輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)研究

孫文 周宗義

摘 要：近年來，電力工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)被陸續(xù)引入電力工程施工建設(shè)活動(dòng)中，使電力工程朝著智能化、現(xiàn)代化的發(fā)展。為此，本文將以信息化作為研究背景，對輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行研究，了解輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的相關(guān)檢測技術(shù)，為電網(wǎng)運(yùn)行提供安全保證。

關(guān)鍵詞：輸變電設(shè)備；運(yùn)行狀態(tài)；關(guān)鍵技術(shù)

在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的背景下，人們對電網(wǎng)建設(shè)的研究工作日益深入，將電網(wǎng)規(guī)模為基礎(chǔ)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)信息傳輸平臺(tái)，使電網(wǎng)朝著智能化的方向發(fā)展，充分利用網(wǎng)絡(luò)操作的應(yīng)用優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)完全的信息化操作，借助電力轉(zhuǎn)換設(shè)備與電力傳輸設(shè)備對電力運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

一、將物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)構(gòu)建智能電網(wǎng)輸變電設(shè)備檢測系統(tǒng)

輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為應(yīng)用載體，構(gòu)建虛擬空間信息共享技術(shù)，借助網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相關(guān)的虛擬空間為輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測提供有利支持。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推動(dòng)下，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為高端技術(shù)的生產(chǎn)與推廣創(chuàng)造廣闊的發(fā)展空間，相序產(chǎn)生定位功能、紅外線定位技術(shù)、跟蹤GRS的函數(shù)技術(shù)等。

（一）物聯(lián)網(wǎng)與在線檢測

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到輸變電設(shè)備運(yùn)行檢測工作中，能夠有效提升電力企業(yè)對輸電線路、變電設(shè)備的感知能力，在實(shí)際應(yīng)用中將輸電線路、變電設(shè)備與信息通信網(wǎng)絡(luò)合理的結(jié)合到一起，使其具備數(shù)據(jù)傳輸聯(lián)合處理功能等，進(jìn)一步提升電網(wǎng)的智能化水平。

1.輸電設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對輸電線路運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施即時(shí)性感知與檢測，進(jìn)一步了解輸電線路在覆冰、微氣象、導(dǎo)線舞動(dòng)、視頻圖像、風(fēng)偏等狀態(tài)下的具體情況，實(shí)現(xiàn)對輸電設(shè)備的全過程檢測，保證整個(gè)檢測過程具有良好的可觀測性，對風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行即時(shí)性預(yù)警。

輸電設(shè)備在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作用下所形成的在線檢測技術(shù)還涉及無光源波導(dǎo)傳感器技術(shù)、視頻傳感器技術(shù)等。其中，無光源波導(dǎo)傳感技術(shù)在輸變電檢測工作中的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)線風(fēng)偏、污垢等現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)化監(jiān)控；視頻傳感器技術(shù)在輸變電檢測工作中的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)對線路防盜、塔桿傾斜等現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)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(jù)。

2.變電設(shè)備狀態(tài)在線技術(shù)的應(yīng)用

變壓器油色譜、GIS局放、避雷器絕緣檢測等內(nèi)容均屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作用下變電設(shè)備在監(jiān)測工作中的應(yīng)用技術(shù)。智能變電站建設(shè)過程，需科學(xué)運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，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(dòng)變電站的智能化與現(xiàn)代化。

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)所構(gòu)建的在線監(jiān)測系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中具有較高的靈敏性，能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行各項(xiàng)運(yùn)行信息的即時(shí)性采集、識(shí)別與處理，且該技術(shù)對無線網(wǎng)絡(luò)具有較強(qiáng)的依賴性，不僅能夠維持預(yù)試項(xiàng)目的運(yùn)行，還能夠?qū)⒃O(shè)備運(yùn)行特征真實(shí)的反映出來，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的科學(xué)評(píng)估與合理診斷。

（二）智能感知層與智能網(wǎng)絡(luò)層

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要涉及三個(gè)結(jié)構(gòu)層次，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層。其中感知層主要負(fù)責(zé)接收特定范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)信息，落實(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的連接工作，使感知層能夠?qū)⒔邮盏男畔鬟f到制定設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)對各中網(wǎng)絡(luò)信息的接收與傳播。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的作用下，輸變設(shè)備實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)的形成與構(gòu)建，首先需要明確智能感知層的具體功能與智能網(wǎng)絡(luò)層的具體功能，確保輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測活動(dòng)具有科學(xué)性、合理性與全面性。

1.智能感知層

智能變電站設(shè)備智能監(jiān)測技術(shù)形成與構(gòu)建過程，將智能感知層作為物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建載體，實(shí)現(xiàn)對感知設(shè)備的組合應(yīng)用。智能傳感器、GPS全球定位系統(tǒng)、EPC標(biāo)簽等感知設(shè)備在輸變電系統(tǒng)中的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)對輸變電信息的合理感知，合理搜集全生命周期的資產(chǎn)信息，為后期輸變電運(yùn)維活動(dòng)奠定基礎(chǔ)。在輸變電系統(tǒng)運(yùn)行過程，感知層所收集的信息主要涉及電網(wǎng)運(yùn)維信息、輸電設(shè)備狀態(tài)信息、電網(wǎng)運(yùn)行信息、輸變電線路設(shè)備信息等，但是這些信息不涉及氣象信息、自然災(zāi)害信息等。

