[实用新型]一种基于ZIGBEE无线传感网的大型地网分流相量测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及大型地网分流相量阻抗测量装置技术领域，具体涉及一种基于ZIGBEE无线传感网的大型地网分流相量测量装置。

背景技术

大型发电厂、变电站接地网容易遭受腐蚀，导致地网接地阻抗变大，当系统故障时地网注入较大电流，会产生较大的接触电位差和跨步电位差，这将严重危及设备和人身安全。因此，接地装置的可靠性对电力系统稳定运行及供电可靠性至关重要。

然而，发电厂、变电站地面上的存在较多的金属构架与外界架空地线相连，同时众多金属构架相互之间通过构架相连，共同构成了一个电阻电感网络。金属构架的接入对测试电流产生了较大的分流作用。而传统地网接地阻抗测量装置通过向地网注入电流，测量地网端电压，然后由电压相量除以该电流相量得到地网的接地阻抗，并没有考虑这些分电流的影响，造成接地阻抗测量误差大，给整个系统安全、稳定运行带来隐患。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于ZIGBEE无线传感网的大型地网分流相量测量装置，本实用新型有效解决了传统地网接地阻抗测量装置通过向地网注入电流，测量地网端电压，然后由电压相量除以该电流相量得到地网的接地阻抗，并没有考虑这些分电流的影响，造成接地阻抗测量误差大，给整个系统安全、稳定运行带来隐患问题。

本实用新型通过以下技术方案实现：

所述测量装置包括主机系统、从机系统以及监控终端，从机系统、监控终端通过ZIGBEE无线传感网与主机系统进行数据传输；

所述主机系统包括主机控制器模块、电源模块、电流源模块、罗氏线圈、信号处理及陷波模块、AD采样模块、过零检测模块、数据存储模块、主机无线传感网中心节点模块、显示模块、按键模块；

所述从机系统包括从机无线传感网中心节点模块、电源模块、罗氏线圈、信号处理及陷波模块、AD采样模块、过零检测模块、显示模块、按键模块；

所述监控终端包括监控控制器模块、射频天线、无线收发模块、人机接口、3.3V电源模块、串行通信接口模块以及PC机管理系统。

本实用新型进一步技术改进方案是：

所述主机系统的电源模块为主机系统提供各类工作电源；所述主机控制器模块负责主机测量装置的控制和测量数据的处理；

所述电流源模块在主机控制器的控制下产生恒定异频测试电流，并接入地网任意位置处，将该异频测试电流相位定义为参考零相位；采用罗氏线圈圈住接入点，测量异频测试电流信号，并送入信号调理及陷波模块滤除干扰信号，并进行信号放大后送入AD采样模块及过零检测模块；过零检测模块检测到电流波形过零时给主机控制器发送中断信号，由主机控制器启动AD采样，采集的数据存储到数据存储模块，同时主机控制器模块将得到的过零检测模块的中断信号通过主机无线传感网中心节点模块发送给从机系统作为同步信号；主机控制器模块控制显示模块显示测量的异频测试电流数据；按键模块与主机控制器模块通信，配置测量参数，控制测量过程。

本实用新型进一步技术改进方案是：

所述从机系统的从机无线传感网中心节点模块负责整个从机测量装置的控制和分电流测量数据的处理；电源模块为从机测量装置提供电压；从机系统接收到到主机同步信号后，从机无线传感网中心节点模块启动内部计数器，通过罗氏线圈测量地网区域内的分电流信号，并送入信号调理及陷波模块滤除干扰信号，并进行信号放大；然后启动A/D采样模块周期采样该电流信号，并送入从机无线传感网中心节点模块，采样结束后计算该分电流的有效值，当过零检测模块检测到电流波形过零时，从机无线传感网中心节点模块内部计数器停止计数；显示模块显示测量的分流电流数据，并通过从机无线传感网中心节点模块的射频天线将采集的数据发送给主机系统。

本实用新型进一步技术改进方案是：

所述监控终端通过人机接口或者无线收发模块将主机系统采集的电流采样数据、大小、相位通过控制器模块经串行通信接口模块传输给PC机管理系统。

本实用新型进一步技术改进方案是：

所述主机控制器模块采用TMS320LF2812芯片，主机无线传感网中心节点模块、从机无线传感网中心节点模块均采用CC2530芯片，监控终端的控制器模块采用CC2430模块，AD采样模块采用AD7606-4芯片，信号调理及陷波模块采用低噪声运算放大器OP270及滤波集成芯片MAX263，3.3V电源模块采用AMS1117-3.3，串行通信接口模块采用MAX232芯片。

本实用新型与现有技术相比，具有以下明显优点：