物聯(lián)網(wǎng)在提升配電網(wǎng)運(yùn)維管理水平中的應(yīng)用

邢旭東

摘要：配電網(wǎng)的運(yùn)行、維護(hù)和管理水平是提高供電可靠性的重要手段，配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)取決于對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和分析。針對(duì)現(xiàn)有配電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境監(jiān)測(cè)中存在的問(wèn)題，提出了利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集和集成配電網(wǎng)信息的方案和實(shí)現(xiàn)方法。介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用實(shí)例，介紹了低成本分布式網(wǎng)絡(luò)散熱風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)無(wú)線傳感器和溫度傳感器的應(yīng)用實(shí)例。論述了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在配電網(wǎng)中的主要應(yīng)用， 可以提高配電網(wǎng)的安全性， 減少檢測(cè)工作量， 降低配電網(wǎng)的運(yùn)行成本， 為智能電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng); 物聯(lián)網(wǎng); 運(yùn)維管理; 狀態(tài)監(jiān)測(cè); 冷卻分級(jí); 電容器;

1物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于電網(wǎng)運(yùn)維管理中的意義

物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)被公認(rèn)的有3個(gè)層次， 從下到上依次是感知層、傳送層和應(yīng)用層。其中， 感知層主要解決信息的感知和采集， 是物聯(lián)網(wǎng)的核心基礎(chǔ)設(shè)施;傳送層主要將信息進(jìn)行可靠傳輸， 是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的關(guān)鍵;應(yīng)用層主要支持信息協(xié)同、共享和互通， 是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的重要表現(xiàn)。

物聯(lián)網(wǎng)在電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)管理中的應(yīng)用，可以提高電網(wǎng)的可觀測(cè)性和可管理性，快速反映電網(wǎng)故障，給用戶帶來(lái)更可靠的供電，更好地保護(hù)電力設(shè)施。近年來(lái)，泵用變壓器在農(nóng)村地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用，因?yàn)樗奈恢么蠖嘣跓o(wú)人值守的現(xiàn)場(chǎng)，而且變壓器被盜的情況時(shí)有發(fā)生。變壓器被盜嚴(yán)重影響人們的財(cái)產(chǎn)安全，特別是在變壓器的栽培期。在這方面，我們可以充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，避免竊聽(tīng)事件的發(fā)生，促進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)維管理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2物聯(lián)網(wǎng)配電網(wǎng)運(yùn)維管理現(xiàn)狀分析

在電力企業(yè)發(fā)展過(guò)程中， 配電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)管理是其中重要的工作內(nèi)容， 是提高供電穩(wěn)定性的有效途徑。但是， 目前物聯(lián)網(wǎng)配電網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中， 其維護(hù)和管理水平有限， 對(duì)設(shè)備的監(jiān)測(cè)不足， 配電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量無(wú)法得到提升。由于我國(guó)配電網(wǎng)電纜敷設(shè)范圍廣，在監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)時(shí)難以保證設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性，配電效率低。因此，如何提高配電網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)管理水平和運(yùn)行效率是亟待解決的問(wèn)題，必須引起有關(guān)部門的足夠重視，以確保物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠用于提高配電效率和可靠性。

3物聯(lián)網(wǎng)采集、融合處理配電網(wǎng)運(yùn)維信息

配電網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)涉及到多個(gè)配電網(wǎng)，面臨著多條復(fù)雜的配電線路、多種設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境。日常運(yùn)行管理需要收集大量線路、配電變壓器、避雷器、空氣開(kāi)關(guān)設(shè)備狀態(tài)信息、盜竊、損壞安全信息、環(huán)境溫濕度、水位等，這些都是影響環(huán)境信息安全運(yùn)行的因素。

