变电站空间电磁场对电力物联网汇聚节点线缆耦合机理研究
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摘要: 摘要:随着电力物联网建设的深入,无线传感网络在智慧型变电站中的应用越来越广泛。汇聚节点设备作为无线传感网络的枢纽,既要接收和汇聚智能传感单元采集的信息,又要将汇总的信息上传至接入节点。GIS变电站复杂的空间电磁骚扰会耦合进入汇聚节点的通信线和电源线芯线上,进而侵入汇聚节点设备中。无线网络设备中汇聚节点的工作电压较低,过大的感应电压和感应电流会导致其丢包、误码,工作异常,严重时则导致设备永久性损坏,直接造成整个无线网络系统的崩溃。本文调研了几座不同组网类型的智慧型变电站,实测了某110kV智慧型变电站稳态情况下汇聚节点设备通信线和电源线感应电流;实测了该智慧型变电站隔离开关拉开操作情况下汇聚节点附近的空间电场,以及汇聚节点设备通信线和电源线上的瞬态感应电流;分析了空间电磁场与汇聚节点线缆之间的耦合机理;建立了汇聚节点通信线和电源线的近场与远场情况下场线耦合的模型,并进行了芯线感应电压的计算;提出了用内部电路器件的噪声容限来判断芯线感应电压对汇聚节点的干扰程度。本文对汇聚节点在复杂电磁环境下的可靠性问题提出分析和建议,为推进电力物联网的大面积建设提供技术保障。