王文帝
（国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 江苏南京 210019）
摘要：电力物联网是将物联网技术应用到智能电网中，其实现了电力生产、运行、控制数据的全面在线采集，使各种电力设备构成一个巨大的电力广域互联网络，形成覆盖输电、变电、配电各环节的信息模型统一、通信规约统一、数据服务统一和应用服务统一的全景全息电力物联网，实现电网各环节设备状态的可测、可视、可控，从而使电力设备运检由事后检修转变为事前诊断及主动预警，最终达到智能电网的坚强、自愈的目的。
关键词：电力物联网；变电检修；状态监测
1.引言
随着电网规模的扩大、设备种类的增加及监测复杂化，建设电网侧电力物联网的需求尤为迫切。构建电网侧电力物联网，搭建设备身份识别、电子标签感知、环境信息监测、远程监控等系统，并打通与D5000系统、站端监控平台、PMS2.0系统等现有系统的数据通道，使设备状态掌握更加清晰，状态变化趋势更加明确，检修管理策略更为科学，从而及早发现缺陷和故障的征兆，减少问题处理的耗费时间，实现电网侧设备运检从事后检修到事前诊断及主动预警的转化，提高电力设备运维检修的工作效率，保证电力设备和电网运行的安全性及稳定性。
2.目前设备状态监测方面存在的问题
设备状态在线监测技术的应用为及时掌握设备状态、尽早发现设备潜在缺陷提供了有效的技术手段，但在覆盖率、接入率、可靠性及智能化等方面仍然存在问题，亟待解决。
（1）现有在线监测种类少且覆盖率不高
目前，全省应用的变电站在线监测类型仅为11种，类型数较少，容性设备介损、套管红外及电压监测等在线监测类型在江苏应用偏少；变电在线监测装置的覆盖率偏低，无法满足对变电设备状态全面监测的需要。
（2）部分在线监测设备接入率尚待提高
按照在线监测相关管理规定，所有在线监测数据应接入在线监测平台，各应用单位通过在线监测平台进行数据应用。截止目前，在线监测平台仅接入了少部分智能站的在线监测数据，大部分变电站仅在站内进行监控，缺乏统一的监管，不利于统一管理和维护。
（3）在线监测装置现场的可靠性问题突出
实际应用中，在线监测装置的离线率偏高，部分在线监测装置质量及数据有效性较低。如DMS局放在线监测误报率较高、部分油色谱在线监测装置的数据与离线数据偏差较大，同时由于监测装置质量问题或通信故障引起数据中断情况较为普遍，如油色谱在线监测装置的接入故障率长期在10%左右。
（4）在线监测后台系统功能有待提升
目前，在线监测主站平台主要依靠简单阈值判断和人工巡视的方式来发现缺陷，存在以下问题：一是现场缺乏在线监测统一子站，目前各个厂家的在线监测子站至针对自己的设备，相互不兼容，不利于数据统一接入。二是整体自动化程度低，主要依靠人工周期性巡视，无法保证数据监控的实时性。三是智能化水平低，不具备主动预警功能，对于特高频局放、断路器动作特性等波形数据，主站平台缺乏标准化的智能诊断及主动预警能力，不利于监测装置的标准化数据分析及数据统一管理。
3.电力物联网在变电检修中的应用
3.1顶层架构设计
按照功能和组成不同，电力物联网架构分为三个层次：感知层、网络层和应用层。
1、感知层
感知层主要利用各种传感器实现信息的采集、识别和汇聚。包括传感器层与数据汇聚层两部分。
传感器层：主要用于采集接受不同种类的物理输入量，并把这种物理量转换为光信号或者电信号。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆传感器网络通过无线传感网、光纤、电缆将小范围内的传感器信号进行集中，上传给上一层的汇聚节点。传感器层主要用于解决数据采集和小范围集中的问题。
数据汇聚层：主要由汇聚节点、中继节点、接入节点等各类节点（包括传统在线监测中的IED以及各种巡检感知系统的数据服务器）构成，主要用于解决大范围数据汇集的问题。同时，数据汇聚层各节点具备就地计算能力，能够对采集数据进行简单处理运算，剔除无效数据、异常数据。