設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息分布線路、桿塔、設(shè)備都非常復(fù)雜，而且大部分設(shè)備成本低，在合理的成本下實(shí)現(xiàn)大范圍的信息采集是需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。目前，在現(xiàn)有配電網(wǎng)的監(jiān)控下，只能采集重要信息，未來(lái)，信息采集也在逐步擴(kuò)大：

（1） 線路工作電流：電路各支路的工作、電流和故障電流， 用于收集故障電流的信息;

（2） 工作電壓：配電線路分段電壓、諧波、相位信息是配電網(wǎng)調(diào)度、新能源接入的必要信息， 為配電網(wǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和故障自恢復(fù)提供重要信息;

（3） 狀態(tài)的工作狀態(tài)： 工作電流、 電壓、 諧波、 外殼溫度等信息可以有效地用于檢測(cè)和匹配變壓器的一個(gè)變量， 并降低電源故障;

（4） 避雷器的漏電流和動(dòng)作信息， 用以防止雷擊、 漏電流和工作溫度過(guò)高， 是工作狀態(tài)的重要參數(shù);

（5） 檢測(cè)跌落開(kāi)關(guān)的故障位置是非常重要的。 它可以檢測(cè)負(fù)載電流， 并可用于避免相位的缺乏;

（6） 冷卻空氣軸溫度振動(dòng)監(jiān)測(cè)：冷卻風(fēng)扇是配電網(wǎng)的一個(gè)主要故障點(diǎn)。這項(xiàng)工作將進(jìn)一步擴(kuò)展到配電變壓器本身。由于過(guò)熱或中斷，風(fēng)機(jī)主故障冷卻軸損壞。一旦軸磨損，工作溫度和振動(dòng)將增加。因此，在線監(jiān)測(cè)冷卻風(fēng)扇是一種有效的故障預(yù)防技術(shù);

設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境狀態(tài)信息：

（1） 環(huán)境溫度：環(huán)境溫度是配電線路設(shè)備的工作環(huán)境的一個(gè)基本參數(shù)， 溫度信息采集工作環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備， 確保在其額定功率范圍的設(shè)備工作， 避免溫度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)而操作導(dǎo)致的故障;

（2） 環(huán)境濕度：環(huán)境濕度是設(shè)備的工作環(huán)境對(duì)設(shè)備的影響的基本參數(shù)， 靜電和凝聚性能， 保證電源設(shè)備的額定范圍， 避免結(jié)露超標(biāo)故障;

（3） 地表水浸泡：在配電網(wǎng)中的大部分設(shè)備是不允許在水里浸泡的， 一旦工作環(huán)境水泄漏導(dǎo)致嚴(yán)重事故， 電纜通道的實(shí)時(shí)監(jiān)控， 控制水的室內(nèi)潛泳變電站的運(yùn)行維護(hù)是非常重要的。

3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)

電力企業(yè)技術(shù)人員在應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行管理的過(guò)程中， 必須要重視無(wú)線傳感器的應(yīng)用， 保證可以發(fā)揮各類技術(shù)方案的作用， 提升配電網(wǎng)運(yùn)維管理工作水平， 增強(qiáng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行效果。

3.1 無(wú)線變性溫度傳感器在早期預(yù)警電容器故障中的應(yīng)用

在利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行配電網(wǎng)的運(yùn)行、維護(hù)和管理時(shí)，技術(shù)人員和管理人員需要全面分析容量故障問(wèn)題。一般情況下，配電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)鼓包會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。一旦溫度發(fā)生變化，就會(huì)出現(xiàn)快速收縮和膨脹等現(xiàn)象，因此很難提高工作質(zhì)量。同時(shí)，不允許技術(shù)人員修理膨脹電容系統(tǒng)，只能開(kāi)展更換處理工作， 在實(shí)際工作的時(shí)候， 技術(shù)人員必須要對(duì)其進(jìn)行有效的處理， 保證可以達(dá)到預(yù)期的管理目的。

