基于物聯網技術的變電設備狀態(tài)檢修的研究及應用

高龍　李建閣　王貴賓

摘? 要：目前，我國電力系統還沒有建立起完善的狀態(tài)檢修體系，受限于傳感器技術的發(fā)展，物聯網技術也處于發(fā)展階段。隨著電力系統的深化改革，狀態(tài)檢修相關的規(guī)定、準則、標準在不斷的完善中，檢測判斷技術與物聯網技術也在不斷發(fā)展，基于物聯網技術的變電設備狀態(tài)檢修也就隨之應運而生。

關鍵詞：物聯網技術;電力設備;狀態(tài)檢修

引言

電力設備狀態(tài)檢修工作能準確掌握設備工作狀態(tài)、使用壽命等，同時及時發(fā)現處理設備故障或異常問題，預防電力系統斷電等問題的發(fā)生?；谖锫摼W技術的狀態(tài)檢修除了保障檢修更高效智能、信息數據更安全可靠之外，還提高了檢修工作效率、降低了人力資源浪費等。本文首先結合物聯網收集的信息確定檢修方案，再介紹了物聯網技術在電力設備全周期管理中的應用，最后對比分析了基于物聯網技術的狀態(tài)檢修和一般檢修。

1物聯網技術在電力設備檢修中運用的必要性

電力設備檢修發(fā)展的上升性在本文引言中已經有所提及，物聯網技術在其中的運用并非從一開始就如此廣泛，是經歷了由傳統到現代的過渡過程才有了如今的規(guī)模。在早些時代的電力產業(yè)發(fā)展中，對于電力設備檢修的模式較為低端傳統。首先就檢修時效來說，往期的電力設備檢修往往是在設備運行已經發(fā)生故障或者無法運行時才能進行，這是以產業(yè)效益是否會受到實際影響為標準。因此，這樣的檢修模式具有滯后性和被動性，與之相應的維護檢修成本的投入也必然較高。其次就檢修效益來說，往期的檢修大部分是大水漫灌式的設備監(jiān)督，并沒有突出點或有所側重的地方。這樣在檢修的過程中就會出現過于平均的現象，本沒有嚴重故障的設備被過于修繕，應受到重點維護的設備卻僅檢修到淺薄層面，從而造成整體效益的下降和勞動資源的浪費。最后就檢修策略來說，由于受到經濟水平和科技條件的限制，部分產業(yè)并沒有制定完善的檢修規(guī)劃，或者制定的檢修規(guī)劃并沒有將前中后期的必要因素和意外情況進行充分考量。檢修策略對經驗總結性和技術專業(yè)性均有較高要求，而傳統的管理體制無法達到兩者的客觀要求。自現代電力設備檢修引用物聯網技術以來，傳統的人工采集信息分析數據的局面發(fā)生巨大轉變，取而代之的是自動化和數字化的整合與處理，大大提高了信息處理的效率，減少人力勞動所產生的錯誤，整體檢修機制向著精準高效的方向邁進。除了產業(yè)中信息工作的基本要求得到滿足以外，對于數據更深層次的處理也有了依靠，物聯網技術讓電力設備的檢修能夠自行開始模擬和分析，制定相應的策略和計劃，以此指導下一部分的生產活動。物聯網技術也能對電力運作過程中所涉及的流程監(jiān)控，通訊要求等進行數據化處理。與此同時，物聯網技術也能實現內部電力設備的外部對接，從而能讓生產者更加直觀的檢測電力運行狀況，做出更加科學的評估結果，在掌握設備作業(yè)的同時也能探究設備自身的狀態(tài)，以此做出是否更換或進行維修的決策。

2物聯網技術的變電設備狀態(tài)檢修的研究及應用

2.1在狀態(tài)采集階段的應用

物聯網技術在設備狀態(tài)采集中的主要作用就是收集設備參數，通過感應器轉換信號，并將來自不同源頭的信號轉換為光信號或電信號，這些信號更易于處理。感應器是信號采集設備，是監(jiān)測程序的開端部分，所以監(jiān)測系統是否準確受感應器的精確度影響。由此可以看出狀態(tài)監(jiān)測的重要所在便是傳感器技術，這也是一個難點和瓶頸，現階段我國自主研發(fā)生產的感應器質量和性能與國際水平相比，存在一定的差距，需要突破。

