試論電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備的在線監(jiān)測技術(shù)

浙江輝博電力設(shè)備制造有限公司 徐 彬

1 在線監(jiān)測技術(shù)

1.1 原理

計算機技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展，為計算機系統(tǒng)在各領(lǐng)域的高質(zhì)量應(yīng)用提供了可靠的技術(shù)層面支持，使得電力系統(tǒng)監(jiān)測工作能與計算機系統(tǒng)有機結(jié)合在一起，形成智能化監(jiān)測模式，成就了在線監(jiān)測技術(shù)[1]。在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用可實現(xiàn)對運行設(shè)備各項數(shù)據(jù)信息的全面收集與整理，能夠通過對數(shù)據(jù)信息各項內(nèi)容的深層次挖掘與利用對設(shè)備運行狀態(tài)展開全方面監(jiān)測，確定設(shè)備帶電運行情況，可及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在異常，為電力系統(tǒng)正常運行提供支持。計算機系統(tǒng)會通過對數(shù)據(jù)的收集與整理，將統(tǒng)計結(jié)果匯總到總控制系統(tǒng)中，管理人員會通過對數(shù)據(jù)的運用掌握設(shè)備運行全狀態(tài)，從而完成相關(guān)管理操作。

1.2 優(yōu)勢

運用在線監(jiān)測技術(shù)不僅能對設(shè)備運行狀態(tài)展開精準識別，實現(xiàn)對運行情況的實時監(jiān)測，同時還能按照各項實時數(shù)據(jù)對設(shè)備狀態(tài)進行評估，做出針對性設(shè)備管控方案，這樣不僅能有效提高監(jiān)測針對性以及有效性，同時還能有效降低能源消耗問題，減少不必要的浪費，能為電力系統(tǒng)高質(zhì)量運行提供支持與保障，優(yōu)勢較為突出。正是鑒于該項技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，對技術(shù)具體情況展開研究顯得極為必要。

1.3 無線傳輸技術(shù)

該項技術(shù)會通過對波長在可見光上光波的運用或通過對電磁波的運用，利用非物理接觸性方式展開通信。按照從小到大順序可分為紅外光、微波以及無線電。按照傳播媒介分類，無線傳播方式主要有紅外線、藍牙以及WiFi等。

紅外技術(shù)。其應(yīng)用可實現(xiàn)點對點工作模式，通訊距離最長為三米，可為115.2kbps通訊速率提供技術(shù)保障，最高通信速率可達到4Mbps。技術(shù)整體應(yīng)用相對較為簡單，工作原理復(fù)雜難度較低，具有成本低及功耗小等方面的優(yōu)勢，在打印機、電腦以及手機等移動設(shè)備中應(yīng)用較為廣泛。

藍牙技術(shù)。藍牙技術(shù)支持點對點或點對多點數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與話音短距離傳輸，能夠在2.4GHz頻段上展開傳輸操作。整體通信距離相對較短，一般保持在十米之內(nèi)。該項技術(shù)屬于即時技術(shù)，其對于固定基礎(chǔ)設(shè)施沒有明確要求，設(shè)置與安裝相對較為簡單。該項技術(shù)主要應(yīng)用于高數(shù)據(jù)量業(yè)務(wù)以及短距離語音業(yè)務(wù)，在無線耳機、移動電話以及PDA聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用較為廣泛。

WiFi技術(shù)。也被稱為無線高保真技術(shù)，與藍牙技術(shù)均屬于短距離無線傳輸技術(shù)。技術(shù)速率相對較高，能夠達到11Mbps，電波覆蓋范圍也相對較大，可達到50米左右。該技術(shù)在移動辦公用戶中應(yīng)用較為廣泛，應(yīng)用市場前景較為理想，已在民眾日常生活中得到了普及，在設(shè)備監(jiān)測工作中也有著極為突出的表現(xiàn)。