在配電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)的時(shí)候， 技術(shù)人員必須要對(duì)無(wú)線變形溫度傳感器進(jìn)行處理， 發(fā)揮其溫度與變形測(cè)量等功能， 是提升微功系統(tǒng)的應(yīng)用質(zhì)量， 同時(shí)， 技術(shù)人員需要重視數(shù)字溫度傳感器技術(shù)的應(yīng)用。同時(shí)， 為了可以提升地粘結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性， 相關(guān)技術(shù)人員需要對(duì)其進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 保證雙套應(yīng)變的安裝符合相關(guān)規(guī)定， 提升系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量與運(yùn)行有效性， 減少其中存在的變形參數(shù)問(wèn)題， 并科學(xué)利用雙應(yīng)變計(jì)開(kāi)展相關(guān)工作， 提升配電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性與安全性。

3.2低成本配電網(wǎng)冷卻風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)

在應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的時(shí)候， 技術(shù)人員必須要制定完善的配電網(wǎng)冷卻風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)方案， 保證可以降低工作成本， 提升電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

首先， 對(duì)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用而言， 技術(shù)人員需要全面開(kāi)展冷卻機(jī)監(jiān)控工作， 并對(duì)其運(yùn)行與振動(dòng)情況進(jìn)行分析， 保證可以發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行中的維護(hù)與管理作用， 并降低技術(shù)的應(yīng)用成本， 減少其中存在的各類問(wèn)題， 完善在線監(jiān)測(cè)技術(shù)方案， 為其后續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)[5]。

其次，技術(shù)人員必須關(guān)注無(wú)線傳感器的應(yīng)用效果，采用低成本的監(jiān)控方案，全面開(kāi)展相關(guān)工作，確保高溫鋰電池組分系統(tǒng)的應(yīng)用質(zhì)量得到提高，提高了單片機(jī)連接系統(tǒng)的應(yīng)用效果，減少了系統(tǒng)中存在的各種問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。同時(shí)，還應(yīng)注意微功率溫度傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)軸溫的監(jiān)測(cè)，可以獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，提高三軸振動(dòng)信息的采集效率，并利用射頻鏈路傳輸技術(shù)將其傳輸?shù)焦芾硐到y(tǒng)的后臺(tái)主機(jī)，從而控制后臺(tái)各種軟件設(shè)備的溫度。最后， 在軟件信息系統(tǒng)風(fēng)軸溫度控制的時(shí)候， 技術(shù)人員與管理人員需要根據(jù)其振動(dòng)趨勢(shì)， 采取類似的風(fēng)機(jī)溫度控制方式， 保證利用預(yù)警冷卻風(fēng)扇故障處理技術(shù)系統(tǒng)， 提升各類零部件監(jiān)測(cè)工作質(zhì)量， 一旦發(fā)現(xiàn)其中存在零部件損壞問(wèn)題， 就要對(duì)其進(jìn)行全面的解決， 達(dá)到預(yù)期的管理目的。

結(jié)束語(yǔ)

總之，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為一種利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控技術(shù)的新技術(shù)，正逐步應(yīng)用于配電網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)管理。在配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行中，維護(hù)和管理是一項(xiàng)重要的工作。因此，電力企業(yè)相關(guān)人員需要制定系統(tǒng)的管理措施，提高配電網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)管理水平，促進(jìn)電力企業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 石磊， 關(guān)曉菲.簡(jiǎn)述物聯(lián)網(wǎng)在配電網(wǎng)運(yùn)維管理水平提升中的作用[J].大科技， 2018 （36） ：143-144.

[2]徐升.物聯(lián)網(wǎng)在配電網(wǎng)運(yùn)維管理水平提升中的應(yīng)用分析[J].通訊世界， 2016 （3） ：128-129.

[3] 王煜貞， 袁海星， 楊淑文， 等.物聯(lián)網(wǎng)在配電網(wǎng)運(yùn)維管理水平提升中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技縱橫， 2018 （23） ：123-124.