袁建洪

摘 要：本文在配網(wǎng)電力裝置運(yùn)行監(jiān)測(cè)作用方面入手，來對(duì)互聯(lián)網(wǎng)于配網(wǎng)設(shè)備的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中相關(guān)運(yùn)用實(shí)施分析，從而來使配網(wǎng)裝置的穩(wěn)定與安全得到提升。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)；互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；運(yùn)用

中圖分類號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）21-0122-02

1 引 言

配網(wǎng)電力裝置運(yùn)行監(jiān)測(cè)指的是運(yùn)用著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，來對(duì)于故障的位置、類型以及嚴(yán)重程度來做判斷，對(duì)設(shè)備能夠運(yùn)用壽命的長(zhǎng)度進(jìn)行預(yù)測(cè)，來對(duì)于問題提出相關(guān)的建議還有維修的方案。

2 配網(wǎng)電力裝置運(yùn)行監(jiān)測(cè)作用

低電網(wǎng)發(fā)生大面積的事故進(jìn)行預(yù)防第一道防火墻。依照統(tǒng)計(jì)，在2003～2007年間，使全國(guó)各個(gè)地區(qū)發(fā)生大面積停電其主要的原因?yàn)閻毫迎h(huán)境氣候的影響，不過因?yàn)殡姎庋b置自己故障造成電網(wǎng)事故是呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)的，其占到的比例已是全部電網(wǎng)事故一半還多。在2003年，發(fā)生57起較大的電網(wǎng)事故之中，電氣裝置故障引發(fā)的占到了30起，大約占到事故總數(shù)53%。在全國(guó)領(lǐng)域內(nèi)大面積的停電事故剖析之中能夠得到，電氣裝置自身故障為對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成影響的關(guān)鍵因素。而且，于電網(wǎng)故障之中占到的比例非常大，已經(jīng)變成供電單位不得不對(duì)起進(jìn)行重視的狀況之一。該配網(wǎng)電力裝置運(yùn)行監(jiān)測(cè)工藝的運(yùn)用，他的目的是對(duì)于電力裝置運(yùn)行的狀態(tài)和剩余的壽命實(shí)施在線評(píng)估以及預(yù)測(cè)，可以精準(zhǔn)對(duì)電力運(yùn)行之中發(fā)生的故障進(jìn)行檢測(cè)，并且及時(shí)進(jìn)行搶修，免于對(duì)工作、家庭帶來一些不必要困擾。而且對(duì)于電力的剩余壽命來做出提前的預(yù)測(cè)，能夠免于電路的老化問題而產(chǎn)生的不良影響，使大眾生命與財(cái)產(chǎn)安全得到保障，并對(duì)狀態(tài)維修供給理論的依據(jù)，使得電網(wǎng)的運(yùn)行得到較大提升。

3 電力裝置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)的工作原理

傳感器作用為對(duì)電力裝置電能以及環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)后臺(tái)系統(tǒng)供給實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)。其傳感器能夠安裝于設(shè)備的內(nèi)部或者是外部，運(yùn)用多類無線通信辦法集中以及分散地對(duì)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，使得任何地點(diǎn)配電網(wǎng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)得到實(shí)現(xiàn)。后臺(tái)系統(tǒng)依照配電網(wǎng)裝置狀態(tài)的變化來實(shí)施預(yù)警以及警告，且自動(dòng)產(chǎn)生狀態(tài)評(píng)估的結(jié)論，來對(duì)配電網(wǎng)日常運(yùn)行的需要進(jìn)行相應(yīng)的提供。在無線傳感器能夠監(jiān)測(cè)到現(xiàn)在裝置狀態(tài)指的標(biāo)大于一定閾值的時(shí)候，就會(huì)立刻啟動(dòng)其預(yù)警模式，向后臺(tái)報(bào)警，且后臺(tái)會(huì)迅速收到信號(hào)，把當(dāng)前的設(shè)備狀態(tài)與周邊環(huán)境的視頻還有狀態(tài)評(píng)價(jià)的結(jié)果給傳送到配網(wǎng)的運(yùn)行人員。

數(shù)據(jù)采集層：

（1）環(huán)境狀態(tài)的監(jiān)測(cè)

對(duì)于配網(wǎng)電氣裝置其環(huán)境方面的監(jiān)測(cè)涵蓋了配網(wǎng)環(huán)境其溫濕度的監(jiān)測(cè)、氧含量的監(jiān)測(cè)以及煙霧監(jiān)測(cè)，還有配網(wǎng)設(shè)施其水浸狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和視頻監(jiān)控，與配網(wǎng)設(shè)備的噪音監(jiān)測(cè)。

