物聯網技術在輸變電設備狀態監測中的應用

文/李斌

（浙江宏臨電力工程有限公司，浙江臨海 317000）

在輸變電設備狀態監測領域，物聯網技術的作用是：實時采集和分析輸變電設備各項狀態信息，使輸變電設備一直處于正常運行狀態，從而推動我國輸變電設備狀態監測工作朝著智能化的方向發展。

1.物聯網技術特點

物聯網是現代科技快速發展背景下出現的新一代信息技術。物聯網技術將網絡技術作為核心，通過互聯網進一步延伸功能，應用現代智能產品來采集或交換信息（見圖1）。[1]

1.1實時感知

近年來，隨著我國科技水平的不斷提高，感知技術取得了很大突破，并在工業生產等領域逐漸推廣和普及。物聯網技術可以綜合使用多種類型的傳感器，每個傳感器都可以被視作信息源。傳感器較為靈敏，它可以得到輸變電設備狀態變化的實時數據，但不同類型的傳感器獲取到的實時數據信息以及信息格式都存在一定的差異。工作人員可以將這些數據信息上傳至計算機進行分析，從而判斷設備的運行狀態。

1.2網絡應用

物聯網是在互聯網技術發展的背景下產生的，它是互聯網技術的進一步發展成果。物聯網只有在有線網絡和無線網絡的支持下，才能實現數據的實時傳輸以及輸變電設備狀態的實時監測。然而，傳輸的數據量較大，這也對互聯網提出了更高的要求。為了保證物聯網傳輸數據的時效性，工作人員應該采取有效措施，提高數據信息的采集效率和傳輸效率。

1.3智能處理

物聯網是在傳感器和網絡連接的幫助下完成信息采集和上傳工作的。目前，隨著大數據、云計算等先進技術的迅速發展，物聯網技術的應用范圍進一步擴大，對輸變電設備監測智能化建設產生了促進作用。

2.物聯網體系結構

物聯網主要包括三個應用架構，分別是基于RFID電子標簽的應用架構、基于傳感網絡的應用架構、基于M2M的應用架構。輸變電設備可以在RFID電子標簽作用下轉變為一種智能化的虛擬形態，有助于實時監測設備的運行狀態。傳感網絡由紅外線傳感器、GPS系統以及掃描系統組成，它便于識別和管理設備。M2M可以借助終端設備進行智能交互，它是一種網絡服務。基于M2M的物聯網應用架構，可以幫助用戶篩選全適的解決方案，從而達到實時監控輸變電設備的目的。物聯網網絡模型按照功能和技術的差異可以分為三個部分：智能感知結構、智能網絡結構和智能應用結構。

2.1智能感知結構

工作人員可以借助智能感知結構來實時監測輸變電設備的全部環節。其中，輸電環節和變電環節是設備運作的核心環節。智能感知結構能夠充分利用傳感設備、攝像等來實時感知輸變電設備運行狀態、監測設備環境、產生數據。除此之外，智能感知結構還可以通過RFID技術或者互聯網來傳輸信息。

2.2智能網絡結構

智能網絡結構為長距離傳輸數據提供了保障，它能夠有效解決傳輸過程中產生的問題。智能感知結構能夠將數據信息轉變為傳輸協議，主要利用通信技術和網絡技術來監測寬帶、電力光纖等設備狀態。

2.3智能應用結構

智能應用結構可以解決整理數據信息過程中產生的問題，它可以有效解決人機交互問題。這一結構主要具有兩種功能：根據業務的個性化需求來處理數據信息；構建應用平臺，管控監測輸變電設備，實現人機交互。

3.輸變電設備狀態監測的現狀

從整體來看，輸變電設備監測協同是單一的電力傳輸以及輸變電設備狀態參數集，它既能夠收集信息，也能夠建立完善的、具有獨立性的信息數據庫，從而提高了信息系統的操作水平。從另一個角度來看，RFID射頻技術是數據傳輸的關鍵技術，該技術與無線傳輸相結合，不僅可以建立模型，還可以為智能電力傳輸監測工作提供方便。除此之外，互聯網感知層和傳感設備還可以采集輸變電設備狀態信息。物聯網網絡層能夠收集數據、分析數據，提升其他系統的運行能力，從而保證了數據分析的全面性。工作人員需要根據輸變電設備運行情況，應用互聯網和大數據集成技術，保證物聯網網絡傳播的有效性以及電力傳輸和輸變電設備運行的穩定性。[2]

