物联网技术在环网柜综合监测及评估技术分析中的应用

国网江西武宁县供电分公司 胡晓斌 曾庆霖 宋宇宏 翁 剑 王 威

随着电力用户对供电可靠性要求的提高，应强化对配电系统中电力设备的运维，保证配电设备具有良好的运行状态。环网柜是配电系统中的基本设备之一，其起着电能分配的重要作用；但环网柜在运行的过程中受到外界的干扰因素较多，容易发生故障或者出现运行异常状态，操作人员应监测环网柜的运行状况。本文介绍了基于物联网技术的环网柜综合监测技术，并阐述了环网柜的综合评估方法。

目前配电系统的建设规模在不断扩大，智能化程度也在不断提升，电网运行过程中的数据信息类型越来越多，同时信息分布的范围也更广。物联网技术将成为保障配电系统安全运行的重要支撑技术，将物联网技术应用在配电系统中能够提高配电系统数据获取的深度和广度，有利于全面掌握配电系统中电气设备的运行状况，提高配电系统运行的可靠性。本文着重介绍了基于物联网的环网柜综合监测及评估技术原理，并展望了环网柜综合监测系统今后的应用趋势。

1 物联网在环网柜中的应用

随着信息技术、计算机技术、通信技术和网络技术的发展，物联网技术近年来在不同的行业中都得到了应用。物联网技术在数据感知及采集、传输和共享等方面具有明显的应用优势，在环网柜中可以加以应用。配电系统中的环网柜在地理位置分布方面较为分散，符合物联网技术的应用特点，能够发挥物联网技术的优势。

本文将根据配电物联网技术，采用环网柜环境感知、电气感知等物联网传感单元和环网柜智能化运行管理网关，开发出环网柜在线综合检测及运行工况智能分析评价系统，同时，该系统还具有发出环网柜运行状态异常预警功能。通过环网柜综合监测系统能够对环网柜的运行工况进行实时直观展示，并能够有效发现环网柜中存在的安全运行隐患，对于提高对环网柜的管控能力及检修自动化水平具有重要的实际价值。

2 基于物联网的环网柜综合监测技术

2.1 环网柜综合监测系统的结构

实现智能配电网是建设智能电网的关键环节之一，将物联网技术应用在配电环网柜综合监测与评估中是建设智能配电网的重要内容。目前，在配电环网柜的运维和管理实际中，基本还是等到环网柜出现运行故障之后再安排人员进行检修或抢修，很多的环网柜运行数据信息都没有得到应用，也没有采取先进的信息化手段收集环网柜的数据，导致对配电环网柜的运维效率较低。本文介绍的基于物联网的环网柜综合监测技术，能够有效解决上述问题，图1为配电环网柜综合监测系统的结构图。

图1 配电环网柜综合监测系统的结构图

从图1可以看出，在配电环网柜综合监测系统的结构图中占核心地位的是单片机模块，其起着配电环网柜综合监测系统的数据分析、处理和计算作用。温湿度传感器、光电传感器和加速度传感器等传感器设备所采集的数据信息都需要传输到单片机控制系统中进行处理，单片机中嵌入的程序接口收到传输过来的数据信息后，通过程序的分析和逻辑判断，得出环网柜的运行状态，实现对环网柜的综合监测。

在环网柜综合在线检测系统中，需要和移动环网柜运维APP工具配合使用。环网柜综合在线检测系统可以将所采集及分析出的环网柜预警信息发到环网柜运维人员的移动APP终端中，使得运维人员能够及时获取到设备异常运行信息，提高响应速度和检修工作效率。除此之外，在环网柜综合在线监测系统中还应设置防盗模块、数据查询和统计分析模块等，以实现环网柜综合监测系统的一些高级应用，包括根据环网柜的运行数据的变化情况，对环网柜的运行状态进行趋势分析，提前感知环网柜可能发生的各种状况，从而规避环网柜可能发生的故障。

2.2 环网柜综合监测系统的物联网感知技术

物联网感知技术是环网柜综合监测系统的关键，也是综合监测系统数据的主要来源。对环网柜的运行状态进行评估及发出相关的异常预警，都需要以物联网中的智能感知技术为基础，根据智能感知技术所采集到的数据进行分析和判断，得出评估结果和环网柜的健康状态评价，图2为环网柜中的物联网感知技术原理框图。

图2 环网柜中的物联网感知技术

通过环网柜综合在线检测系统中的智能感知模块，可以掌握环网柜的实时运行数据信息。在图2中的环网柜中的物联网感知技术原理中，环网柜运行中的物理量和化学量等原始模拟量数据信息，经过传感器设备可以转换为数字量信息，并将其传输到单片机控制系统中；最后所分析计算出的结构通过智能感知装置中的通信接口传输到网络层，并传输到在线综合检测系统运维主站和运维人员的移动终端。

3 环网柜的运行状态综合评估技术

当利用环网柜综合在线监测系统采集到环网柜的运行数据后，应通过分析这些数据信息来对环网柜的综合运行状态进行评估和辨识。当环网柜中布置的加速度传感器监测到环网柜的发生了较大的位移，则可以判断环网柜可能受到了外力的撞击，并结合所采集的图像进行综合判断。温度传感器和湿度传感器能够将采集到的环网柜内的温度和湿度数据传输到运维人员的移动终端中，从而能够实时掌握环网柜的运行状况。这两种类型的传感器位于环网柜综合在线监测系统中的环境监测模块中，并且也能够监测到环网柜是否出现了水浸的情况。如果水浸传感器监测到环网柜达到了水浸状态，则会发出相关的预警信息。

此外，在环网柜综合在线监测系统中还应设置全景展示模块，并支持环网柜所在的地理位置和设备台账信息的查询，这样就可以使得环网柜的运维人员能够准确定位出现异常运行状态的环网柜的具体位置，从而及时安排人员对环网柜进行检修。在全景展示模块中，应能够利用可视化地图展示环网柜的运行数据和运行工况。采用本文所述的环网柜综合在线检测及评估系统，能够实现对环网柜的环境工科、异常运行状态识别及检测、趋势分析、异常预警等多项不同的智能化运行管控功能，并能够提高电网企业对环网柜的精细化运维和管理技术水平。

结论：随着城市建设进程的较快，环网柜的运行环境也更为复杂，容易受到外界物体的冲击，给环网柜的安全运行带来较大的考验，本文所分析的基于物联网的环网柜综合监测及评估技术具有较强的实际意义和工程实用价值，可以在配电环网柜的运维及管理中加以推广应用。