1.4 Zigbee無線通信

為保證電力運行成本能被控制在合理范圍之內(nèi)，能真正達到高效率、低消耗的目標，電力行業(yè)一直在對設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)進行著完善與優(yōu)化，并加大了對在線監(jiān)測技術(shù)的創(chuàng)新力度。傳統(tǒng)會通過有線布控的方式展開設(shè)備監(jiān)控，但隨著供電范圍的不斷拓展、供電密集程度的不斷提升[2]，民眾對于供電質(zhì)量提出了更高的要求，傳統(tǒng)監(jiān)控方式無法滿足設(shè)備運行監(jiān)控需求，無線監(jiān)測模式開始逐漸成為主流趨勢。無線監(jiān)測具有精準度高以及設(shè)備添加工序簡單等方面的優(yōu)勢，實時性以及實用性更加理想，不僅檢修方便且更換簡單，是現(xiàn)代電力設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用有效手段。而在此所闡述的電力設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)，是以Zigbee無線通訊方式為基礎(chǔ)進行構(gòu)建的。

1.5 Zigbee和移動通信

1.5.1 無線通信技術(shù)對比分析

為保證智能交叉口應(yīng)用質(zhì)量，需通過無線通訊手段覆蓋整個路口。目前WiFi、藍牙以及Zigbee是較為常用的短距離無線通訊手段。其中后兩種標準屬于無線個人局域網(wǎng)標準，而WiFi的標準是無線局域網(wǎng)技術(shù)標準。通過對各項技術(shù)的優(yōu)勢分析，可發(fā)現(xiàn)藍牙具有功耗低、傳播率高及成本低等方面的優(yōu)勢，但其同樣也存在著網(wǎng)絡(luò)容量小以及傳播距離短等方面的限制，一般在節(jié)點較少且高速的無線個人局域網(wǎng)中應(yīng)用較廣。

WiFi技術(shù)具有傳播距離遠及傳播效率高等優(yōu)勢，其網(wǎng)絡(luò)容量相對較大，但在抗干擾能力及成本方面存在著一定問題，要進一步完善與優(yōu)化；Zigbee控制功能較為突出，抗干擾能力較為理想，同時具備網(wǎng)絡(luò)容量大及成本低等各項優(yōu)勢，雖傳輸速度相對較慢，但因考慮到智能交叉口需保證無線通訊手段傳輸距離能夠覆蓋整個路口，要具備良好的抗干擾能力及成本低廉的優(yōu)勢，所以該項技術(shù)是作為智能交叉口無線通訊最為合適的方式。

1.5.2 Zigbee技術(shù)

該項技術(shù)與蜂群使用通訊方式較為類似，是模仿蜜蜂通過振動翅膀的方式進行方向以及實物位置等信息分享的一種技術(shù)手段。該技術(shù)是以相關(guān)標準為基礎(chǔ)所研發(fā)的新型無線網(wǎng)絡(luò)標準，數(shù)據(jù)傳輸效率相對較低，傳輸距離相對較短，整體技術(shù)應(yīng)用具有特點：功耗相對較低。終端節(jié)點工作時所使用的電流相對較小，兩節(jié)五號電池能夠為終端節(jié)點提供6個月到2年左右的電流需求；成本與速率相對較低。該項技術(shù)通訊協(xié)議復(fù)雜度相對較小，與控制器并沒有較高的要求，芯片價格在30元以內(nèi)，且使用協(xié)議屬于對外開放模式，不需繳納專利費用，數(shù)據(jù)傳輸效率在250kbps以下，處于低速率狀態(tài)，無法進行聲音以及視頻等文件傳輸，但可以滿足普通控制系統(tǒng)要求；時延相對較短?？焖夙憫?yīng)時間較為理想，從休眠狀態(tài)到工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換只需15毫秒左右，能在發(fā)射功率增強的狀態(tài)下達到延長傳輸距離的效果，傳輸距離可達到3千米距離級別。