2.智能網(wǎng)絡(luò)層

輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控從信息傳輸?shù)酵ㄐ艑颖粍澐殖扇齻€(gè)方面的內(nèi)容，即傳輸器網(wǎng)絡(luò)、變電站、供電局。傳感器網(wǎng)絡(luò)在輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控活動(dòng)中被視為一種智能檢測系統(tǒng)，通過寬帶、光纖、短距離無線通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對輸變電設(shè)備狀態(tài)信息的采集、傳送與記錄。數(shù)據(jù)信息被輸送到智能終端后，在智能技術(shù)的作用下，將信息傳送到變電站與供電局。其中，變電站能夠?qū)⑿畔魉偷街悄鼙O(jiān)控系統(tǒng)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(jù)輸變電設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，在網(wǎng)絡(luò)與通信機(jī)構(gòu)之間構(gòu)建與之相適宜的連接關(guān)系，建立通信網(wǎng)、電力無線專用網(wǎng)絡(luò)等內(nèi)容。輸變電設(shè)備運(yùn)行信息傳輸?shù)阶冸娬局悄鼙O(jiān)控系統(tǒng)后，需要確保輸變電線路具有良好的兼容性與擴(kuò)展性，由供電局網(wǎng)絡(luò)積極承擔(dān)其對輸變電占信息的整理與匯總工作。

二、輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用策略

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國研究與應(yīng)用中尚且處于初級(jí)探索階段，有諸多問題需要解決。為加強(qiáng)輸變電設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合，全面推動(dòng)輸變電系統(tǒng)的智能化、信息化與一體化，需要從以下幾個(gè)方面著手：

（一）加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與在線監(jiān)控技術(shù)的融合

無線網(wǎng)絡(luò)傳感器在輸變電設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測活動(dòng)中，極易受到來自供能渠道的干擾，存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系不健全、應(yīng)用技術(shù)落后、物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)等多種問題，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控工作中的運(yùn)用帶來一定的制約。其中表現(xiàn)最為突出的就是變電站在線監(jiān)測技術(shù)方面的問題，需要在今后的發(fā)展與建設(shè)中不斷對變電站在線監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化與整合，盡最大努力降低在線監(jiān)測設(shè)備的故障發(fā)生率，維持在線監(jiān)測設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

（二）切實(shí)保證數(shù)據(jù)流的安全性與穩(wěn)定性

在輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中，受內(nèi)外多種因素的影響，傳感節(jié)點(diǎn)十分容易受到破壞，導(dǎo)致輸變電設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)無法正常運(yùn)行；無線通信在實(shí)際運(yùn)用環(huán)節(jié)，其數(shù)據(jù)信息極易遭到篡改或者是步入非授權(quán)的范圍。因此，在整個(gè)輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)中，保證通信方式多樣性與交互性的同時(shí)，還應(yīng)全面提高對網(wǎng)絡(luò)信息傳輸安全的重視，通過多渠道、多手段為輸變電設(shè)備監(jiān)測活動(dòng)創(chuàng)造一個(gè)良好的、穩(wěn)定的、安全的網(wǎng)絡(luò)信息傳輸環(huán)境，為輸變電設(shè)備網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行與維護(hù)創(chuàng)造便利條件。

（三）構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化輸變電設(shè)備檢測體系

現(xiàn)如今，物聯(lián)網(wǎng)在輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中并沒有形成一個(gè)完整的、標(biāo)準(zhǔn)的體系，為我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備狀態(tài)建設(shè)中發(fā)展與推廣帶來極大的制約。因在線監(jiān)測設(shè)備生產(chǎn)廠家的建設(shè)規(guī)模與生產(chǎn)能力有所不同，不同的在線監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行技術(shù)與運(yùn)行規(guī)模存在較大的差異，對在線監(jiān)測技術(shù)的規(guī)范與應(yīng)用帶來不同程度的影響。在新時(shí)期社會(huì)發(fā)展的背景下，國家應(yīng)不斷對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行規(guī)范與整合，保證物聯(lián)網(wǎng)在傳感層面、傳輸層面、應(yīng)用層面形成統(tǒng)一的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建一個(gè)具有高效性、合理性、規(guī)范性、標(biāo)準(zhǔn)化的物聯(lián)網(wǎng)管理機(jī)制。輸變電企業(yè)根據(jù)輸變電設(shè)備、輸變電線路的實(shí)際應(yīng)用情況，制定與之相適宜的再現(xiàn)監(jiān)測遠(yuǎn)近規(guī)范，確保在線監(jiān)測設(shè)備生產(chǎn)廠商均能夠保證設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量與服務(wù)質(zhì)量，進(jìn)而達(dá)到輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測活動(dòng)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

綜上所述，在輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)主要是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為主要載體，通過構(gòu)建智能電網(wǎng)變電設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)，將在線監(jiān)測技術(shù)運(yùn)用到輸變電設(shè)備與變電設(shè)備的監(jiān)測活動(dòng)中，實(shí)現(xiàn)對輸變電設(shè)備的24小時(shí)全天候動(dòng)態(tài)監(jiān)控，為電網(wǎng)運(yùn)行的安全性與可靠性提供有利保障，全面推動(dòng)電力企業(yè)的運(yùn)行與發(fā)展。

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