配电网运维管理中的物联网技术运用探究

詹文仲

摘 要：近些年，为了满足人们日益增长的生活、生产需求，电力企业配电网运维管理开始朝着科技化、现代化发展。通过在运维管理中运用物联网技术，能够更好地保障电网供电的效率和可靠性，可以实现配电网运维自动化，使配电网运行管理水平得到极大提升。文章立足笔者工作经验，着重论述了配电网运维管理中物联网技术的具体运用，仅供参考。

关键词：配电网;物联网技术;运维管理

随着信息技术的飞速发展，计算机技术、网络技术、物联网技术愈加普及，并在各行各业中得到了广泛运用，将之运用到电网运维管理，则有效解决了过去电网设备故障发现困难、运维监测麻烦、耗时较长等问题，推动了运维监测的自动化发展，有利于灾害防范、故障自愈及相关人员及时发现故障等，使电网运行安全性得到明显提升，不但节约了成本，还提高了工作效率。同时，减轻了工作人员日常检测电网的工作量。

1 物联网技术概述

物联网是通过运用全球卫星定位、传感网及无线射频识别等技术，采集和传输网络信息资源，进而实现智能化的技术体系[1]。当前的物联网技术主要分为传感器技术和无线射频识别技术（RFID）。RFID技术通过运用非接触数据采集技术，完成射频信号自动识别目标的任务，从而实现各项数据获取效率的提升。这种技术的主要优点是寿命长、容量大、体积小，不需要人工干预系统操作，在长期跟踪、移动识别和非可视识别的前提下，加强了无线射频技术的使用效果。传感器技术作为实现自动控制和自动检测的关键，通过设定基本功能节点，能够让传感系统形成检测网络，使整个系统在数据采集、信息化及智能化的情况下，完成管理方案的确定。

2 配电网运维管理中物联网技术的具体运用

2.1 配电网运维信息采集、融合及处理运用

配电运维工作涉及的配电专业较多，面临着复杂、众多的现场运行环境、多类设备和配电线路。同时，在平时运行管理过程中需要对众多信息进行采集，如跌落开关、避雷器、配变、杆塔、线路等设备信息，破坏、盗窃等安全信息，以及一些会对安全运行产生影响的环境量信息，如水位、水浸、环境温湿度等。

2.1.1 设备运行的相关信息

杆塔、设备、配电线路等较为复杂，很多设备的成本并不高，使用合理的成本完成信息的广泛采集，是目前配网在线监测需攻克的重要问题。现如今，只能完成重要信息采集，但伴随技术的日益发展，信息采集面也将不断扩大，为提高配电网的信息化程度，需注重以下信息的采集：

第一，工作电压。配网调度与新能源接入的关键信息，以及自动网络重构、配网故障自愈的重要信息，主要是配网线路各分段的谐波信息、相角等。第二，线路工作电流。针对线路各分支的工作、故障电流等信息，依托无线故障电流传感器进行采集，通过具体分析多个电流传感器故障电流信息，准确定位故障，从信息层面促进配网自愈。第三，避雷器泄露电流和动作次数。为了预防雷击危害，配电网使用了许多避雷器，动作次数是雷击点监测的重要参考，由于配电避雷器本身成本不高，往往未进行监测装置的配备，借助物联网技术则能够在线监测动作次数、工作温度及泄露电流。第四，配变工作状态。为了实现配变故障的及时预警，减少停电事故发生，可借助综测传感器对配变的壳体温度、谐波、电压、工作电流等信息展开实时检测。第五，监测智能跌落开关状态。跌落开关动作关系着能否实现故障的准确定位，智能跌落开关能对负荷电流进行检测，在配变出现短路或高强度过载时，能避免缺相运行，自动三相同步跌落，为新型智能配电网提供良好支撑[2]。

2.1.2 设备运行的环境状态信息

第一，环境湿度。这是配电设备工作环境不可或缺的一項参数信息，会对设备的凝露性能与静电产生影响，湿度不达标可能会导致一些故障发生，如凝露故障。第二，环境温度。采集温度信息，有助于设备工作环境状态的良好监测，保证电力设备工作在额定范围内，不会因为温度超标致使故障发生。第三，风速风向。对变电站的风速风向做实时监测，能使设备高空运行安全得以保障，同时有助于保障高空检修作业安全。第四，地面水浸。大部分配电网设备都不能泡水，若工作环境出现漏水情况，可能会引发一些严重事故。因此，对于变电站运维而言，对控制室内、电缆沟是否存在浸水展开实时监控十分重要。第五，雨量。对于暴雨时段的防洪和运维而言，配电线路的雨量监测发挥着一定作用，过大的雨量可能会致使人工无法及时处理被淹的配电设施[3]。

