[实用新型]一种基于ZigBee组网的故障指示器

说明书

本实用新型公开了一种基于ZigBee组网的故障指示器，包括有主站、通过光纤网络连接主站的若干ZigBee传感网络，每个ZigBee传感网络包括有一个ICU和若干FPI，ICU连接光纤网络，ICU内设有ZigBee协调器模块，每个FPI中均包含有开口铁芯式电流互感器、电场传感器和ZigBee路由器模块，同一个所述ZigBee传感网络中的FPI作用于相同相的电线，主站包括有能够接受光纤网络中的每个ICU传输数据的DAS。本实用新型的故障指示器，利用ZigBee传感网络来传输FPI的故障信息，传感网络采用具有“自愈”特性的Mesh网络结构，利用ZigBee节点间的对等路由实现故障信息的上传。与传统组网方式相比，ZigBee传感网络具有低功耗、低成本和高可靠性的突出优势。

技术领域

本实用新型属于电网故障指示技术领域，具体涉及一种基于ZigBee组网的故障指示器。

背景技术

作为配电网故障定位的一种有效手段，故障指示器已得到广泛应用。目前，大部分FPI只具有故障指示功能，对故障的定位仍然要靠人工巡线完成，而具有通信功能的FPI可通过网络上传故障信息自动实现故障定位，可大大缩短故障的定位时间。此外，具有通信功能的FPI还可作为线路的监测节点，将线路的电压和电流信息定期上传至主站，从而帮助主站对线路的负荷进行监测。目前，具有通信功能的FPI多采用分层组网的方式。即FPI采用433MHZ无线射频与其附近的故障采集器直接通信，故障采集器在通过GPRS与主站实现通信。由于这种组网方式需要安装较多的故障采集器，因此组网成本较高且通信可靠性差，一旦采集器出现故障无法通信时，将导致所辖区域内所有FPI信息无法上传，从而严重影响主站对故障区间的判断。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种基于ZigBee组网的故障指示器，包括有主站、通过光纤网络连接主站的若干ZigBee传感网络，每个ZigBee传感网络包括有一个ICU和若干FPI，ICU连接光纤网络，ICU内设有ZigBee协调器模块，每个FPI中均包含有开口铁芯式电流互感器、电场传感器和ZigBee路由器模块，每个ZigBee传感网络中的所有FPI均通过ZigBee路由器模块和该ZigBee传感网络中ICU的ZigBee协调器模块连接形成ZigBee网络通信，同一个所述ZigBee传感网络中的FPI作用于相同相的电线，主站包括有能够接受光纤网络中的每个ICU传输数据的DAS。

ZigBee传感网络具有休眠模式。

ZigBee传感网络采用Mesh网络结构。

ICU分别位于线路中相应的变电站中。

本实用新型的工作原理是：ZigBee传感网络以ICU(汇集单元)为中心，FPI(故障指示器)作为子节点依据馈线的走向逐级向外延伸。FPI内的开口铁芯式电流互感器和电场传感器，分别测量线路的电流和电压，从而诊断出单相接地和相间短路故障；FPI内置的ZigBee路由器模块，不仅与ICU的ZigBee协调器模块连接形成ZigBee网络通信收发数据，还可以为同一个ZigBee网络通信中的其他FPI实现数据路由；ZigBee传感网络采用Mesh网络结构，并采用载波检测多路访问冲突避免算法，避免因共享信道而产生的冲突，为了防止出现通信堵塞的现象，网络采用分相组网的方式，三相线路中的每一条线路分别使用3个不同的ZigBee传感网络，分担网络的通信负荷，从而保证了网络的通信质量；FPI动作状态通过ZigBee传感网络上传至位于变电站内的ICU中；ICU将各FPI的数据打包后通过光纤网络上传至主站的DAS(配网自动化系统)；DAS利用相应的故障定位算法判断出故障区间，并配合高级应用软件和地理信息系统，为检修人员提供故障区段相信位置信息。此外，FPI通过ZigBee传感网络能够为主站提供馈线电压和电流信息，帮助主站实现对馈线负荷的在线监测。