无线自组传感器网络在变电站综合安全监控系统中的应用.pdf

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1、无线自组传感器网络在变电站综合安全监控系统中的应用吕剑，杨俊杰，魏春娟（上海电力学院，电力与自动化工程学院，上海，200090）摘要：介绍了当今无线局域网中具有广阔应用前由以上分析可以看出，变电站电气设备景的无线传感自组网的主要特点，分析了变电站无的运行安全和电气设备的安全防范问题已线自组网的性能，提出了一种基于无线自组网络技成为变电站安全的主要隐患，对这两类安全术的变电站综合安全监控系统设计方案，论述了变问题不仅需要采取必要的安全监控措施，而电站综合安全监控系统无线传感自组网体系结构且必须把它们作为统一体加以综合

2、监控。然和实验方案。最后展望了无线传感器网络的发展前而，现有的变电站综合自动化系统都是通过景。有线的网络进行信号的采集、传输和发送，关键词：无线传感网络；综合安全监控；ZigBee技而且变电站设备杂多、信号繁多，这个给综术合布线及检查维修带来不便，工程量大，维0引言护费用高。随着无线通信技术的发展和无线近年来，随着电网自动化和信息化水平设备的成熟，可以采用无线传感器网络进行的不断提高，变电站大多采用无人值守的方相关信息的快速采集和高效传输来解决上式，这对变电站的安全问题提出了很高的要[1]述安全问题。本文详细介绍了

3、无线自组传求。变电站的安全问题主要包括两大类，一感器网络的特点及其性能分析，结合无人值类是变电站电气设备的安全运行问题，另一守变电站的特点，提出将无线自组传感器网类是变电站设备的安全防范问题。目前，由络应用到变电站安全监控中的方案，开发了变电站这两类安全问题所引发的电网事故一套变电站综合安全监控系统，并就相关应时有发生。用问题进行了讨论。首先是由于变电站电气设备的安全运1无线自组传感网络介绍行问题引发的电网事故。随着现代电力系统1.1无线传感器网络特点向着高电压、大机组、大容量的迅速发展，无线传感器网络是集数据采集

4、、处理及对供电可靠性的要求也越来越高。变电站的通信功能于一体的分布式自组织网络，由在高压开关柜、变压器、蓄电池等是重要的电一定区域范围内的多个具有无线通信、传气设备。在设备长期运行过程中，开关柜的[2]感、数据处理功能的网络节点组成。无线母线接点、高压电缆接头等部位因老化或接自组传感器网络综合了传感器、嵌入式计触电阻过大而发热，使相邻的绝缘部件性能算、分布式信息处理和无线通信等多种技劣化，甚至击穿而造成事故。据统计，电力术，能够相互协作地实时检测、感知和采集系统发生事故原因中有相当一部分与发热[3]各种对象信息，并

5、对其数据进行处理。无问题有关。另一类安全问题是变电站设备的[4-6]线自组传感器网络具有如下特点：安全防范问题。无人值守变电站的实施提高1）自组织性。传感器节点的位置通常了电网的管理水平，同时也给变电站带来了都不能预先设定，节点之间的相互邻居关系安全隐患，致使电力设备、电力线路的安全也不确定，例如通过飞机播撒的大量传感器防盗无法有效地执行。涉电犯罪呈恶性发展节点或者随意放置到危险区域的传感器节之势，危害程度日趋严重。犯罪分子翻入变点。因此，要求传感器节点具有自组织能力，电站的围墙盗窃铜芯电缆、设备配件等，导能够自动

6、进行配置和管理，通过拓扑机制和致变电站大小停电事故不断，给国民经济和网络协议自动形成多跳无线网络系统，网络人民生活带来了重大损失和影响。的自组织性要求能够适应网络拓扑结构的动态变化。量下降时某些节点将无法与中心节点通信2）大规模网络。体现在2个方面：一时，数据可通过相邻节点的转发传送，即使方面是传感器节点分布在很大的地理区域网络中某些节点出现故障也不会影响整个内；另一方面是传感器节点的部署很密集。网络的正常运行，避免了由于控制中心故障无线传感自组网络的大规模性可以使通过导致的网络整体瘫痪，大大提高了网络的可[7]不

7、同空间视角获取的信号具有更大的信噪靠性。比，提高监测的精确度，同时能够增大监测表1几种无线网络性能比较区域，减少洞穴或者盲区。传输方式ZigBeeBluetoothWi-Fi3）动态拓扑。网络的拓扑结构会因为IEEE标准802.15.4802.15.1802.11.x以下原因发生变化：①环境因素或者电能耗尽造成的传感器节点出现故障或失效；②新系统成本低较高高节点的加入；③环境条件变化可能造成无线电池寿命数年数天数小时通信链路带宽变化，甚至时断时通；④传感网络节点65000730器网络中的传感器、感知对象和观察者这3

8、网络扩展自动扩展无无个要素都可能具有移动性。传输范围100m10-100m300m4）可靠性。传感器网络特别适合部署传输率250kbps1Mbps11Mbps在恶劣环境或人类不宜到达的区域。传感器2.4GHz/868节点可能工作在露天环境，遭受太阳的曝晒频段MHz/916M2.4GHz2.4GHz或风吹雨淋，甚至遭到无关人员或动物的破Hz坏。传感器节点往往采