輸變電設備運行狀態監測關鍵技術研究

孫文 周宗義

摘 要：近年來，電力工程建設規模不斷擴大，先進的科學技術被陸續引入電力工程施工建設活動中，使電力工程朝著智能化、現代化的發展。為此，本文將以信息化作為研究背景，對輸變電設備運行狀態進行研究，了解輸變電設備運行狀態的相關檢測技術，為電網運行提供安全保證。

關鍵詞：輸變電設備；運行狀態；關鍵技術

在互聯網、物聯網發展的背景下，人們對電網建設的研究工作日益深入，將電網規模為基礎構建網絡信息傳輸平臺，使電網朝著智能化的方向發展，充分利用網絡操作的應用優勢，實現完全的信息化操作，借助電力轉換設備與電力傳輸設備對電力運行狀態進行實時監控。

一、將物聯網為基礎構建智能電網輸變電設備檢測系統

輸變電設備運行狀態監測關鍵技術是將物聯網技術為應用載體，構建虛擬空間信息共享技術，借助網絡協議相關的虛擬空間為輸變電設備運行狀態監測提供有利支持。在互聯網技術的推動下，移動互聯網為高端技術的生產與推廣創造廣闊的發展空間，相序產生定位功能、紅外線定位技術、跟蹤GRS的函數技術等。

（一）物聯網與在線檢測

將物聯網技術運用到輸變電設備運行檢測工作中，能夠有效提升電力企業對輸電線路、變電設備的感知能力，在實際應用中將輸電線路、變電設備與信息通信網絡合理的結合到一起，使其具備數據傳輸聯合處理功能等，進一步提升電網的智能化水平。

1.輸電設備在線監測技術的應用

借助物聯網技術對輸電線路運行狀態實施即時性感知與檢測，進一步了解輸電線路在覆冰、微氣象、導線舞動、視頻圖像、風偏等狀態下的具體情況，實現對輸電設備的全過程檢測，保證整個檢測過程具有良好的可觀測性，對風險進行即時性預警。

輸電設備在物聯網技術作用下所形成的在線檢測技術還涉及無光源波導傳感器技術、視頻傳感器技術等。其中，無光源波導傳感技術在輸變電檢測工作中的運用，實現對導線風偏、污垢等現象的動態化監控；視頻傳感器技術在輸變電檢測工作中的運用，實現對線路防盜、塔桿傾斜等現象的動態化檢測，為輸電線路的線路故障定位、自我診斷等工作提供可靠的理論依據。

2.變電設備狀態在線技術的應用

變壓器油色譜、GIS局放、避雷器絕緣檢測等內容均屬于物聯網技術作用下變電設備在監測工作中的應用技術。智能變電站建設過程，需科學運用物聯網技術，為變電站智能巡檢與智能變電站安全檢測提供諸多便利，全面推動變電站的智能化與現代化。

將物聯網技術為基礎所構建的在線監測系統在實際應用中具有較高的靈敏性，能夠實現對設備運行各項運行信息的即時性采集、識別與處理，且該技術對無線網絡具有較強的依賴性，不僅能夠維持預試項目的運行，還能夠將設備運行特征真實的反映出來，實現對設備運行狀態的科學評估與合理診斷。

（二）智能感知層與智能網絡層

物聯網系統主要涉及三個結構層次，即感知層、網絡層與應用層。其中感知層主要負責接收特定范圍內的網絡信息，落實網絡結構的連接工作，使感知層能夠將接收的信息傳遞到制定設備上，實現對各中網絡信息的接收與傳播。在互聯網技術的作用下，輸變設備實現動態檢測系統的形成與構建，首先需要明確智能感知層的具體功能與智能網絡層的具體功能，確保輸變電設備運行狀態監測活動具有科學性、合理性與全面性。

1.智能感知層

智能變電站設備智能監測技術形成與構建過程，將智能感知層作為物聯網的構建載體，實現對感知設備的組合應用。智能傳感器、GPS全球定位系統、EPC標簽等感知設備在輸變電系統中的運用，實現對輸變電信息的合理感知，合理搜集全生命周期的資產信息，為后期輸變電運維活動奠定基礎。在輸變電系統運行過程，感知層所收集的信息主要涉及電網運維信息、輸電設備狀態信息、電網運行信息、輸變電線路設備信息等，但是這些信息不涉及氣象信息、自然災害信息等。

