基于物联网技术的国家电网中温度监测系统

1、引言

高压配电开关柜是保证电力系统安全运行的重要设备之一。在长期运行过程中，高压母线因超负荷运行，会出现过热现象；另外，开关柜中的触头接触不好或因产品制造、运输以及安装等原因也会引起接触电阻过大，导致温度升高，产生过热现象。触头和母线排连接处等部位因过热引起绝缘老化甚至击穿，从而引发短路的现象在大电流开关柜（如进线柜）中尤为突出且影响极大。因此，对这些发热部位进行实时温度监测十分必要，以避免短路引起火灾、烧毁或突然停电等事故。

2、系统总体结构

配电网自动化是对配电网上的设备进行远方实时监视、协调及控制的一个集成系统，是现代计算机技术和通信技术在配电网监视与控制上的应用。银川市电力局在近几年开始大力发展光纤通信网络，并以发展符合现代通信发展方向的SDH光纤通信网络为主，对于边远站区则辅之以必要的载波通信方式。按照银川市局电力通讯网络建设的规划，城区内一般通信点将拥有6个以上的10M数字通道，枢纽通信站则更多。整个城市电力网通讯形成了光纤通信网络。

本系统中将无线温度传感器网络融合在现有的国家电网里，通过现有的电网通信系统实现了远程高压配电柜内电缆、触头等温度，其总体架构如图1所示。



3、国家电网光纤收发器通信系统

国家电网通信系统的主站和子站之间的通信，通过使用光纤收发器直接利用光纤进行通信，该通信方式具有较大优点，主要是10M/100M的网络数据不必通过转换（或压缩），通信速率较高，另外通过这种方式连接各个子站就象在一个局域网上一样，相互之间的访问更快捷便利，该通信方式使用通信光缆中的一对光芯。其结构如图2所示。



光纤收发器的结构如图3所示。



4、无线温度传感器网络

无线温度传感器网络包括分布式的温度传感器节点、无线网关节点、国家电网通信网和监测软件。温度传感器节点布置在被监测电缆或触头处，节点通过射频天线将数据发送到无线传感器网络网关BS909，BS909网关通过路由器和国家电网光纤网融合将数据传送到监测中心主机，传感器网络通信系统如图4所示。本系统主要结构是将集成ZigBee模块的温度传感器节点部署在高压开关柜内，构成基于ZigBee技术的传感器网络拓扑结构。在半径约1000m范围内的高压开关柜可组成一个单独网络，每个网络装备一个网关。



4.1、无线通讯协议
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