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电力物联网技术在电力设备在线监测中的应用

郑冰

国网山西省电力公司太原供电公司,山西省太原市,030000

摘要: 随着信息化水平的不断发展,泛在电力物联网的建设提上日程,这对提升变电站电力设备在线监测水平,推动智能电网发展具有重要的指导意义。对基于物联网的电力设备在线监测系统进行了研究,概括了泛在电力物联网在线监测系统的体系结构和特征。我国电力企业为了更好的保障供电,需要不断研究先进的输电技术。因此,可以将物联网技术应用在电力设备在线监测中,并利用新技术检测电力设备在线检测系统。本文首先对物联网技术概述进行了简要的阐述,随后深入的分析了在电力设备管理中物联网技术的主要应用,并从电力设备在线监测以及电力设备的等方面展开探析,希望能够为电网的安全运行和高质量运行提供行之有效的理论参考。
关键词: 电力物联网技术;电力设备;在线监测
DOI:10.12721/ccn.2021.157088
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随着我国智能电网的快速发展,电力系统对互联网技术、人工智能技术的需求越来越大,尤其是在输电线路、输电设备的状态检测和维修业务中,为保障电力系统的安全性与稳定性,智能传感技术、自动化技术、数字信号处理技术、综合智能化技术等被广泛应用。在智能电网下,电力设备状态检修已经改变了传统的按时间周期进行检修的模式,而是借助互联网与智能技术实现对电力设备的实时状态检测,根据电力设备运行数据、实验数据等,评估设备的运行状态,为电力设备检修提供决策依据。近些年来,随着物联网技术的发展,物联网技术开始运用于智能电网建设中,给电力系统带来很大的便利,尤其是输电线路巡检方面,发挥了重要作用。

1电力物联网概述

物联网技术是在互联网技术基础上实现物与物的连接技术,利用互联网技术信息通讯的优势,促进物与物之间的有效联系,也就是说物与物之间的消息连通和智能定位都是通过信息资源的有效交互而实现的,物联网技术将信息技术和互联网技术作为技术发展的根本,在管理、定位、跟踪以及数据资源共享等方面实现了智能化,目前物联网技术被广泛的应用在了各个企业单位中。泛在电力物联网是国家电网提出的“三型两网”战略中的第二张网,具体指的是围绕电力系统的各个环节,充分运用大数据、云计算、物联网、移动互联网、智慧城市等先进信息通信技术,实现各种信息传感设备与互联网和电力通信专网的结合,从而形成具有自我标识、感知和智能处理的物理实体,实现电力系统各环节万物互联、人机交互。可以说物联网技术是信息时代发展背景下的一个产物,在定位系统、激光扫描以及红外感应器等传输设备中物联网技术应用较为成熟,从我国社会经济发展的角度上看,物联网技术的出现与应用能够在一定程度上促进我国社会经济水平的提高。

2电力物联网技术电力设备在线监测系统构成

2.1网络层

传感器中的数据传输到电力系统中是利用网络层的功能,通过通信设备将搜集的信息实时传输到电网中,并提供设备调度使用。网络层的信息传递方式多种多样,但是统一的信息传递规约把感知到的实时数据发送至电路系统中,在电路系统中处理数据,再将有效的信息集中在汇聚控制器中,实现数据的转发。为了实现电网数据的实时转发和传递,需要将处理信息进行集中。这个过程中控制器可以对智能传感设备处理,将搜集的信息传输到电网中,在经过信息处理,传送到应用层。

2.2应用层

其主要功能是对网络层的信息进行预加工,统一编码储存,然后对信息进行分析从而找出电力设备中存在的问题。应用层的处理方式是对信息数据建模,将数据应用在电力设备中,对变量进行实时监控。同时,将运行变量数值与正常变量数据进行对此,进而分析实际运行线路是否存在故障,如发现异常则可以第一时间对线路进行监测,从而指导后续的故障维修。

3电力物联网技术在电力设备在线监测中的应用

3.1输电线路与母线的状态检测

在智能电网中,相对于发电机、变压器、开关设备等设备而言,输电线在实施状态检测中存在较大差异。输电线有固定的线路,而且涉及的物理距离较长,地理范围较大,这给其实时检测带来挑战。物联网技术的融入,很好地解决了这个难题,通过对输电线路杆塔、输电线等设置大量传感器,或者进行定期无人机巡线等,都能够实现输电线路的实时状态检测。在输电线检测中,各类型传感器将采集到的数据信息通过网络层传输到中心检测系统,然后系统服务器对数据进行分析与比对,最终获得输电线路的运行状态。通常,考虑到输电线路的特征,其实时运行状态检测一般采用微气象环境检测、导线风偏在线检测、导线温度检测、覆冰检测、杆塔倾斜检测等检测方法。

3.2故障监测

采用此次研究的基于电力物联网技术的电力设备在线监测方法与传统的电容式电力设备局部放电高频和特高频综合在线检测方法、智能变电站故障信息模型与继电保护在线监测方法对电力设备监测,对比故障发生后,监测方法发现故障的时间,在有电力设备发生故障后,此次研究的基于电力物联网技术的电力设备在线监测方法在很短的时间内就能够及时监测出,而传统的电容式电力设备局部放电高频和特高频综合在线检测方法、智能变电站故障信息模型与继电保护在线监测方法发现故障信息的时间较长,实时性较此次研究的电力设备监测方法差。

3.3高压断路器与隔离开关的检测

高压断路器与隔离开关是保护电力系统安全稳定运行的重要设备。目前我国电力系统中高压断路器类型主要有油断路器、真空断路器、SF6断路器三种,每种类型的断路器在实际工作中出现的故障类型不同,因此其对应的检测方法也应有所针对性。高压断路器的状态检测中,需要重点对开关触头进行实时状态检测,包括开关内外灼伤、外部破损、表面污染等。真空断路器则需要结合其性能原理,对其真空灭弧室的真空度进行实时监测;油断路器则针对密封性进行检测;SF6断路器则主要检测其SF6气体中的微水含量。

3.4红外热成像监控子系统

在高压装置中,热量起着关键作用,因为它揭示了一台设备的运行状况,基于组件的热量检测故障源,实现监测系统正确保护动作。使用红外热成像(IRT)的温度监测已经成为一种成熟且被广泛接受的技术,因为它比其他类型的传感器监测具有许多优点,该技术通过感测被检查物体发出的红外辐射,可以在安全距离上发现电气设备中的热点。红外热成像技术在电力设备监测中主要针对线路、断路器、隔离开关等外部设备故障。利用红外热像仪可以准确采集设备的热量信息,设备的热量信息可以反应设备的状态,将热量信息生成直观的温度分布热像图,通过与设备正常运行时的热像图进行对比,以此来分析设备的运行状态。

结束语

对电力物联网技术在电力设备在线监测中的应用进行了研究,实验证明,此次研究的方法较传统方法性能更为优越。应用物联网技术后,在节省人工、提高监测性能方面具备较好的应用性能,能够让人们及时发现工作中存在的问题。但是由于研究时间的限制,此次研究的基于电力物联网技术的电力设备在线监测方法还存在一定的不足,在电力设备在线监测数据处理上存在数据过剩的问题,因此在后续的研究过程中,将进一步研究在线监测信息分析方法,以提高电力设备在线监测性能。

参考文献

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