2.智能網絡層

輸變電設備運行狀態監控從信息傳輸到通信層被劃分成三個方面的內容，即傳輸器網絡、變電站、供電局。傳感器網絡在輸變電設備運行狀態監控活動中被視為一種智能檢測系統，通過寬帶、光纖、短距離無線通信網實現對輸變電設備狀態信息的采集、傳送與記錄。數據信息被輸送到智能終端后，在智能技術的作用下，將信息傳送到變電站與供電局。其中，變電站能夠將信息傳送到智能監控系統中，在通信與出串口光纖的作用下完成信息的傳送工作。輸電線智能終端根據輸變電設備的實際運行情況，在網絡與通信機構之間構建與之相適宜的連接關系，建立通信網、電力無線專用網絡等內容。輸變電設備運行信息傳輸到變電站智能監控系統后，需要確保輸變電線路具有良好的兼容性與擴展性，由供電局網絡積極承擔其對輸變電占信息的整理與匯總工作。

二、輸變電設備運行狀態監測關鍵技術應用策略

物聯網技術在我國研究與應用中尚且處于初級探索階段，有諸多問題需要解決。為加強輸變電設備與物聯網技術的融合，全面推動輸變電系統的智能化、信息化與一體化，需要從以下幾個方面著手：

（一）加強物聯網技術與在線監控技術的融合

無線網絡傳感器在輸變電設備運行監測活動中，極易受到來自供能渠道的干擾，存在知識產權體系不健全、應用技術落后、物聯網節點等多種問題，為物聯網技術在輸變電設備運行狀態監控工作中的運用帶來一定的制約。其中表現最為突出的就是變電站在線監測技術方面的問題，需要在今后的發展與建設中不斷對變電站在線監測技術進行優化與整合，盡最大努力降低在線監測設備的故障發生率，維持在線監測設備的穩定運行。

（二）切實保證數據流的安全性與穩定性

在輸變電設備運行狀態監測系統中，受內外多種因素的影響，傳感節點十分容易受到破壞，導致輸變電設備監測系統無法正常運行；無線通信在實際運用環節，其數據信息極易遭到篡改或者是步入非授權的范圍。因此，在整個輸變電設備運行狀態監控系統中，保證通信方式多樣性與交互性的同時，還應全面提高對網絡信息傳輸安全的重視，通過多渠道、多手段為輸變電設備監測活動創造一個良好的、穩定的、安全的網絡信息傳輸環境，為輸變電設備網絡運行與維護創造便利條件。

（三）構建標準化輸變電設備檢測體系

現如今，物聯網在輸變電設備狀態監測中并沒有形成一個完整的、標準的體系，為我國物聯網技術在輸變電設備狀態建設中發展與推廣帶來極大的制約。因在線監測設備生產廠家的建設規模與生產能力有所不同，不同的在線監測設備運行技術與運行規模存在較大的差異，對在線監測技術的規范與應用帶來不同程度的影響。在新時期社會發展的背景下，國家應不斷對物聯網技術進行規范與整合，保證物聯網在傳感層面、傳輸層面、應用層面形成統一的應用標準，構建一個具有高效性、合理性、規范性、標準化的物聯網管理機制。輸變電企業根據輸變電設備、輸變電線路的實際應用情況，制定與之相適宜的再現監測遠近規范，確保在線監測設備生產廠商均能夠保證設備的生產質量與服務質量，進而達到輸變電設備狀態監測活動的應用標準。

綜上所述，在輸變電設備狀態監測關鍵技術主要是將物聯網技術作為主要載體，通過構建智能電網變電設備監測系統，將在線監測技術運用到輸變電設備與變電設備的監測活動中，實現對輸變電設備的24小時全天候動態監控，為電網運行的安全性與可靠性提供有利保障，全面推動電力企業的運行與發展。

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