基于nrf903无线在线监测系统的研究

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1、基于nRF903无线在线监测系统的研究摘要：针对目前国内氧化锌避雷器在线监测的研究发展，分析了在线监测的原理方法，进行了基于nRF903无线传输的氧化锌避雷器在线监测系统的研究设计，采用MSP430系列的MSP430F169作为微控制器芯片。关键词：氧化锌避雷器；泄漏电流；在线监测；无线传输Abstract：Inviewofthepresentresearchanddevelopmentofdomesticzincoxidelightningarresteron-linemonitoring,theprincipleofon-linemonitoringmethodsarean

2、alyzed,thereseachofthezincoxidelightningarresteronlinemonitoringsystembasedonnRF903wirelesstransmissionareproceeded,AdoptingMSP430seriesMSP430F169asthemicrocontrollerchip.Keywords：zincoxidearrester；leakagecurrent；onlinemonitoring；weirlesstransmission1引言避雷器是电力系统运行中应用普遍的系统过电压保护装置，它承担着限制系统内因遭受雷

3、击、谐波和操作等等所产生的各种过电压现象，起着至关重要的作用。但是实际中氧化锌避雷器自身的运行安全往往被忽略，随着氧化锌避雷器在长期的运行过程中承受运行电压的作用，其性能也将逐渐劣化，泄漏电流中的阻性成分将产生有功损耗，使阀片升温，其过程相对比较缓慢，具有一定的隐蔽性，若不及时发现，一旦发生了爆炸事故，一般都造成系统停电，生产被迫中断，造成的间接损失往往不可估量。随着自动化技术的发展及自动化水平的提高，电力系统高压设备的检修手段也在逐步改进，状态监测、状态评估及状态检修是未来电力系统的必然方向。在线监测MOA的运行状态，可以在不停电的情况下随时了解MOA运行的状态，及时发现可能

4、出现的异常情况和事故隐患。采取预防措施，防止事故扩大造成经济损失，保证其在良好的状况下运行，这对于系统的安全运行，合理安排设备检修时间，节约费用等方面都具有很大的优越性。为了确保MOA正常工作、防止故障的发生，传统的做法具有非常大的局限性。因此将采取无线在线监测方式对MOA进行状态跟踪，可以大大提高监测系统的灵活性、实时性、准确性，减少有线数据传输的误差及成本。2氧化锌避雷器在线监测原理及方法因为氧化锌避雷器的无串联间隙结构，在持续运行电压作用下，由氧化锌阀片组成的芯片柱就要长期通过工作电流，即总泄漏电流。严格说来，总泄漏电流是指流过MOA内部阀片柱的泄漏电流，但测得的MOA总

5、泄漏电流包括瓷套泄漏电流、绝缘杆泄漏电流及阀片柱泄漏电流三部分。一般而言，阀片柱泄漏电流不会发生突变，而由污秽或内部受潮引起的瓷套泄漏电流或绝缘杆泄漏电流比流过MOA内部阀片柱的泄漏电流小得多。因此，在天气好的条件下，测得的MOA总泄漏电流一般都视为流过MOA阀片柱的泄漏电流。由于MOA芯片柱是由若干非线性的阀片串联而成的，通过MOA的总泄漏电流是非正弦的，因此不能用线性电路原理来求总泄漏电流。为此，国内外常用阻容并联电路来近似等效模拟MOA非线性阀片元件，常简化为下图1的等效电路。图1流过MOA的总泄漏电流可分为阻性电流IR与容性电流Ic两部分。导致阀片发热的有功损耗是阻性电

6、流分量。因R为非线性电阻，流过的阻性电流不但有基波，而且还含有三次、五次及更高次谐波，只有阻性电流的基波才产生功率损耗。虽然总泄漏电流以容性电流为主，阻性电流仅占其总泄漏电流的10%~20％左右，但容性电流的变化很小，相对阻性电流随时间的变化量，其变化量可忽略不计。因此对MOA泄漏电流的监测应以阻性电流为主。氧化锌避雷器的在线监测主要有全电流法、补偿法测量阻性电流、三次谐波法、基波电流法等等，这几种方法在不同的在线监测装置中均得到了应用，本设计采用国内目前已经应用比较成熟的阻性电流法，即从全电流中分离出阻性电流，以此来进行分析、判断。3氧化锌避雷器无线在线监测系统设计3.1设计

7、理念交流氧化锌避雷器无线监测系统的设计理念是：1）通过控制单元检测避雷器泄露电流中阻性分量，对避雷器进行实时监控；2）采用短距离无线通信模块，由于无线发送时耗电量较大，控制电路适时地开关通信模块；3）设计电路做到抗干扰能力强、信号传输稳定、低功耗；4）大大提高监测系统的灵活性、实时性，减少有线数据传输的误差及成本。该理念的特点是检测准确、安全及时、可靠节能，其能够进行真实有效的现场数据采集及无线传输。对于现场采集端必须能够全天候的正常工作，同时稳定的数据传输方案将给监测系统提供强大的技术支持