（2）設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)

配電終端運(yùn)用其主要對(duì)象包含配電站、開關(guān)站、配電線路、配電的變壓器以及前置環(huán)網(wǎng)設(shè)備等。設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)于電力裝置數(shù)據(jù)采集以及傳輸方面的處理。其采集數(shù)據(jù)涵蓋了環(huán)網(wǎng)柜、開關(guān)站、配電的變壓器、柱上開關(guān)、箱式的變壓器以及配電室等模擬量以及開關(guān)量。

（3）防盜監(jiān)測(cè)

于箱式變壓器、環(huán)網(wǎng)柜以及分支箱上來安裝相關(guān)的門磁傳感器，使得對(duì)于柜門的打開次數(shù)以及打開時(shí)間進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，而且經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)終端實(shí)施射頻識(shí)別，依照工作人員正常的巡檢時(shí)間來對(duì)柜門是不是異常的打開進(jìn)行正常的檢測(cè)，當(dāng)作設(shè)備防盜的判斷根據(jù)。

3.2 數(shù)據(jù)通信層

通信層的傳輸網(wǎng)絡(luò)，其涉及了Zig Bee無線通信的技術(shù)、電力骨干層其通信網(wǎng)的光纖技術(shù)以及以太網(wǎng)。傳感器對(duì)配電裝置運(yùn)行環(huán)境的數(shù)據(jù)以及運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，再經(jīng)過自己無線通信的模塊給傳輸至就近短距離的無線傳輸匯聚節(jié)點(diǎn)，經(jīng)過大量匯聚節(jié)點(diǎn)所組成自組織的網(wǎng)絡(luò)來傳輸至數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕尽Ｆ錈o線網(wǎng)絡(luò)和接入層的通信網(wǎng)還有骨干層的通信網(wǎng)能夠順暢實(shí)施通信，對(duì)電力單位現(xiàn)存通信網(wǎng)絡(luò)的快速、穩(wěn)定以及安全等優(yōu)勢(shì)充分的運(yùn)用起來。于電力裝置內(nèi)部依據(jù)就近匯集原則來構(gòu)成相關(guān)的Zig Bee通信網(wǎng)絡(luò)，每一個(gè)子網(wǎng)都指的是單個(gè)中心裝置接到光纖網(wǎng)絡(luò)，利用Zig Bee與光纖相結(jié)合的辦法使得把裝置的各類狀態(tài)信息進(jìn)行雙向傳輸?shù)玫綄?shí)現(xiàn)。所以，于通信子網(wǎng)之中來設(shè)立起網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器和大量中心匯聚的節(jié)點(diǎn)，其每一個(gè)中心匯聚的節(jié)點(diǎn)對(duì)單個(gè)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域之中一部分進(jìn)行管轄，和各個(gè)終端節(jié)點(diǎn)來構(gòu)成子網(wǎng)，且子網(wǎng)間是相對(duì)獨(dú)立的，電力裝置和通信模塊是連接的，經(jīng)過標(biāo)識(shí)符對(duì)所隸屬中心匯聚的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行確定。各個(gè)中心匯聚的節(jié)點(diǎn)經(jīng)過多跳的鏈路把采集到的信息數(shù)據(jù)傳送至網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器。匯聚節(jié)點(diǎn)與傳感器傳輸頻率是運(yùn)用的2.4GHz，且傳感器網(wǎng)是運(yùn)用無線自組的網(wǎng)絡(luò)。

3.3 數(shù)據(jù)管理層

以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，無線的自組網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)體系數(shù)據(jù)的管理層，在管理的內(nèi)容上來進(jìn)行劃分，是應(yīng)用服務(wù)、基礎(chǔ)服務(wù)以及數(shù)據(jù)接口這3部分來組成的；在功能實(shí)現(xiàn)方面來看，利用通信主站軟硬件的配置為主。其數(shù)據(jù)接口的部分來對(duì)與主站建立起連接進(jìn)行負(fù)責(zé)，而且對(duì)收集起必要數(shù)據(jù)信息進(jìn)行負(fù)責(zé)，利用所設(shè)定周期來進(jìn)行發(fā)送；其數(shù)據(jù)的接口還需要確保數(shù)據(jù)信息的一致性、完整性以及安全性。而基礎(chǔ)服務(wù)的部分為這個(gè)平臺(tái)基礎(chǔ)，涵蓋了數(shù)據(jù)存取、數(shù)據(jù)傳輸、權(quán)限管理以及報(bào)警信息等多種功能，其主要是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)送到數(shù)據(jù)信息的接受進(jìn)行負(fù)責(zé)，而且對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、檢索以及存儲(chǔ)的工作負(fù)責(zé)。運(yùn)用服務(wù)這部分主要為配電信息高級(jí)運(yùn)用，其主要是面向于用戶。