2、网络层
网络层设备主要接入网关组成，电力物联网感知的数据既可以通过4G专网/光纤网络上传，也可以借助变电站网络或配网自动化网络上传。
3、应用层
应用层主要由数据库和各类高级应用服务组成，主要用于采集数据的归集存储分析、现有系统及平台数据汇集、设备状态的评价、设备故障主动预警、人机交互界面展示等。
3.2应用场景
3.2.1 油色谱检测
（1）检测目的
变压器油中溶解气体气相色谱分析是监测变压器运行状况的有效手段，油色谱检测具备分析周期短、连续在线监控的优点，成为电力系统不可或缺的检测装置。
（2）检测方法
通过取油阀对变压器油进行取样并分析判断，可实现对变压器油中CH4、C2H4、C2H6、C2H2、H2、CO、CO2七种气体检测
（3）安装方案
接变压器取油口，并对取油口进行改造。
3.2.2 铁芯接地电流检测
（1）检测目的
大型电力变压器铁芯电流的变化可直接反映出变压器的故障状态。铁芯电流正常时为毫安级（几毫安～几十毫安），故障时高达十几安培，铁芯接地电流检测可作为电压器安全运行的一种有效手段。
（2）检测方法
铁芯电流监测采用穿心式零磁通电流互感器，自铁芯接地线上获取信号。
（3）安装方案
钳形CT安装于扁钢。
3.2.3 SF6气体分解物及气体湿度检测
（1）检测目的
大多数检测方法避免不了现场干扰的因素，采用SF6气体分解物及气体湿度的方法在避免现场干扰这方面具有绝对优势，所以对电力设备故障检测分析具有重要的意义。
（2）检测方法
采用电化学传感器通过与被测气体发生反应并产生与气体浓度成正比的电信号来工作，从而进行SF6气体分解物检测。
（3）安装方案
对SF6压力表处的气口进行改造，一组检测装置（共用一套分析主机）之间距离不超过1.5m。
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3.2.4 温度监测
（1）检测目的
测温贴片与被测电力设备接触面积大，接触紧密，在检测到电力设备表面的温度，测温贴片具备准确性高、反应速度快、体积小方便安装等优势。
（2）检测方法
通过接触电力设备表面，测到设备表面安装点的温度值。
（3）安装方案
方案1：扎带式安装于断路器梅花触头，并用热塑套管恢复绝缘。
方案2：合金扎带压接在设备出线铜排上。
3.2.5 局放在线监测
（1）检测目的
局放在线监测可实时检测到设备绝缘内部存在弱电或生产过程中造成的缺陷，避免在高电场强度作用下发生重复击穿和熄灭的现象。
（2）检测方法
电压器本体通过高频电流方式进行检测；套管局部放电采用非接触特高频方式进行检测；组合电器局放检测通过接触式特高频方式进行检测。
（3）安装方案
变压器本体局部放电：采用接触式，安装于主变本体油箱外壳与底座拼接处。
变压器套管局部放电：采用非接触式，每个主变室内壁上安装。
组合电器特高频局部放电：接触式安装于绝缘盆子上。
4.结束语
电力物联网是智能电网的重要基础支撑，通过电力物联网进行可靠灵活的网络传输及智能应用实现设备感知泛在化、传感单元微型化、物联网络去中心化、数据传输无线化、应用分析智能化的互联体系，完成电力生产现场、运行、控制数据的全面在线采集，从而实现电网各环节设备状态的可测、可视、可控，其在未来电网中将发挥不可替代的作用。
参考文献：
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[2]姚程，张永伍. 基于物联网的继保设备全寿命运维管理[J]. 企业管理，2016，2.
[3]林静，林柏. 电力物联网建设中的关键技术研究[J]. 通讯世界，2017（24）：185-186.
论文作者:王文帝
论文发表刊物:《河南电力》2018年20期
论文发表时间:2019/4/29
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