简析物联网在配电网运维管理水平提升中的应用

简析物联网在配电网运维管理水平提升中的应用

王睿

国网晋中供电公司城区供电中心

山西省晋中市榆次区 030600

摘要：科学技术在发展的同时也带动了物联网技术的快速发展，将物联网应用于配电网运行过程中，可以提高配电网的安全性和监测工作效率，提升配电网运维管理水平，降低配电网的运行成本。因此，研究物联网在提升配电网运维管理水平中的应用具有非常重要的现实意义。

关键词：物联网；配电网；运维管理；应用

1对电网运维时的信息采集、融合、处理

配电网的运行维护涉及多个配电网，具有配电网众多、检测复杂、配电线路多、设备类型丰富、现场运行环境多变等特点。在配电网的日常运行中，工作人员稍有失误就容易造成配电网运行故障，因此，配电网运维管理的优劣成为电网安全运行的核心。在日常管理中，工作人员主要负责收集大量的配电线路、配电变压器、避雷器等设备的运行状态数据，来确保设备的工作状态。

1.1电网运行的工作状态

配电网主要由配电线路、杆塔、配电设备构成，多数设备成本低，如何以合理的成本实现广泛的信息采集是当前配电在线监测运维管理中需要解决的关键性问题。目前，配电网的运维监管系统只能完成重要信息的采集，其他较小的元器件信息，多数是人工采集，电力企业在此方面仍需投入大量人力和物力。随着技术的进一步发展，物联网愈加完善，配电网的信息采集面也越来越大，为实现配电网的信息化，保证电网的安全运行，需要采集的重要信息有以下几方面：线路工作电流、工作电压、避雷器泄漏电流和动作次数、配变工作状态、智能开关。

1.2电网设备运行的环境状态

1.2.1周围温度

环境温度是影响配电线路设备正常工作的一大因素，对温度参数的采集可以实时监控设备的工作环境状态，确保电力设备的额定范围，避免因温度超标导致电网运行故障。

1.2.2周围湿度

环境湿度对于设备的静电、凝露性能都有一定影响，为确保电力设备因为湿度不够或超标而造成凝露故障，应将物联网设备的周围湿度控制在额定范围内。

1.2.3风速风向

风速风向对于杆塔及空中配电线路影响较大，尤其是沿海地区，因为风灾而导致电路故障的情况时有发生。物联网能实时监测变电站风速和风向，并作出有力判断来避免电路故障，对高空作业具有重要意义。

2物联网技术在配电网设备运维中的应用

物联网技术的应用是在原有的配电设备监测的基础之上加以延伸，增强对配电设备的监测能力，将配电设备所需监测因素包括负荷、电缆表皮或接头表皮温度、护层环流、烟雾、水浸、履冰、风偏等进行分类参数化监测，并将所测得数据进行实时反馈，在设备维护和运行控制工作上下功夫，提升系统化管理水平。第一，物联网技术之在线电压监测。监测终端是物联网技术的组成部分，例如：电压监测终端具备多种监测功能，对被监测电压采用有效值采样，根据实际运行电压（1min平均值）及被监测电压额定值、整定电压上限值和整定电压下限值来统计日（月）电压监测数据，包括总运行统计时间、越上限累计时间、越下限累计时间、电压合格率、电压越上限率、电压越下限率、电压最大值及其发生时间、电压最小值及其发生时间；通过物联网实现本地对终端数据读取和参数设置，帮助运维人员对电网运行稳定性进行分析，提升配电网运维管理水平。第二，物联网技术之配电网管沟。在运行情况下，在物联网技术的基础上，利用传感器技术、GIS导航技术、计算机网络技术、告警过滤算法，采用分布在配电电缆沿线的传感器或信号采集单元采集并发送状态监测量，对电缆井盖、环境温度、烟雾、水浸状况进行连续或周期性的自动监视监测，利用信息技术手段做好电力管沟的维护管理，加强电缆的精细化管理，实现实时监控和快速高效响应机制，更好地保护管沟内电力设施，更好的监控电缆运行状态，提高对电缆运行监控的水平，为电网安全生产提供了可靠有力的技术手段，确保电网安全持久稳定运行，提升了供电可靠性。第三，物联网技术之无功补偿装置。物联网技术发展迅速，形变温度传感器、烟感传感器等监测终端在电力行业的应用越来越广泛。例如：由于形变传感器对电容的变形反应十分敏感，可将电容的变形量通过电信号传递到物联网系统之中，辅助工作人员能够及时发现和判断电容是否失效，并及时掌握失效电容的位置，提醒工作人员及时更换。

