（三）协调电路分析

协调电路内主要的模考为ZigBee模块以及信号转换芯片设备。ZigBee模块的作用是有接收所有的信息数据，然后将接收到的信息数据集结后传输到工控计算机系统。整个传输过程中，是需要信号的转换芯片将工控计算机同ZigBee模块信息进行串口与电平之间的调解与转换，目的是将传输的信号换成能够为计算机接口分析的信号，然后在计算机中实行数据的解析与分解，并及时的对故障后所显示位置进行管理。

三、结语

高压供电线路在我国经济以及文化发展中占据着极为重要的功能与作用，必要对供电安全性以及稳定性提出更高的要求，于此，确保高压线路的故障及时解决，保证人们的用电安全安全。本文采用的是ZigBee的无线通信技术，设计对电力系统中的线路故障定位系统的无线传输网络，能够高效的提升信号传输稳定性，同时减少电力成本，存在一定应用意义与价值。

参考文献

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[2]陈冲,王瑞闯,张乐斌,李传虎,李刚.基于ZigBee无线传感器网络的防误闭锁系统[J].现代电力,2010(05).

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