2.2變壓器油色譜在線監(jiān)測系統

電力變壓器作為變電站的核心電力設備，其主要作用是進行電壓變換?，F階段大容量變壓器多為油浸式變壓器，而考量油浸式變壓器的運行狀態(tài)是否健康的其中一個重要因素，也就是其內部的絕緣油的狀態(tài)。變壓器絕緣油的主要作用有作為介質使其內部部件相絕緣、油對流進行散熱和對有載開關調檔時產生的電弧進行滅弧。在以前的工作中，往往需要定期安排檢修試驗人員進行油樣取樣，并帶回實驗室進行油色譜分析，由此鑒定變壓器內絕緣油的雜質成分及含量，來判斷變壓器內部的運行狀態(tài)。如雜質超標則需要進行對變壓器進行濾油或更換絕緣油。而現階段利用新技術，可以直接在變壓器連通油色譜監(jiān)測系統，裝置內部通過油氣分離器、色譜柱、傳感器等部件，實時對變壓器內部絕緣油進行分析，并將分析數據實時通過網絡傳輸至用戶端。如出現絕緣油雜質臨界或超標情況，可即時通知運行、檢修人員及時對設備進行故障處理。

2.3專家服務

雖然一般狀態(tài)檢修體系中也設置了專家服務，然而因為通信技術的局限性，并未實現其功能。對專家服務特征而言，信息的客觀準確性直接影響專家檢修決策。但是信息的雜亂繁瑣阻礙了專家服務功能的設置，通過權值法可有效解決該問題，即借助比例衡量信息，進而提升決策效率和質量。例如關于變電設備的狀態(tài)檢修，一般變壓設備發(fā)生故障的同時，氣體比重也隨之變動，對其的測量占專家服務較大的權值，加速度、位移等測量值盡管也有分析價值，但大多情況下是因為測量誤差造成的，所以所占權值較少。另外，關于不同信息的相互影響，變壓設備發(fā)生故障時，電流也隨之變動，若短時間內電流比較穩(wěn)定，但氣體變化明顯，則可能是變壓設備發(fā)生嚴重故障。

2.4電路要求

設備的安置離不開對線路的規(guī)劃。物聯網技術指導下的檢修設備必須有與之相適應、配對的電路連接，從而保證工作任務的有效完成。也就是說，除了要對設備進行檢修以外，還要對連接設備的電路狀況進行監(jiān)控。主要是針對電路運營中的溫度進行監(jiān)測，從而分析其承受電壓和電流的狀況，以此作為判斷設備是否正常運行的標準。一般情況下是依靠物聯網技術的遠程控制排除距離和時間的限制，較為常見的便是傳感器對溫度的反應。同時，物聯網技術也能幫助電力設備對線路進行合理規(guī)劃，決定其是否需要更換或者重新安置，也是物聯網的信息分析技術幫助制定決策的體現。

2.5在輸電線路中狀態(tài)監(jiān)測的應用

首先，在感知層使用，它是一個傳感設備，包括智能傳感器和GPS定位系統，傳輸過程往往是通過感知層的電力進行傳送信息。根據感知層的狀態(tài)監(jiān)測，可以確保獲得信息的準確性，并且感知層包含關于各種自然災害的警告，其收集的信息對整體輸電線路和設備工作非常重要。其次，是智能網絡層，其主要任務是連接無線信號，信息通過射頻芯片傳輸，芯片中包含的信息由溫度測量節(jié)點來發(fā)生信號。在這些測溫節(jié)點中，只有一個測溫終端可以發(fā)送信號并與其它測溫節(jié)點產生聯系。

結語

物聯網技術在電力設備檢修中的運用是在產業(yè)規(guī)模不斷擴大的情況下應運而生的，它彌補了傳統檢修模式的弊端，避免了基礎性錯誤的出現，降低決策失誤率，提高了電力設備在生產中的運行效率。同時也將產業(yè)與科技相結合，順應了當下去產能、加速供給側改革，推動科技創(chuàng)新和企業(yè)創(chuàng)新的潮流。盡管在目前的運用中仍舊有技術不到位、范圍不夠廣等弊端，但就現代社會市場需要而言，其發(fā)展前景是極為廣闊的。產業(yè)的各項領域也應具備技術改革和科技創(chuàng)新的意識，推動物聯網在電力設備檢修中取得更加深遠的影響。

參考文獻

[1]張文煜.基于物聯網技術的電力設備狀態(tài)檢修分析[J].通訊世界，2017（22）：273-274.

[2]尹明明.基于物聯網的變電設備故障診斷研究[J].電子測試，2019，406（1）：101-102+132.

[3]孟憲坤.基于物聯網的發(fā)射機設備狀態(tài)檢修系統的設計[J].廣播電視信息，2017（2）：99-102.

[4]朱云海.變電檢修中傳統檢修模式與狀態(tài)檢修模式的對比與趨勢分析[J].通訊世界，2017（20）：157-158.

[5]鐘輝強.物聯網技術在電力系統中的應用[J].電子技術與軟件工程，2018（17）：6-6.