3无线传感器网络对配网状态的监测

3.1低成本配电网冷却风机运行监管

主要的原理是使用冷却风机的运行轴温与震动来检测运行状态，是物联网技术在配电网运维管理中一个成本比较低的在线监测的解决方式。低功耗温度的传感器进行监测轴温，MCU定时启动三轴MEMS加速传感器监测风机轴的三维震动信息，而且将轴温和三轴振动信息通过RF链路发送到管理系统后台的主机，并从后台软件融合环境的温度就可以算出风机油的温升，然后将风机轴的温升和震动量变化的趋势和同类风机的温升与震动值进行对比，就能够实现及时的预知。一旦冷却风机产生的故障，就可以在它没有被损坏之前进行一些部件的更换，从而预防故障的出现和进一步恶化。

3.2无线变形温度传感器

在刚发生时的预警电容器的故障的状况下，鼓肚现象是经常会有的。一般的状况下，由于温度不一样了，储罐都会发生体积上的变化，造成一定范围内的膨胀和收缩。但是严重的是一旦在绝缘油中出现了放电的现象，里面就会出现很多的气体，这就会导致壁厢的变形和膨胀。鼓肚电容是不可以进行修复的，最后只能到更换的地步。一般来说，电容器毁坏时，都会做出加热的反映，所以严格把握温度的数据和细致观测壳体的变化才能从源头上减少电容器失效的情况出现。无线变形温度传感器有两个功能，就是可以监测温度的升高或降低和测量是否有变形的情况出现，无线变形温度传感器的使用，主要出现在观察电容和变压器的温度升高或降低。要想让其实现更完美地粘在结构的表面，就要在应变计设计的过程中使结构的外观呈现十字形。双套应变仪可以粘贴在相近的两个臂膀上，每只手臂的正、负两个部分可以对应地贴上一张应变片，这就可以在一定程度上减少应变计温度系数对测量数据的影响，从而减少了温度测量所产生的误差。

3.3边缘计算

在靠近末端设备的一边，使用集合了网络、计算、存储、应用核心能力的平台，方便了提供最近端服务，边缘网关通过串口、载波或微功率无线等方式实时采集末端设备数据，构建大数据模型实时分析电能质量，对欠压、过压、过流、过载、断相等进行实时分析，并更新分析结果，主动投切电容，改善电能质量。并能对防窃电、故障研判、拓扑等进行高级应用分析。大大提升处理效率，减轻云端的负荷。由于更加靠近用户，还可为用户提供更快的响应，将需求在边缘端解决。

结束语：总而言之，物联网技术作为一种利用现代网络和监控的新型技术被逐渐应用到配电网运维管理中。配电网在实际运行过程中，维护与管理是其中重要的工作内容。因此，电力企业相关工作人员需要制定系统的管理措施，提升配电网运维管理水平，促进电力企业健康发展。

参考文献:

［1］石磊,关晓菲.简述物联网在配电网运维管理水平提升中的作用[J].大科技,2014(36):143-144.

［2］徐升.物联网在配电网运维管理水平提升中的应用分析[J].通讯世界,2016(3):128-129.

［3］王煜贞,袁海星,杨淑文等.物联网在配电网运维管理水平提升中的应用[J].中国科技纵横,2013(23):123-124.

［4］徐升.物联网在配电网运维管理水平提升中的应用分析［J］.通讯世界，2016（3）：128-129.

［5］王煜贞，袁海星，杨淑文.物联网在配电网运维管理水平提升中的应用［J］.中国科技纵横，2013（23）：123-124.