淺談配網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測中互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運用

袁建洪

摘 要：本文在配網(wǎng)電力裝置運行監(jiān)測作用方面入手，來對互聯(lián)網(wǎng)于配網(wǎng)設(shè)備的監(jiān)測系統(tǒng)當(dāng)中相關(guān)運用實施分析，從而來使配網(wǎng)裝置的穩(wěn)定與安全得到提升。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測；互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；運用

中圖分類號：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）21-0122-02

1 引 言

配網(wǎng)電力裝置運行監(jiān)測指的是運用著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，來對于故障的位置、類型以及嚴(yán)重程度來做判斷，對設(shè)備能夠運用壽命的長度進(jìn)行預(yù)測，來對于問題提出相關(guān)的建議還有維修的方案。

2 配網(wǎng)電力裝置運行監(jiān)測作用

低電網(wǎng)發(fā)生大面積的事故進(jìn)行預(yù)防第一道防火墻。依照統(tǒng)計，在2003～2007年間，使全國各個地區(qū)發(fā)生大面積停電其主要的原因為惡劣環(huán)境氣候的影響，不過因為電氣裝置自己故障造成電網(wǎng)事故是呈現(xiàn)出上升趨勢的，其占到的比例已是全部電網(wǎng)事故一半還多。在2003年，發(fā)生57起較大的電網(wǎng)事故之中，電氣裝置故障引發(fā)的占到了30起，大約占到事故總數(shù)53%。在全國領(lǐng)域內(nèi)大面積的停電事故剖析之中能夠得到，電氣裝置自身故障為對電網(wǎng)的安全運行造成影響的關(guān)鍵因素。而且，于電網(wǎng)故障之中占到的比例非常大，已經(jīng)變成供電單位不得不對起進(jìn)行重視的狀況之一。該配網(wǎng)電力裝置運行監(jiān)測工藝的運用，他的目的是對于電力裝置運行的狀態(tài)和剩余的壽命實施在線評估以及預(yù)測，可以精準(zhǔn)對電力運行之中發(fā)生的故障進(jìn)行檢測，并且及時進(jìn)行搶修，免于對工作、家庭帶來一些不必要困擾。而且對于電力的剩余壽命來做出提前的預(yù)測，能夠免于電路的老化問題而產(chǎn)生的不良影響，使大眾生命與財產(chǎn)安全得到保障，并對狀態(tài)維修供給理論的依據(jù)，使得電網(wǎng)的運行得到較大提升。

3 電力裝置監(jiān)測系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)的工作原理

傳感器作用為對電力裝置電能以及環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行檢測，對后臺系統(tǒng)供給實時的數(shù)據(jù)。其傳感器能夠安裝于設(shè)備的內(nèi)部或者是外部，運用多類無線通信辦法集中以及分散地對信號進(jìn)行檢測，使得任何地點配電網(wǎng)的狀態(tài)監(jiān)測得到實現(xiàn)。后臺系統(tǒng)依照配電網(wǎng)裝置狀態(tài)的變化來實施預(yù)警以及警告，且自動產(chǎn)生狀態(tài)評估的結(jié)論，來對配電網(wǎng)日常運行的需要進(jìn)行相應(yīng)的提供。在無線傳感器能夠監(jiān)測到現(xiàn)在裝置狀態(tài)指的標(biāo)大于一定閾值的時候，就會立刻啟動其預(yù)警模式，向后臺報警，且后臺會迅速收到信號，把當(dāng)前的設(shè)備狀態(tài)與周邊環(huán)境的視頻還有狀態(tài)評價的結(jié)果給傳送到配網(wǎng)的運行人員。

數(shù)據(jù)采集層：

（1）環(huán)境狀態(tài)的監(jiān)測

對于配網(wǎng)電氣裝置其環(huán)境方面的監(jiān)測涵蓋了配網(wǎng)環(huán)境其溫濕度的監(jiān)測、氧含量的監(jiān)測以及煙霧監(jiān)測，還有配網(wǎng)設(shè)施其水浸狀態(tài)的監(jiān)測和視頻監(jiān)控，與配網(wǎng)設(shè)備的噪音監(jiān)測。

