基于物联网技术的电力设备状态检测探究

基于物联网技术的电力设备状态检测探究

1 丁盼盼 2 戴阳 1

江苏泰治科技股份有限公司 江苏 南京 210000 2 国电南瑞科技股份有限公司 江苏 南京 210000

摘要：在智能电网建设中，物联网技术的引入大大提升了电网在线检测的水平，相对于传统离线监测技术，在线检测更加智能化、实时化，不受周期性限制，而且其对电力设备的分析也更加自动化和智能化，能够提高状态检测的效率与可靠性。基于此，本文对物联网技术下电力设备状态检测进行了深入的探讨，以供参阅。

关键词：物联网；电力一次设备；电力二次设备；状态检测

1物联网的定义

物联网(Internet of Things)指的是将无处不在的末端设备和设施，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、数控系统、家庭智能设施、视频监控系统等，和“外在使能”的，如贴上RFID的各种资产、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”，通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通(M2M)、应用大集成、以及基于云计算的SaaS营运等模式，在内网、专网、和/或互联网环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。

2基于物联网技术的电力一次设备的状态检测

2.1发电机与变压器的检测

对于目前我国电力系统而言，发电机设备结构比较封闭，传统的检测一般是采用时间周期的模式，而在智能电网建设背景下，可采用红外成像技术、超声传感器等对其运行状态进行实时检测。借助红外成像与超声传感，使发电机内部可视化，进而提升其在线实时检测的质量。此外，考虑到发电机设备的机械原理，还可借助超声波传感器监测其转子与定子之间空气气隙的参数值，或者在设备上加装速度传感器，对其工作中的振动信息进行采集，进而实现状态检测。对变压器的状态检测，可将其负载量、温度、声音、油位等指标参数进行监测，及时发现问题及时解决。变压器在运行过程中，其产生的局部放电、局部过热现象，一般是通过油来散热的，绝缘油在工作中会受热分解，产生诸如CO、H₂、CO₂、C₂H₂等气体或碳氢化合物，然后从绝缘油中抽岀气体进行色谱分析，检测岀各种气体含量，对比标准参数值，从而获知变压器运行状态。除此之外，还可借助振动传感器对变压器绕组变形进行实施检测，借助电流传感器对变压器铁芯进行检测。不仅如此，还可采用电气法与超声波法，对变压器运行中的放电故障进行实时检测，在实践中可多设置几个探头同时工作，这样能够有效提升检测效果。

2.2输电线路与母线的状态检测

输电线有固定的线路，而且涉及的物理距离较长，地理范围较大，这给其实时检测带来挑战。物联网技术的融入，很好的解决了这个难题，通过对输电线路杆塔、输电线等设置大量传感器，或者进行定期无人机巡线等，都能够实现输电线路的实时状态检测。在输电线检测中，各类型传感器将采集到的数据信息通过网络层传输到中心检测系统，然后系统服务器对数据进行分析与比对，最终获得输电线路的运行状态。通常，考虑到输电线路的特征，其实时运行状态检测一般采用微气象环境检测、导线风偏在线检测、导线温度检测、覆冰检测、杆塔倾斜检测等检测方法。母线是变电站内极为重要的元件，通常母线在正常运行中不易发生故障，其实际检测到的故障率相对较低，但一旦发生故障，其破坏性较大，后果极其严重。对目前故障的类型分析可知，人为故障的概率较高，因此对其状态检测主要针对接地刀闸、接地线、母线设备的污染与绝缘等方面，其状态检测方法可采用物联网中的无线移动式或旋转式摄像技术。

2.3高压断路器与隔离开关的检测

在电力系统中高压断路器与隔离开关是保护其安全稳定运行的重要设备。目前我国电力系统中高压断路器类型主要有油断路器、真空断路器、SF₆断路器三种，每种类型的断路器在实际工作中出现的故障类型不同，因此其对应的检测方法也应有所针对性。高压断路器的状态检测中，需要重点对开关触头进行实时状态检测，包括开关内外灼伤、外部破损、表面污染等。真空断路器则需要结合其性能原理，对其真空灭弧室的真空度进行实时监测；油断路器则需要针对其密封性进行检测；SF₆断路器则主要检测其SF₆气体中的微水含量。高压断路器的状态检测一般采用物联网技术中的红外监测技术、可移动探头等。隔离开关的检测则相对简单，主要针对其工作中容易出现的部件生锈、操作机构运行不畅、触头异常发热等常见故障进行重点检测，采用红外线测温、X射线、可移动探头等技术，实现对隔离开关的状态检测。

3基于物联网技术的电力二次设备的状态检测

3.1二次设备状态检测特点与方法

在智能电网与物联网技术融合建设的背景下，二次设备作为电力系统一次设备的辅助设备，其在稳定电力系统运行安全中发挥重要作用，同时其自身的安全性也需要进行实时检测。在智能电网系统中，二次设备不仅给一次设备提供监测、调节、控制、保护作用，其自身也具有一定的自我检测功能。因此对二次设备的状态检测，可充分发挥物联网优势，以系统化、单元化的模式对二次设备实现状态检测。针对二次设备本身具备的自我检测功能，以及其自带的通信功能，可依托物联网的网络层，通过通信功能实现设备间的互相问询，从而获得二次设备的运行状态信息。

3.2二次回路检测

科学技术的发展，使得电网中的保护装置呈现出微机化、智能化的发展趋势，而二次回路有多个继电器组成，且在电路中继电器的点非常多且分散，这对继电器的状态检测提出了难题。不仅如此，大量使用的微电子元器件、集成电路等，会对二次设备带来明显的电磁干扰。结合实践来看，对二次回路状态的检测，主要是针对其故障点的确定问题，一般采用注入法，在二次回路中注入特定频率的电流，然后通过实时监控来发现故障点，从而有效的确定二次设备的故障点，并进行快速修复。

3.3电力设备运行环境检测

在影响电力设备安全稳定运行的诸多外部因素中，外界环境是最重要因素之一，外部环境引发的电力设备故障会对电力系统造成巨大破坏，尤其是气候条件恶劣、地理环境复杂的外部条件，对电网的运行产生很大影响，比如微风振动、导线覆冰、绝缘子串风偏等。此外户外变压器、断路器等对温度的敏感性也较高，温度过高也容易引发故障，因此需要对电力设备的外部环境进行实时的状态检测。智能电网与物联网的融合建设中，通常采用导线气象环境在线监测的方法，在输电线路上安装各类传感器，实时采集环境数据信息，进行分析处理，以实现电力设备运行环境的在线监测。

4结束语

随着物联网技术在电力领域应用的不断推广，物联网与智能电网融合发展成为新的课题。基于物联网技术开展电力设备状态检测，可以有效提升状态检测水平。因此，本文对其进行探究具有十分重要的现实意义。

参考文献

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