大比特商务网旗下:
智能照明 智能家电 AI+IoT与智能家居 电机驱动与控制 快充与无线充 电驱动与BMS 锂电保护与BLDC 智能四表 汽车照明
广告
广告
将低于 1GHz 连接用于电网资产监控、保护和控制的优势
您的位置: 半导体器件应用网 >>行业要闻 >> 行业新闻 >> 正文

将低于 1GHz 连接用于电网资产监控、保护和控制的优势

2020-06-30 16:58:24 来源:半导体器件应用网

【大比特导读】对电网资产进行数据分析,可帮助运营商快速发现故障,同时还可对主要设备进行预测性维护,而如今几乎已不存在这种情况。

电网的发展需要在现有的有线连接基础上增加无线连接,以进行资产监控和控制。增加无线连接的主要因素包括:

  • 采用带分布式能源资源与传统发电、输电和配电一起使用的分散式微电网模式。
  • 对远程配电和自动化资产的健康和状态监控需求提高,监督一次设备的健康和状态监测,以优化电力管理;资源分配;故障定位,隔离和服务恢复(FLISR)。电网远程监控有助于实现电网的高效运行,减少停电次数和停电时间,并最大限度地减少损失。

对电网资产进行数据分析,可帮助运营商快速发现故障,同时还可对主要设备进行预测性维护,而如今几乎已不存在这种情况。确定采用哪种特定的无线技术,如低于1 GHz、低功耗蓝牙®、Wi-Fi®或多标准协议,取决于数据、带宽、节点之间的距离、所需连接数、可用功率以及所需的响应时间等因素。

在电网资产中,像故障指示器这样位于偏远地区的节点需要连接到一个数据收集器,如图1所示,以便与集中式系统的自动数据交换。在这样的应用中,选择诸如低于1 GHz之类的无线通信,是因为它覆盖范围很广(几十米到几千米不等)且功耗非常低(平均电流为数十微安)。当在现场添加多个节点时,使用一个公共的收集器从远程设备按需获取数据时,低于1 GHz也是一种易于配置的低成本技术。

将低于 1GHz 连接用于电网资产监控、保护和控制的优势

图1:使用低于1 GHz将故障指示器连接到数据收集器

增加低于1 GHz连接,涉及到与星型网络中的数据收集器进行双向通信。节点被配置成具有更快的响应时间来通信故障信息,以最小的延迟传达包括位置在内的故障信息,从而提供更快的恢复或自我修复功能。

与其他无线连接解决方案(包括2.4 GHz蓝牙低功耗通信)相比,低于1 GHz具有这些优势:

  • 由于使用较低的传输频率和数据速率,通信范围较长,因为接收器的灵敏度是数据速率的函数。作为一般的经验法则,将数据速率降低四倍,可以使通信范围增加一倍。
  • 低频(较长波长)射频(RF)波能够穿透障碍物,这使低于1 GHz在多种环境下都能正常工作。
  • 在低于1 GHz 射频法规中允许的低占空比可减少干扰。

使用低于1 GHz连接的常见电网终端设备之一是用于中高压传输的故障电流指示器(FCI)。FCI通过从负载电流中采集功率来供电。可用于采集电流处于几十微安的范围内。与FCI集成连接的最大挑战是,在没有采集功率的负载电流时,来收集电源时其是否能正常工作。另外,在广泛的环境条件下(如视线、有障碍物等)工作的要求也限制了传统电容器或某些电池的使用。因此,对于射频通信来说,简化数据传输以减少电流消耗至关重要,而这是通过优化节点与收集器之间的通信模式实现的。

有两种用于管理数据发送(TX)和接收(RX)的模式:信标模式和非信标模式。在非信标模式下,传感器节点始终处于接收模式,因为没有定义数据收集器可以与之通信的时间,这会转化为更高的电流消耗(约5 mA)。除了根据节点之间的距离优化传输功率水平外,信标模式通信(见图2)最适合,因为它可以在传感器节点上实现唤醒模式和睡眠模式之间的占空比循环,以帮助在收发器关闭时节省电源。

将低于 1GHz 连接用于电网资产监控、保护和控制的优势

将低于 1GHz 连接用于电网资产监控、保护和控制的优势

图2:信标模式通信

信标模式包括在固定的时间间隔内从数据收集器广播一个信标,所有的传感器节点都能接收到。它使单个传感器节点和收集器之间的通信同步化。传感器节点只有在接收到信标时才会被唤醒,如果收集器想在下一个信标之前发送或接收数据,破译信标会给传感器提供信息。此过程可以使传感器可在过渡期间切换到睡眠模式,这对于故障指示器来说理想选择。