4.輸變電設備狀態監測中的物聯網關鍵技術

4.1無線傳感技術

在傳感監測技術、數據分析技術以及通信技術的共同支持下，工作人員能夠實時監測輸變電設備狀態。傳感器節點通過合作可以實時監測設備的運行狀態，從而有效提高信息的收集速度以及處理效率。在使用無線傳感網絡時，無線傳感技術需要滿足多種要求，如固定監測、連續監測等。在無線傳感技術的支持下，工作人員可以實時監測相關區域，并且及時收集和處理數據信息。由于輸變電設備種類較多，因此工作人員需要根據輸變電設備的實際情況來選擇合適的故障分析與識別方法。

4.2射頻識別技術

電力的傳輸情況主要受到輸電設備運行狀況的影響，輸變電設備管理的內容主要包括設備檢修、運行管理等。設備監測工作是電力工作中的重要環節，因此，提高輸變電設備的監測水平以及工作效率，有利于提高電力企業的經濟效益。射頻識別技術可以應用于管理信息的統一化管理中。工作人員在RFID標簽上記錄設備的數據之后，芯片就可以存儲各項管理信息。RFID標簽在收到射頻信號之后，可以利用感應電流產生的能量，將儲存在RFID標簽中的管理信息發送出去。工作人員可以利用互聯網技術來處理這些管理信息，從而實現輸變電設備管理的綜合化。

5.物聯網技術在輸變電設備狀態監測中的應用

5.1自動監測

前端感知設備、太陽能供電系統和集成傳輸系統共同形成了輸變電設備狀態自動監測系統。自動監測系統可以根據現場的實際情況來適當調整設備的運行參數，有效保證了數據采集的準確性。在信息傳輸完成之后，監控中心會自動接收和處理監測數據，并且將其傳輸至維護人員的終端設備上，以實現對輸變電設備的自動監測。自動監測系統既能夠打破環境對監測工作的限制，也能有效節約輸變電設備監測工作成本。另外，工作人員需要在輸變電設備中安裝線路激光警示裝置，以防止出現線路跳閘問題。總之，物聯網技術與其他先進技術相結合，有利于提高輸變電設備監測水平。

5.2智能評估

在物聯網技術與大數據、云計算等新型技術的共同支持下，智能評估平臺不僅能夠提高監測數據分析的精準性，還能夠深入挖掘和分析潛在的價值信息。另外，智能評估平臺還能夠評估輸變電線路狀態，找到輸變電設備中的潛在風險，并及時告知設備的維護人員，從而提高了維護工作的科學性和有效性。在對輸變電設備狀態進行智能監測評估后，工作人員可以根據相關評估數據來消除潛在的安全隱患。總之，智能評估有利于延長輸變電設備的使用壽命，提高輸變電設備的運行效率，節約輸變電設備成本，從而為電力企業帶來更多的經濟效益。

5.3輸變電設備全生命周期管理

輸變電設備全生命周期管理是指輸變電設備的生產以及后續投入使用的全過程管理。工作人員應利用射頻識別技來收集、處理、分析RFID芯片中的數據，并且落實輸變電設備全生命周期管理工作，使輸變電設備管理朝著數字化的方向發展。總之，物聯網技術有利于加強輸變電設備全生命周期管理，能夠有效延長設備使用壽命。

6.結語

綜上所述，物聯網技術是現代科技的產物，將它應用于輸變電設備狀態監測中，有利于提高監測的時效性和精確性，有利于實現數據信息收集、處理、分析一體化，能夠有效保證輸變電設備全生命周期管理工作的順利進行，提高電力企業的經濟效益，推動電力管理朝著智慧化的方向發展。