（2）設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測

配電終端運用其主要對象包含配電站、開關(guān)站、配電線路、配電的變壓器以及前置環(huán)網(wǎng)設(shè)備等。設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測主要是實現(xiàn)對于電力裝置數(shù)據(jù)采集以及傳輸方面的處理。其采集數(shù)據(jù)涵蓋了環(huán)網(wǎng)柜、開關(guān)站、配電的變壓器、柱上開關(guān)、箱式的變壓器以及配電室等模擬量以及開關(guān)量。

（3）防盜監(jiān)測

于箱式變壓器、環(huán)網(wǎng)柜以及分支箱上來安裝相關(guān)的門磁傳感器，使得對于柜門的打開次數(shù)以及打開時間進(jìn)行實時的監(jiān)測，而且經(jīng)過現(xiàn)場的作業(yè)終端實施射頻識別，依照工作人員正常的巡檢時間來對柜門是不是異常的打開進(jìn)行正常的檢測，當(dāng)作設(shè)備防盜的判斷根據(jù)。

3.2 數(shù)據(jù)通信層

通信層的傳輸網(wǎng)絡(luò)，其涉及了Zig Bee無線通信的技術(shù)、電力骨干層其通信網(wǎng)的光纖技術(shù)以及以太網(wǎng)。傳感器對配電裝置運行環(huán)境的數(shù)據(jù)以及運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，再經(jīng)過自己無線通信的模塊給傳輸至就近短距離的無線傳輸匯聚節(jié)點，經(jīng)過大量匯聚節(jié)點所組成自組織的網(wǎng)絡(luò)來傳輸至數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕?。其無線網(wǎng)絡(luò)和接入層的通信網(wǎng)還有骨干層的通信網(wǎng)能夠順暢實施通信，對電力單位現(xiàn)存通信網(wǎng)絡(luò)的快速、穩(wěn)定以及安全等優(yōu)勢充分的運用起來。于電力裝置內(nèi)部依據(jù)就近匯集原則來構(gòu)成相關(guān)的Zig Bee通信網(wǎng)絡(luò)，每一個子網(wǎng)都指的是單個中心裝置接到光纖網(wǎng)絡(luò)，利用Zig Bee與光纖相結(jié)合的辦法使得把裝置的各類狀態(tài)信息進(jìn)行雙向傳輸?shù)玫綄崿F(xiàn)。所以，于通信子網(wǎng)之中來設(shè)立起網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器和大量中心匯聚的節(jié)點，其每一個中心匯聚的節(jié)點對單個監(jiān)測領(lǐng)域之中一部分進(jìn)行管轄，和各個終端節(jié)點來構(gòu)成子網(wǎng)，且子網(wǎng)間是相對獨立的，電力裝置和通信模塊是連接的，經(jīng)過標(biāo)識符對所隸屬中心匯聚的節(jié)點進(jìn)行確定。各個中心匯聚的節(jié)點經(jīng)過多跳的鏈路把采集到的信息數(shù)據(jù)傳送至網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器。匯聚節(jié)點與傳感器傳輸頻率是運用的2.4GHz，且傳感器網(wǎng)是運用無線自組的網(wǎng)絡(luò)。

3.3 數(shù)據(jù)管理層

以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，無線的自組網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測體系數(shù)據(jù)的管理層，在管理的內(nèi)容上來進(jìn)行劃分，是應(yīng)用服務(wù)、基礎(chǔ)服務(wù)以及數(shù)據(jù)接口這3部分來組成的；在功能實現(xiàn)方面來看，利用通信主站軟硬件的配置為主。其數(shù)據(jù)接口的部分來對與主站建立起連接進(jìn)行負(fù)責(zé)，而且對收集起必要數(shù)據(jù)信息進(jìn)行負(fù)責(zé)，利用所設(shè)定周期來進(jìn)行發(fā)送；其數(shù)據(jù)的接口還需要確保數(shù)據(jù)信息的一致性、完整性以及安全性。而基礎(chǔ)服務(wù)的部分為這個平臺基礎(chǔ)，涵蓋了數(shù)據(jù)存取、數(shù)據(jù)傳輸、權(quán)限管理以及報警信息等多種功能，其主要是對現(xiàn)場發(fā)送到數(shù)據(jù)信息的接受進(jìn)行負(fù)責(zé)，而且對數(shù)據(jù)統(tǒng)計、檢索以及存儲的工作負(fù)責(zé)。運用服務(wù)這部分主要為配電信息高級運用，其主要是面向于用戶。

4 以混合組網(wǎng)為基礎(chǔ)用電信息的采集系統(tǒng)