用于为FCI添加连接性的TI参考设计

设计人员在将低于1 GHz连接集成到FCI时,会遇到诸多硬件和固件挑战。万物互联型电网参考设计:使用低于1 GHz的射频连接故障指示器、数据收集器、Mini-RTU 显示:

低功率射频的集成涉及:

  • 网络设置。
  • 使用信标模式进行发送和接收。
  • 包括配置和无线固件升级在内的数据交换。
  • 故障识别和数据通信。
  • 如何通过以下方法最大程度地减少故障指示器和数据收集器之间的功耗:
  • 目前提供了美国(915-MHz)、欧洲电信标准协会(868-MHz)和中国(433-MHz)频段的电流消耗数据。
  • RX电流低于6 mA,TX电流低于16 mA(在+10 dBm时)。
  • 能够在星形网络中实现5 s信标间隔(以RX模式配置的故障指示器)时,实现平均电流消耗小于20μA的能力。

该参考设计通过使用TI的SimpleLink™ 低于1 GHz器件,用于短距离连接多个节点,以及基于SimpleLink微控制器平台构建的15.4堆栈,提供了一个单一开发环境,具有代码可移植到多种连接协议的特性,是一种即用型、易于更新的低功耗连接解决方案,有助于解决与节点固件开发相关的挑战。

低于1 GHz是一种简易、易于使用和安装的成本优化方法,可将无线连接添加到现有的电网资产中,从而使传统资产更加可靠,并提供更快的故障响应。

声明:转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请与我们联系,

我们将及时更正、删除,谢谢。

  • 赞一个(
    0
    )
  • 踩一下(
    0
    )
分享到:
阅读延展
传感器
  • 三星Fold 2代规格提前泄露,无线充电升级配侧边指纹

    三星Fold 2代规格提前泄露,无线充电升级配侧边指纹

    按照韩国媒体etnews最新的报道称,三星折叠屏Z Fold 二代相比过去最大变化来自显示屏,主要集中在改善显示性能和设计上。其中,7.7英寸的折叠屏部分采用的OLED面板由三星Display制造,采用了在面板中集成了传感器的触摸集成技术(Wy Octa),并且还支持120Hz的刷新率,将会带来更流畅的体验。

  • 光幕传感器的组成_光幕传感器的使用寿命

    光幕传感器的组成_光幕传感器的使用寿命

    工作的时候,发光器发射红色的光线,光线被受光器接收,俩者之间就形成了一个保护网,当有物体进入并挡住了保护网的时候,受光器电路马上作出反应,发出信号,信号被控制器处理并控制,实现机械的紧急暂停和警报,这就是它整个的工作机制。主要运用于机 床 和压力机的紧急刹车和控制等。

  • 光幕传感器的工作原理及使用方法,收藏备用!

    光幕传感器的工作原理及使用方法,收藏备用!

    安装光电安全保护装置,可以有效地避免安全事故的发生,避免操作工人及第三方的危险,减少事故综合成本,有利于公司自身、操作工人及社会。光幕传感器主要应用于锻压机床厂、汽车制造厂、摩托车制造厂、电器生产厂、五金加工厂、塑胶机械厂、切纸机应用等行业。

  • MEMS加速度传感器在医疗可穿戴设备上的应用

    MEMS加速度传感器在医疗可穿戴设备上的应用

    现在,加速度传感器广泛应用于游戏控制、手柄振动和摇晃、汽车制动启动检测、地震检测、工程测振、地质勘探、振动测试与分析以及安全保卫振动侦察等多种领域。下面就举例几种应用场景,更好的认识加速度传感器。

  • MEMS传感器一个半导体新技术的解析

    MEMS传感器一个半导体新技术的解析

    MEMS(Micro-Electro-Mechanical System微机电系统)是指集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。

  • Nature:中国科学家开发基于半球形视网膜的人造眼

    Nature:中国科学家开发基于半球形视网膜的人造眼

    人眼的视网膜是半球形的,它的光学布局比照相机中的平面图像传感器更加精巧。

微信

第一时间获取电子制造行业新鲜资讯和深度商业分析,请在微信公众账号中搜索“大比特商务网”或者“big-bit”,或用手机扫描左方二维码,即可获得大比特每日精华内容推送和最优搜索体验,并参与活动!

发表评论

  • 最新评论
  • 广告
  • 广告
  • 广告
广告
Copyright Big-Bit © 1999-2016 All Right Reserved 大比特资讯公司 版权所有      未经本网站书面特别授权,请勿转载或建立影像,违者依法追究相关法律责任