[發明專利]一種智慧型變電站匯聚節點抗干擾裝置

在審

• 申請號: 202111446117.9
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114124015A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 李謙;張衛東;楊志超;王沛;趙明敏;付勝軍;林珊珊;關程遠;趙鵬;朱道華
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;中國電力科學研究院有限公司;國網江蘇省電力有限公司
• 主分類號: H03H7/01
• 分類號: H03H7/01
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙興華

本發明涉及一種智慧型變電站匯聚節點抗干擾裝置，屬于智慧型變電站無線網絡設備領域，該裝置具有良好的綜合防護性能，鐵氧體磁環能夠進一步濾除和吸收空間瞬態電磁場和暫態地電位升耦合到通信線纜上瞬態共模傳導干擾信號；穿心電容濾波器濾除經通信線纜傳輸到匯聚節點端口處的瞬態共模傳導干擾信號，鐵氧體磁環與匯聚節點端口中的穿心電容濾波器組成一個LC低通濾波電路，LC低通濾波電路能夠濾除和吸收智慧型變電站中空間瞬態電磁場和暫態地電位升耦合到通信線纜上的特定頻率的瞬態共模干擾信號，保證智慧型變電站無線網絡通信設備之間的數據傳輸更加準確、安全，提高智慧型變電站匯聚節點設備的可靠性。

技術領域

本發明涉及智慧型變電站無線網絡設備領域，特別是涉及一種智慧型變電站匯聚節點抗干擾裝置。

背景技術

智慧型變電站內的電磁環境復雜多變，GIS(gas insulated substation，氣體絕緣變電站)變電站開關操作引起的VFTO(very fasttransientovervoltage，快速瞬態過電壓)和變電站周邊暫態電磁場劇烈變化，其特點是在時域內脈沖上升、下降時間短，幅度大，在頻域內頻譜含量豐富，在變電站空間域內作用范圍大。變電站擁有的核心設備多，變電站中的變壓器、GIS開關、母線、桿塔等金屬設備在無線電波傳播中會形成較強的鏡面反射和散射，從而產生很多強度較大的多徑分量，電波傳播特性復雜。

一方面，智慧型變電站由開關操作產生的強烈的瞬態空間電磁場與匯聚節點的通信線耦合產生瞬態感應電壓和感應電流；另一方面，智慧型變電站開關操作產生的沖擊電流入地形成暫態地電位升高，暫態地電位升高會與無線網絡通信設備的線纜耦合形成瞬態傳導騷擾。由瞬態空間電磁場和地電位升耦合到匯聚節點通信線纜上的瞬態干擾會傳輸到匯聚節點設備端口，進而侵入內部，這使得匯聚節點設備會受到電磁干擾，影響通信質量，造成誤碼、丟包等現象，嚴重時會導致整個無線傳感網絡的不能正常可靠的運行。匯聚節點作為整個無線傳感網絡的中樞設備，一方面需要與智能傳感單元通過無線或有線的方式進行通信，將智能傳感單元采集的信息進行接收和匯總；另一方面需要把匯聚完成的信息通過有線的方式上傳至接入節點。它可靠正常的工作對于整個無線傳感網絡的通信起著至關重要的作用。

調研發現，智慧型變電站中匯聚節點的使用數量和類型非常多，而匯聚節點的通信電纜卻是直接曝露在復雜的空間電磁場下，一方面，現有濾波裝置只能濾除二次設備處的差模干擾信號，而不能對共模干擾信號進行抑制；另一方面現有技術中并沒有針對抑制智慧型變電站瞬態空間電磁場和地電位升耦合到匯聚節點通信線纜上的瞬態干擾的裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種智慧型變電站匯聚節點抗干擾裝置，以三級抗干擾防護之間的相互配合來抑制智慧型變電站中強烈的空間瞬態電磁場和暫態地電位升對匯聚節點線纜的瞬態共模干擾，該裝置既可以保證匯聚節點線纜完成正常信號的傳輸，又可以將變電站內復雜的空間瞬態電磁場和地電位升耦合到通信線上的共模干擾信號進行濾除和吸收，從而保證了設備之間的正常、安全的通信，提高了智慧型變電站匯聚節點設備的可靠性。為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種智慧型變電站匯聚節點抗干擾裝置，所述裝置適用于智慧型變電站無線物聯網中的匯聚節點設備，所述裝置包括：通信線纜、鐵氧體磁環和含穿心電容濾波器的匯聚節點端口；

所述含穿心電容濾波器的匯聚節點端口作為匯聚節點的信號接收端口通過通信線纜與匯聚節點前級通信設備的信號發送端口連接，所述通信線纜用于將匯聚節點前級通信設備發送的信息傳輸至匯聚節點；

所述匯聚節點端口中的穿心電容濾波器用于將智慧型變電站內空間瞬態電磁場和地電位升耦合到匯聚節點通信線纜上的高頻共模干擾引入公共地，延緩瞬態傳導共模干擾的上升沿；

所述鐵氧體磁環套設在靠近匯聚節點一端的通信線纜上；，所述鐵氧體磁環用于濾除變電站內空間瞬態電磁場和暫態地電位升耦合到匯聚節點通信線纜上的傳導共模干擾，并吸收線纜上的共模干擾的能量；