电力物联网技术在电力设备在线监测中的应用研究

电力物联网技术在电力设备在线监测中的应用研究

刘培振1,王荣琪2

1.身份证号码：372524198309077250  2.身份证号码：371523199001276613

摘要：随着各个领域的发展越来越好，人们对电气装置的需求也越来越大，电网和输电线路的结构也变得比较复杂。为了提高电气设备的安全性和稳定性，需要对整个工作状态进行实时监控。这与物联网技术的结合正在推动电气设备向智能化、信息化方向发展。利用物联网技术监测用电设备状态，提高一次设备的感知能力，推动用能设施智能化服务。如何实现对电气设备的监控已成为亟待解决的技术问题。

关键词：电力物联网技术；电力设备在线监测；应用

引言

电力系统在我国社会经济中有着重要的地位，其运行水平直接关系到经济的发展。在电力系统中有着众多的电气设备，其中任何一个电气设备出现问题将会对电力系统的安全运行带来影响。因此需要对电气设备的运行状态进行全方位的把控，通过状态检测及故障诊断技术快速的发现电气设备中存在的问题，并及时制定合理的措施进行解决，保证电力系统安全稳定的运行。为此需要做好电力系统设备的监测及故障诊断工作，并不断的改进和完善相应的技术，提升工作效率。

1物联网定义与内涵

1.1物联网定义的提出

20世纪末,随着信息时代的来临及发展,出现了物联网一词,该概念由美国麻省理工学院率先提出,物联网是指将所有的本来不相关的物体通过射频识别、红外感应器等各种传感设备通过互联网连接起来,实现智能化的识别以及可管理的网络,并做到万物的随时感知、信息读取。

1.2物联网最新内涵

现在物联网是指通过各种信息传感器、射频识别技术、定位系统、红外感应器、激光扫描器等多种装置与技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体信息,包括声、光、热、电、力学、化学、位置等。通过各种接入,网络传输,数据处理,从而实现物与物、物与人的广泛连接。物联网是一个基于互联网、电信网等的信息承载体,它让所有能够被独立寻址的普通物理对象因为可以被访问并通过互联互通的网络而实现万物互联。

2基于物联网技术的智能电网体系构架分析

2.1感知层

利用物联网技术实现智能电网的建设可以从3个方面进行分析，首先是从感知层面进行分析。感知层就是对物体的信息进行收集，对于物体的实时情况进行识别，以及通过互联网技术实现对物体的智能控制。要实现这样的目标就需要采取一定的技术方式进行实施。首先可以采用RFID技术实现对物体的识别，通过这种技术能够清楚地了解到产品的基本信息，以及存放的位置等等信息。同时，还可以使用EPC技术对物体的基本信息进行收集，并将其和互联网技术相结合，使得信息能够保存更久，最后实现对物体的智能化控制。在进行电网体系智能化建设的过程中，感知层是物联网技术应用的关键。通过对各种采集装置的使用，能够清晰了解到物品电力装置的信息及实时的状态，进而能够实现对电网系统的管理。

2.2传输层

传输层是实现电网体系智能化的另一个核心，传输层的主要作用就是将感知层收集的各种信息传输至应用层中，同时还要帮助应用层实现对各种信息的分类和管理。传输层在应用的过程中，首先应当保证的是所传递的信息是准确的、全面的。只有这样的信息才能够真正地保障应用层的各种决策是正确的。在现阶段的发展过程中，可以利用多种方式对传输的信息质量进行保障。利用电力光纤网络和无线宽带网络实现数据的转发和设备的接入，进而为信息传输提供通道。同时，在进行设备接入时，要进一步细化接入网和核心网。不断完善相关的网络建设，并且不断加强与物联网技术的结合，同时还要在信息传递的过程中，加强监管，以防止传输的数据被窃取和漏传等等情况的出现，进而能够实现信息传递的高质量和高效率。

