秒速赛车:IED) 的概念和标准[6]

  秒速赛车注册针对传统输变电设备在线监测系统难以满足故障定位精确、多参数集中监测的现状, 提出一种新型输变电设备在线监测系统架构, 并重点研究了用于状态监测的智能电子装置( IED) 。设计了一种基于射频识别( RFID) 技术的状态监测 IED, 主要由微处理器、温度传感器、电流传感器、电压传感器和一种有源 RFID 芯片构成。仿真与测试结果表明: IED 天线 dB, 载波频率为 865. 8 MHz 时,IED 最大读写距离为 18 m, IED 驱动电流和工作电流分别为 520, 210 μA, 性能优于 SL9000A。

  电网每年因自然灾害和输变电设备自身故障遭受巨大损失[1] , 因此, 建立输变电设备在线监测系统具有重要意义。传统输变电设备在线监测系统大都采用有线] , 会造成布线复杂、成本高昂。文献[3] 采用无线传感器网络 ( wireless sensor networks, WSNs) 技术对输变电设备进行在线监测, 解决了有线通信方式的弊端。但 WSNs 技术无法对故障设备进行精确定位, 然而射频识别( radio frequency identification, RFID) 技术在目标对象定位方面有着得天独厚的优势[4] 。

  目前多数状态监测装置的功能较为单一, 难以满足输变电设备在线监测系统对多功能、多参数的集中监测和故障诊断的需求[5] 。IEC 61850 标准体系为解决状态监测装置的弊端, 提出了智能电子装置 ( intelligent electronic device, IED) 的概念和标准[6] , IED 可以在线监测输变电设备的运行状态。

  基于 WSNs 技术与 RFID 技术的优势, 本文提出一种输变电设备在线监测系统架构, 并设计了一种融合传感器与RFID 标签的状态监测 IED, 通过多项实验完成对 IED 天线性能、电流功耗与灵敏度的测试。

  基于物联网( IoT) 技术的输变电设备在线 所示, 由信息感知层、数据通信层、信息融合层和智能应用层构成。

  信息感知层主要感知输变电设备的运行状态信息; 数据通信层为输变电设备在线监测系统提供数据传输通道;信息融合层是以输变电设备全景信息集成平台为信息处理中心, 包含物联网中间件,负责处理输变电设备的 EPC 编码; 智能应用层以全寿命周期管理系统为中心, 实现对输变电设备运行风险进行提前预警。

  状态监测 IED 由超低功耗的微处理器( microprocessor,MCU) 、温度传感器、电流传感器、电压传感器和一种新型有源 RFID 芯片等构成, IED 的结构图如图 2 所示。

  通过印刷技术, 介质基板采用 FR4 介质, 利用现有的低成本器件, 完成了状态监测 IED 的制作, 如图 3 所示。

  IED 的天线 cm, 满足了天线] 。MCU 融合温度、电流、电压传感器的数据, 并将数据存储在 RFID 芯片的用户存储器中, 芯片存储器的 EPC区存储输变电设备编码、资产信息等。

  测试环境在暗箱中, 利用标签测试仪测试标签性能。通过电磁学仿线, 按照天线的尺寸进行建模仿真分析。天线 所示。

  如图 4 所示为天线回波损耗的仿真与测试结果, 测试结果与仿真结果十分接近: 测试结果表明天线 dB; 仿线 dB。RFID 天线的阻抗是否与标签芯片的阻抗相匹配, 决定了标签天线的供电效率和灵敏度, 将天线的输入阻抗设计为标签芯片阻抗的共轭, 来实现能量的最大化传递。图 5( a) ,( b) 分别为天线输入阻抗实部和虚部的仿真与测试结果, 实部的测试结果稍高于仿真结果, 而虚部的测试结果略低于仿线 MHz 处, 仿线,秒速赛车:IED) 的概念和标准[6] 测试结果为 23 +j168。造成仿真结果与测试结果的偏差, 主要是因为天线基材损耗、欧姆损耗, 以及人工实验测试的误差[8] 。

  在输变电设备附近部署状态监测 IED, 用于监测输变电设备温度、电流和电压的变化, 主 IED 中加入了阅读器模块读取其工作范围内的标签信息。将供给 IED 的直流电压固定在 3 V 时, 通 过 泰 克 数 字 示 波 器 TDS1012CSC 检 测1 k分流电阻器的电压降, 利用欧姆定律获得直流电流值。

  IED 与其他融合传感器与标签设备的各项性能如表 1所示。由表 1 可得, 本文设计的 IED 的读写范围最大。文献[10] 中的设备最接近 IED 的读写距离, 然而其电流功耗远远大于 IED 的电流功耗。另外, SL900A 与 IED 的电流功耗相。

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