與現(xiàn)場臺區(qū)中實際的測試相結(jié)合，運用Mesh無線的傳輸網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)LC臺區(qū)中所存有的采集盲點狀況進(jìn)行解決。Mesh無線網(wǎng)絡(luò)是運行在470～510MHz免申請的頻段，其支持8-32跳頻頻點共同慢跳頻進(jìn)行通信，且網(wǎng)絡(luò)組態(tài)是運用著自組織的Mesh架構(gòu)。于10kV配電臺區(qū)域中不能運用該電力線載波對用戶的電表信息進(jìn)行采集工作，其采集盲點是連接著Mesh無線網(wǎng)絡(luò)的中繼器，而且于其周邊的某長時間都可以穩(wěn)定對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，該載波的采集器側(cè)是安裝在Mesh無線網(wǎng)絡(luò)的中繼器，這個時候這2中繼器來建立起主從網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點關(guān)系，便能夠經(jīng)過已經(jīng)建立起Mesh無線網(wǎng)對電表側(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，如圖1。

5 系統(tǒng)運用的性能分析

為對電力裝置監(jiān)測系統(tǒng)性能進(jìn)行分析，可以有代表性選取某個地區(qū)其地下的開閉所、箱式的變壓器、環(huán)網(wǎng)柜以及柱上的開關(guān)等多種典型電力裝置實施監(jiān)測。經(jīng)過對無線自組的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行架設(shè)，利用較小組網(wǎng)以及運營成本，來對配電裝置監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)，集配電裝置的狀態(tài)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、視頻監(jiān)控以及環(huán)境監(jiān)測等于一體。就像是高樓或者者地下室，在傳輸功率方面分別設(shè)定在10、68以及100mW的時候，其能夠傳輸?shù)木嚯x達(dá)到了10、500以及1000m。在通信頻率是2.425GHz的時候，實際的傳輸速率能夠達(dá)至120～145kb/s，而且測試值的偏差比1%還小，誤碼率比10-5小，其平均時間的延遲是24ms。

測試的結(jié)果表明了這個系統(tǒng)對于日常配網(wǎng)的電氣裝置實施實時的監(jiān)測是極其有效的，使得較少信號延遲得到保證時，滿足對于室內(nèi)以及室外的裝置狀態(tài)評估需要。對以混合組網(wǎng)為基礎(chǔ)用電信息的采集系統(tǒng)，該載波的采集器極易覆蓋電表直接經(jīng)過之前PLC線路來把用電的信息給傳送到集中器上；載波的采集器難以覆蓋電表，則經(jīng)過無線的自組網(wǎng)當(dāng)中繼器來把表計用電數(shù)據(jù)傳送到和載波的采集器連接起來的Mesh中繼器，于匯聚了大量無線中繼器用電的信息之后傳至載波的采集器，再經(jīng)過PLC線路之上來傳至載波的集中器。這個方案使得用電信息其采集方面的無盲區(qū)、全方位覆蓋得到實現(xiàn)，不但使用電的信息采集覆蓋率得到提升，而且使用電的信息采集其全覆蓋經(jīng)濟(jì)成本得到下降。

6 結(jié)束語

電力裝置狀態(tài)檢測的結(jié)果應(yīng)當(dāng)具有精準(zhǔn)性，該文章提出無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)接到配電終端典型組網(wǎng)的方式以及業(yè)務(wù)接入的方式，建立起配電的自組網(wǎng)檢測體系，使得裝置運行監(jiān)測以及環(huán)境監(jiān)測功能集成得到實現(xiàn)，還使裝置運行的管理水平以及配電供電的可靠性得到提升，對配網(wǎng)的自動化實施供給了關(guān)鍵的參考辦法。

參考文獻(xiàn)

[1]劉 堯.配電網(wǎng)電纜其屏蔽層寬帶的載波通信工藝[J].華東電力，2007，35（12）：60～61.

[2]盧新波.以GPRS為基礎(chǔ)配網(wǎng)自動化的系統(tǒng)性能剖析[J].電力系統(tǒng)通信，2006，27（1）：25～26.

[2]周金華，張 靜.多傳感器的數(shù)據(jù)融合工藝于電廠狀態(tài)的監(jiān)測與故障診斷之中的運用.煤礦機械，2011，32（11）：271～273.

收稿日期：2018-6-12