4 以混合組網(wǎng)為基礎(chǔ)用電信息的采集系統(tǒng)

與現(xiàn)場(chǎng)臺(tái)區(qū)中實(shí)際的測(cè)試相結(jié)合，運(yùn)用Mesh無線的傳輸網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)LC臺(tái)區(qū)中所存有的采集盲點(diǎn)狀況進(jìn)行解決。Mesh無線網(wǎng)絡(luò)是運(yùn)行在470～510MHz免申請(qǐng)的頻段，其支持8-32跳頻頻點(diǎn)共同慢跳頻進(jìn)行通信，且網(wǎng)絡(luò)組態(tài)是運(yùn)用著自組織的Mesh架構(gòu)。于10kV配電臺(tái)區(qū)域中不能運(yùn)用該電力線載波對(duì)用戶的電表信息進(jìn)行采集工作，其采集盲點(diǎn)是連接著Mesh無線網(wǎng)絡(luò)的中繼器，而且于其周邊的某長(zhǎng)時(shí)間都可以穩(wěn)定對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，該載波的采集器側(cè)是安裝在Mesh無線網(wǎng)絡(luò)的中繼器，這個(gè)時(shí)候這2中繼器來建立起主從網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)關(guān)系，便能夠經(jīng)過已經(jīng)建立起Mesh無線網(wǎng)對(duì)電表側(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，如圖1。

5 系統(tǒng)運(yùn)用的性能分析

為對(duì)電力裝置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)性能進(jìn)行分析，可以有代表性選取某個(gè)地區(qū)其地下的開閉所、箱式的變壓器、環(huán)網(wǎng)柜以及柱上的開關(guān)等多種典型電力裝置實(shí)施監(jiān)測(cè)。經(jīng)過對(duì)無線自組的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行架設(shè)，利用較小組網(wǎng)以及運(yùn)營(yíng)成本，來對(duì)配電裝置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)，集配電裝置的狀態(tài)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、視頻監(jiān)控以及環(huán)境監(jiān)測(cè)等于一體。就像是高樓或者者地下室，在傳輸功率方面分別設(shè)定在10、68以及100mW的時(shí)候，其能夠傳輸?shù)木嚯x達(dá)到了10、500以及1000m。在通信頻率是2.425GHz的時(shí)候，實(shí)際的傳輸速率能夠達(dá)至120～145kb/s，而且測(cè)試值的偏差比1%還小，誤碼率比10-5小，其平均時(shí)間的延遲是24ms。

測(cè)試的結(jié)果表明了這個(gè)系統(tǒng)對(duì)于日常配網(wǎng)的電氣裝置實(shí)施實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)是極其有效的，使得較少信號(hào)延遲得到保證時(shí)，滿足對(duì)于室內(nèi)以及室外的裝置狀態(tài)評(píng)估需要。對(duì)以混合組網(wǎng)為基礎(chǔ)用電信息的采集系統(tǒng)，該載波的采集器極易覆蓋電表直接經(jīng)過之前PLC線路來把用電的信息給傳送到集中器上；載波的采集器難以覆蓋電表，則經(jīng)過無線的自組網(wǎng)當(dāng)中繼器來把表計(jì)用電數(shù)據(jù)傳送到和載波的采集器連接起來的Mesh中繼器，于匯聚了大量無線中繼器用電的信息之后傳至載波的采集器，再經(jīng)過PLC線路之上來傳至載波的集中器。這個(gè)方案使得用電信息其采集方面的無盲區(qū)、全方位覆蓋得到實(shí)現(xiàn)，不但使用電的信息采集覆蓋率得到提升，而且使用電的信息采集其全覆蓋經(jīng)濟(jì)成本得到下降。

6 結(jié)束語

電力裝置狀態(tài)檢測(cè)的結(jié)果應(yīng)當(dāng)具有精準(zhǔn)性，該文章提出無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)接到配電終端典型組網(wǎng)的方式以及業(yè)務(wù)接入的方式，建立起配電的自組網(wǎng)檢測(cè)體系，使得裝置運(yùn)行監(jiān)測(cè)以及環(huán)境監(jiān)測(cè)功能集成得到實(shí)現(xiàn)，還使裝置運(yùn)行的管理水平以及配電供電的可靠性得到提升，對(duì)配網(wǎng)的自動(dòng)化實(shí)施供給了關(guān)鍵的參考辦法。

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收稿日期：2018-6-12