3电力系统运营状况的设备监测

3.1过程层设备监测

过程层设备监测所涉及的组件比较多,如变压器、电容、避雷器和断路器等。为了促进检测能力与范围的进一步提升,需要对电力设备深入研究,特别是对于在过程层设备中发挥着关键作用的智能化开关,需要进一步完善电子设备、感应器、执行器以及数字型的通信接口等配备,以提升在线检测与判断功能的总体技术水平。为了确保安全工作状态,还需要对电气设备工作中形成的局部放电严密监视，可选用SF六型电气装置,利用其绝缘性能的优越,减少放电问题造成的不良影响。

3.2电缆和开关柜测温

电缆和电气柜的状况对供电过程影响很大，往往线路间传输能量过大时，会出现线路过热的问题，直接导致停电。设备。尤其是在涉及大量设备的电网运行中，如果出现故障，会导致设备出现很多问题，包括与开关盒接触不良或插座偏心不良等。特别是与高压电缆连接或电线内部接触不良时，绝缘老化问题更为严重，甚至导致更大的安全隐患。因此，有必要通过分布式光纤布拉格原理等新技术的应用，提高对光缆接头、高压电气柜等电气设备过热问题的预防，并采用精确的实时温度监测。光纤测量和星型拓扑控制温度等对光缆和电柜进行实时测温和监控，确保光缆和电柜的安全。

3.3电容型设备在线监测

电容式设备在线监测系统应通过信号采集进行数据分析和采集，以满足监测需要。检测精度受采样环境影响，关键是端地电压一般为毫安级小电流，采样存在偏差，大大降低了监测的精度。现将直观耦合和磁耦合两种方法作为最重要的信息获取方法进行分析。将测试样品的电流转换成更高的电流传递的方法是直观的耦合方法，通过大量模拟的电流传递可以达到更高的信噪比效果。直观耦合的测试样本需要改进。改造方法主要有两种：（1）装置断开被测产品的端屏后，将电容与电源插座串联，经信息设置电路确定信息满足要求。（2）电阻电容值产生的电路串联在设备端屏连接电路后，要保证输出电流达到几十伏的标准，需要正确选择电阻电容值。但是直接耦合方式也有一些缺点，特别是在安全方面，如果直接耦合方式失效，在连接设备的下一个屏时就会出现短路故障，对设备的安全性影响很大.设备。直接耦合方式没有隔离的初级和次级端子，当系统产生过大电流时，如果电气元件不能及时工作，就会造成电子电路和计算机的严重故障，造成的经济损失将不可估量。单圈中心传感器为磁耦合方式，分为主动式和被动式两大类，可靠性高。磁耦合方式不改变试件的连接方式，可在试件内部形成磁场隔离，避免安全问题的发生。有源电流传感器通过在输出端口增加有源计算放大，对传感器次级端的输出电流信息进行放大，信号质量大大提高，有效降低了对外部信息的影响，具有较高的性能。.无源电流传感器无需安装其他辅助电路也能达到效果，整体结构比较简单，后续维护也比较简单，可以降低投资成本。电容式器件通常存在被测电流信息很小的问题，即输出电流信息只有几毫伏，当外界噪声信号增大时，会对整个检测结果的准确性产生很大影响。

结语

在我国经济发展过程中，电力行业一直有着重要的贡献，是保证农业、工业生产的基础，因此电力系统的稳定运行就显得尤为重要。电力系统在运行过程当中会受到各种因素的影响，若是没有采取合理的措施，将会造成电气设备故障问题的出现，为此需要做好电力系统设备的在线监测及故障诊断工作，通过科学的在线监测，运用合理的故障诊断技术，及时发现并处理电气设备中存在的问题，对保证电力系统的稳定运行有着重要的意义。

参考文献

［1］徐伟强，魏云冰，路光辉．电力电缆及隧道在线监测与移动巡检协同策略探讨［J］．电测与仪表，2021，56(19):121－125．

［2］刘建明，施明泰，庄玉琳，等．增强现实、虚拟现实和混合现实技术在电力系的应用［J］．电力信息与通信技术，2021，15(4):4－11．