基于物联网技术的变电设备状态检修的研究及应用

基于物联网技术的变电设备状态检修的研究及应用

徐文凯 张新蕾

国网山东省电力公司东营市河口区供电公司 山东 东营 257200

摘要：随着信息化在电网安全生产工作中的深化应用，生产管理的智能化水平得到不断提高，“ERP系统”、“生产管理信息系统”、“可靠性系统”等多种信息化管理系统在生产中发挥重要作用。2019年国家电网首次提出“泛在电力物联网”的概念，即充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术和先进通信技术，实现电力系统各个环节万物互联、人机交互，为电网安全经济运行、提高经营绩效、改善服务质量，以及培育发展战略性新产业，提供强有力的数据资源支撑。随后各电力企业围绕泛在电力物联网的战略目标，纷纷开展试点建设工作。

关键词:智能电网;物联网;电力设备;状态检测

引言

目前，我国电力系统还没有建立起完善的状态检修体系，受限于传感器技术的发展，物联网技术也处于发展阶段。随着电力系统的深化改革，状态检修相关的规定、准则、标准在不断的完善中，检测判断技术与物联网技术也在不断发展，基于物联网技术的变电设备状态检修也就随之应运而生。

1物联网技术

物联网技术（TheInternetofThings，简称IOT），是指通过信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集对象的声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理的技术。物联网是一个基于互联网的信息承载体，它通过特定的网络协议，让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成相互通讯、相互交换信息的网络。简单来说，物联网技术是利用互联网，使一定的物件和与另一物件，进行信息交换以及通讯，从而实现实时监测、实时控制等多方面功能。现在随着我国现阶段5G网络的不断发展以及完善，传输容量更大、更稳定、延时更低的移动互联网为物联网技术提供了更为广阔、更为实际灵活的使用平台。

2变电检修中的检修模式

2.1事故检修模式

事故检修模式，是当电力设备出现故障或者事故时，才对电力设备进行检修或者抢修工作的变电检修模式。事故检修模式是最原始、最简单且最为被动的检修模式。由于此模式下的检修是等待电力设备出现故障被迫停运后，才对电力设备进行维修。事故检修模式是被动的、缺乏计划性的，检修工作的风险管控难度也非常大。

2.2状态检修辅助决策系统

状态检修辅助决策系统是2010年在状态检修的大趋势下基于公司生产管理信息系统开发建设，系统包括：设备基础台账信息、技术参数、试验信息、检修信息、缺陷信息和不良工况信息以及设备维修或检修决策的制定等信息，这些信息形成了多维度设备大数据库。利用这些关键信息量进行状态检修评价时，设备生产数据都会自动关联，利用权重指标分析法、设备状态评价导则进行设备状态评价，对评价结果进行专家审核，形成设备真实准确的状态结果，对异常设备故障及时进行预警分析，并依据检修导则定制检修策略，开展状态检修，有助于保障设备正常运行、预防故障，然后利用设备状态和设备检修情况合理编制公司未来的停电检修计划，提前安排，实现了设备的应修必修，避免了过度维修，节约生产成本，延长了设备检修周期，确保了设备的安全生产运行。

2.3预防性检修模式

预防性检修模式，是根据不同电力设备，制定检修工作内容及检修周期的变电检修模式。这种相对主动的检修模式，也被称为定期检修模式，是我国现阶段最为广泛应用的检修模式。预防性检修的检修周期通常是根据实践经验以及运维时的相关统计数据进行确定，具有一定的科学性。预防性检修的检修依据是经验与数据统计，由于不同地区的设备的运行环境、运行年限、管理模式等不尽相同，不同厂家生产的设备也会有质量参差不齐的情况。当部分设备到达检修期限时，其它部分设备可能仍然处于一个健康状态，无需进行检修，这种情况下安排整体设备的检修，无疑是造成了人力、物力的浪费。定期检修虽然可以提高电力设备整体的健康率，但是仍无法避免过度检修以及有针对性地控制设备事故发生。

3物联网技术及变电检修中的应用

3.1终端数据隐私保护

电力物联网终端产生的海量数据涉及用户隐私，终端面临的数据安全挑战突出。由于物联网终端处于复杂的运行环境中，即便进行加密也可能遭侧信道分析攻击或劫持等而泄露隐私信息。传统监控系统需要将终端监测数据上报到系统后台进行分析诊断，再做出控制决策，这将导致终端与主站间大量的数据交互。物联网终端的爆炸式增长，将会在网络流量上对通信系统及后台造成巨大的压力。采用边缘计算技术，由靠近物联网终端的边缘节点进行数据处理，可以显著减少从终端设备到后台的数据流量，提高实时性和快速响应能力，是电力物联网发展的重要趋势。

3.2电力设备运行环境检测

外界环境是影响电力设备安全稳定运行的重要外部因素之一，外部环境引发的电力设备故障对电力系统造成巨大破坏，尤其是气候条件恶劣、地理环境复杂的外部条件，对电网的运行产生很大影响，比如微风振动、导线覆冰、绝缘子串风偏等。此外户外变压器、断路器等对温度的敏感性也较高，温度过高也容易引发故障，因此需要对电力设备的外部环境进行实时的状态检测。智能电网与物联网的融合建设中，通常采用导线气象环境在线监测的方法，在输电线路上安装各类传感器，实时采集环境数据信息，进行分析处理，以实现电力设备运行环境的在线监测。

3.3开关柜智能在线测温系统

变电站10kV断路器运行于开关柜内，运行时可能会出现局部回路电阻升高的情况，此时由于运行通过电流较大，容易出现触头发热情况，触头发热会导致金属过热融化，甚至造成短路爆炸。而断路器运行于开关柜内，运行人员往往难以对其进行直接观察及测温，只能通过定期的设备停电检查试验来判断设备的运行健康度，在线测温装置可以很好的解决这个问题。

3.4变电环节

变电站作为电力系统中的关键，在实际应用过程中，是支撑变电站运行的关键，物联网那个技术的应用可以让变电站得到更好的发展，借助传感器监控电流、电压信息，实现对变电站的高效控制。通过这种技术也可以为检修、维修工作提供可靠的数据依据，5G时代背景下，物联网技术得到进一步发展，配合遥感监测技术，变电站可以更加稳定的运行。

3.5其他辅助管理系统

除了以上管理系统外，公司还建立了其他辅助管理系统，如：基于大数据管理的电力设备状态智能预警系统，依靠成熟的故障机理、决策树和专家推理故障诊断进行变压器和断路器的精确评价系统，利用多通道高端局放带电检测技术开展的电缆精确评价系统，基于设备可靠性的抗短路评估系统，囊括系统异常事件、非计划停运等情况指标的输变电可靠性管理系统，以及其他针对各类设备的精确评价系统，这些系统可以有效保障电网设备的安全经济运行。

结束语

新时期，电力系统的各个环节中都会应用到物联网技术，而在5G时代的影响下，物联网技术水平得到提高，还需要结合实际情况，为电力系统的安全运行提供保障。但从目前来看，还需要进一步加深对物联网技术的应用分析，以此最大程度保证电力系统的稳定性，确保能够满足每一个用户所需电能。

参考文献

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