2.2 有效监测配电网状态

一般，配电网运维管理现场缺少供电和通信资源，就算拥有上述资源，也要着手开挖地沟和线缆布设等，而这些问题都可借助传感器网络技术予以有效解决，以下为具体的运用案例。

首先，配电网冷却风机运行状态监测。通过将物联网技术运用到配电网运维管理过程中，运用无线传感器网络对冷却风机的振动和轴温展开监测，降低监测成本。传感器的组成部分较多，如3轴MEMS加速度传感器、高温锂电池、微功耗温度传感器、MCU等。轴温的实时监控依托微功耗温度传感器能够实现，MCU定时启动3轴MEMS加速度传感器，监测风机轴的3维振动信息，然后把3轴振动和轴温信息，通过RF链路传送到系统后台主机，环境温度结合后台软件，获得风机轴温升，通过比较风机振动量变化趋势、同类风机温升和振动值、风机轴温升，能够更好地预警冷却风机的故障情况，及时更换出现损坏前兆的部件，以免发生故障。

其次，电容器故障的良好预警。电容器鼓肚时有发生，并且出现这种故障后只能进行更换而无法修复，基本上多数电容器故障都会出现温度升高情况。因此，对其外壳形变与运行温升进行监测，能够有效实现电容器故障预警。

无线形变-温度传感器组成部分同样较多，如微功耗MCU、2.45GHz数字RF收发器、高温锂亚电池、半导体应变片及数字温度传感器等，拥有形变与温度测量功能，如图1所示。图1中在X轴正反面粘贴有应变片1与2，在Y轴正反面粘贴着应变片3与4。无线形变-温度传感器，主要用于变压器、电容器等设备的壳体形变与温度监测。在二维应变感应桥进行应变片粘贴，再于结构件表面粘接，并将之设计为“十”字结构，围绕中心延伸出对称的四个支臂，以保证结构间表面能够粘接牢固[4]。在相邻的两个支臂上进行应变片电桥安装，每个支臂正反面应变片各粘贴一片，此种方式有助于减少测量结果受应变片温度系数的过多影响，避免形变测量值温度误差较高。每组应变片电桥对一个轴的形变参数进行测量，两组应变片电桥能对X轴与Y轴的形变参数进行测量，即正交轴网的形变参数。在二维应变感应桥相同支臂正反面粘贴的两个应变片，借助运算放大电路得到形变信号展开放大，利用ADC功能模块对形变信号值做采集并进行温度值采集，最后将形变值计算出来。总之，通过无线形变-温度传感器，能对电容器壳体的形变和温升参数做有效检测，通过对比同组电容器和历史参数，能及早发现亚健康的电容器进行及时预警，以免出现停电事故，确保运维管理工作的质量及效率，降低运维成本。

2.3 巡检智能化

在科学技术支撑下，智能化巡检逐步替代了人工巡检，针对配电网的电力巡检管理，能够依托物联网的GPS（全球定位系统）、RFID（射频识别）、无线通信网、地理信息系统等设备，实时监控各电气的运行、电网线路的运行状态及电网设备的运行环境，然后结合识别标签帮助设备定位，完成人员到岗监督，进而使监督人员能够根据规范化、标准化的工作流程展开标准化作业及辅助状态检修，使电网运维管理的效能得到良好保障。

3 结语

总之，随着物联网技术的不断发展，其在配电网运维管理中将拥有更为广泛的运用范围，使配电网运维工作打破地理位置制约，更便捷地实现信息交流。因此，当前发展的主要方向即为智能配电网运维。智能配电网和物联网的良好结合，能够有效扫除电力能源调配工作中的障碍，提高资源配置的合理性。所以，需要相关人员不断加强这方面的研究力度。

参考文献

[1] 赵俊新.配电网在线故障定位中物联网技术的运用[J].建材与装饰，2020，603（06）：241-242.

[2] 张媛.基于物联网的配电自动化应用研究[J].名城绘，2020，000（001）：1.

[3] 赵倩，秦晓波，谢新峰.试析电力配网运维管理的现状及措施[J].科技风，2020（13）：36-37.

[4] 高杰.关于配网运维管理模式的思考[J].中国设备工程，2020，458（22）：53-54.