Zigbee網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置有一個協(xié)調(diào)器負責(zé)網(wǎng)絡(luò)維護與建設(shè)。在進行協(xié)調(diào)器程序編寫時，需完成網(wǎng)絡(luò)與相關(guān)參數(shù)配置操作，要通過對合適信道的選擇完成網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，并在網(wǎng)絡(luò)建成后允許其他設(shè)備加入到其中。在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)以及樹狀網(wǎng)絡(luò)中以設(shè)置路由器作為網(wǎng)絡(luò)中繼節(jié)點，負責(zé)網(wǎng)絡(luò)擴大及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，會通過終端設(shè)備和與電氣運行設(shè)備進行相連的方式，對電力系統(tǒng)中的運行設(shè)備狀態(tài)展開全面監(jiān)測，完成數(shù)據(jù)接收與傳送，利用路由器或協(xié)調(diào)器做好信息傳輸工作，以便后續(xù)管理人員進行設(shè)備管控。

2 在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展前景

通過對電力系統(tǒng)的分析，發(fā)現(xiàn)檢修理論與技術(shù)有著密切關(guān)聯(lián)。從決策技術(shù)與預(yù)測技術(shù)層面來看，目前工業(yè)國家的設(shè)備使用期限已接近老齡化階段，設(shè)備在運行過程中的故障發(fā)生概率越來越高，需通過采取相應(yīng)方案的方法保證設(shè)備使用壽命，確保設(shè)備使用周期能得到切實延長，從而有效提高設(shè)備利用率以及經(jīng)濟效益[3]。利用在線監(jiān)測技術(shù)對設(shè)備運行狀態(tài)進行監(jiān)測時，能在有效提高設(shè)備使用效率的同時保證檢修效率?，F(xiàn)階段技術(shù)應(yīng)用還存在著一定的不足之處，如何有效提升監(jiān)測系統(tǒng)抗干擾能力、提高監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)果精準度等，都是科研人員需關(guān)注的重點內(nèi)容，也是今后需解決的重要技術(shù)難題。現(xiàn)階段介損測量技術(shù)及阻性電流測量技術(shù)發(fā)展較為理想，但還需對傳感元件一些問題展開進一步優(yōu)化，確保在線監(jiān)測技術(shù)能更好地為電力系統(tǒng)運行進行服務(wù)，為系統(tǒng)運行可靠性貢獻出更大的力量。

技術(shù)人員需進一步加大對國內(nèi)外先進技術(shù)及科研結(jié)果的研究與借鑒力度，通過不斷加快電力設(shè)備發(fā)展速度的方式，有效提高開發(fā)力度及完善力度，保證可用軟件能得到不斷強化[4]。應(yīng)通過對監(jiān)測系統(tǒng)精準度進行不斷強化的方式，做好數(shù)據(jù)調(diào)查、收集及歸納等各方面操作，確保能在短時間內(nèi)總結(jié)出精華，形成專業(yè)化的監(jiān)測系統(tǒng)，而為監(jiān)測工作開展提供更加精準的技術(shù)方面輔助。

綜上，無線傳輸以及紅外線等先進在測監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，是實現(xiàn)智能化、精準化設(shè)備監(jiān)測的有效手段，也是保證電力系統(tǒng)高質(zhì)量運行的重要措施。電力企業(yè)需進一步加大對各種技術(shù)的研究及優(yōu)化力度，要通過對技術(shù)實施運用情況的不斷分析與總結(jié)，確定技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢與不足之處，并與科研機構(gòu)形成有效配合，實現(xiàn)對技術(shù)不足之處的精準強化處理，確保監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用水平能夠得到切實提升，在線監(jiān)測技術(shù)優(yōu)勢能被發(fā)揮到最大，從而實現(xiàn)理想化電力系統(tǒng)設(shè)備運行監(jiān)測模式，為廣大民眾提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。