电力物联网传感器技术在电力设备在线监测中的应用

电力物联网传感器技术在电力设备在线监测中的应用

谭奇 1 麻文禄 2

特变电工股份有限公司新疆变压器厂 新疆昌吉 831100

摘 要：本文探讨了电力物联网传感器技术，分析了电力物联网传感器技术在电力设备在线监测中的应用，以期可以为有关人士提供一定的帮助。

关键词：电力；物联网；传感器技术；电力设备；在线监测；应用

1 电力物联网

(1)信息感知技术。信息感知技术的关键在于感知事物，其主要由WSN无线传感网络和识别技术组成，后者主要包括RFID射频识别、二维码、条形码等技术。

(2)信息传输组网技术。信息传输组网技术是实现数据传输的关键，现阶段使用较为广泛的为无线UN泛网与有线方式，前者主要包括3G、4G、GSM、RFID、LTE、WPAN等通信协议及技术，后者主要包括电力线载波通讯、光线传感网等协议及技术。

(3)嵌入式技术。电力物联网中的嵌入式技术主要包括节点嵌入、轻量级处理嵌入以及分布式网络嵌入等，涉及范围极其广泛。

(4)信息安全技术。电力物联网信息安全技术存在一定的特殊性，除共性的网络安全问题之外，还有一些包括感知节点本地安全问题、感知网络传输问题、数据信息采集安全问题等[1]。相对来说，电力物联网信息安全技术发展仍存在许多不足，泛用安全解决方案还不能百分百满足现阶段电力物联网信息安全技术的需要。

2 传感器技术在电力设备应用

2.1 传感器技术

物联网将各种信息传感设备得以有效的结合对其进行监控，使信息传播的效率增强，而传感器技术就能与互联网形成一个巨大的网络，实现人与人之间的连接。计算机应用技术过程中，通过传感器技术能够到能够使得大量的数字信号进行转换，通过计算机本身的模拟信号转为数字信号才能让计算机得以处理。如果说把互联网当做一个简单的比喻，那传感器就相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等各个器官，网络将各个器官得以融合，这样能够使传播信息的准确度增强，也能够使各个系统注入人的大脑不断地对信息进行处理和分类，以此来推动电力设备的正常应用。

2.2 传感器技术在电力设备中的应用

首先是液位传感器，这种传感器通过过流体静力学来进行液位的测量，在这个过程中可以通过压力传感器对其进行应用，而对于液体监测设备来说，其稳定性较强，应用能力也比较广。第二就是速度传感器，这是一种将速度压力的变化量转为电量，这种传感器更适合于当前的速度监测，能够使电力设备的正常运行情况得以把控。第三为加速度传感器，这种传感器能够测量足够的加速力，电子设备的运行情况与环境能够实现稳定的监视监测来实现电力设备的正常运行，第四则是湿度传感器在应用时可以分为电阻式和电容式，这两种产品的基本形式都能够在设备的外部涂抹材料，这种感湿膜可以有效的保护电子设备，也能够避免空气中的水蒸气对其进行影响，如果空气中水蒸气含量较大，可以对元件的介质发生一定的影响。所以湿敏元件的原理就是由此产生，这样的电力设备环境监测也会更加稳定[2]。第五则是气敏传感器，这种传感器的检测是推特定的气体进行感应，通过变压器等对周围的气体二氧化碳，一氧化碳等进行检测。第六则是红外线传感器，利用红外线的物理性质来进行传感器的把控，一般是无接触的温度测量以及气体成分等分析的精准度比较高。最后则是视觉传感器能够通过图像和光线等进行信息的捕获，从而将数以千计的像素进行综合的检验和计量来对整个电力系统进行检测和分析提高其精准性。

3 传感器采集在线监测数据的应用

传感器在采集过程中可以通过在线监测来实现其数据的应用，传感器传输到应用系统后，可以根据数据来实现对电力设备运行状态的检查检查，根据数据情况我们可以分析其故障产生的原因以及产生的地点，对于其状态进行评估，这样在电气设备运行时能够有效地实现其可靠性和利用率的提升，也使输变电设备利用率效果增强。而对设备的优化可以使其科学性和应用价值提升对传感器采集的数据进行掌控，从而体现科学意义和应用价值[3]。传感器一般会通过对数据应用来进行专项的诊断，对于当前变压器的实际状态来进行相关缺陷的情况分析应用数据填报等方式来实现整个设备的正常稳定运行。

4 输变电设备状态监控的物联网体系架构

4.1 智能感知层

输变电设备物联网的智能感知层是通过对物联网技术的有效感知对整个电力系统进行掌控，可以通过GPS、激光扫描器等来对整个电器的运行状态数据进行把控，通过智能感知来对数字的状态和寿命，资产等信息进行全部掌控，从而实现整个状态的实时监控。

4.2 数据通信层

数据通信层通过对数据进行分析和处理，将整个传输通道拓宽，通过对整个网络的接入来实现其移动性，将整个设备的进行无缝接入才能实现信息的有效上传，对每一个传感器的网络层面垫层等进行综合是保证整个智能监测设备的稳定前提。通过不断地对网络接入功能移动性管理以及光纤宽带等，保证整个距离与实际的需求相符合，同时电力设备在监测过程中可能会涉及到多种数据，也要基于一致性来对整个电站的电压等级以及设备进行串口，不断地将计算机的监控系统中的信息上传，保证输电线路内的信息来使整个计算机的监控系统稳定[4]。同时也要对其扩展拓展性和兼容性保证才能够实现整个变电设备的信息平台与实际的互联网信息相融合，加强信息的汇总来了解电力设备在实际状态中的运行情况。

4.3 信息整合层

信息等整合层是将整个信息平台作为处理中心，将服务的总线和标准进行有效的接入，通过不同的功能来实现变电数据的全面监测，这样能够有效的提取和挖掘相关的办法，实现纵向和横向的整合。通过全景应用的方式来对设备进行周期性的管理，按照不同的电力设备的应用不同，要对其进行有效的网络平台构建，根据不同的平台业务来分等级，每一级负责的业务需要跟实际的需求相匹配，让在监测过程中能更加全面和准确。

4.4 智能应用层

智能应用层的输变电设备可以对整个电力设备的寿命周期进行掌控，在这个过程中可以对其进行状态评估、智能诊断、风险评估等，如果出现电力设备的缺陷故障则需要进一步地对其进行维修，保证其寿命稳定，如果出现了问题就要通过多元化的方式对电力设备的情况进行在线的监测，通过结合电力物联网传感器技术增强其有效性，节约寿命和费用避免周围的因素对其产生影响。建立通信和网络架构能够使当前的输变电设备监测的通信效果增强，应用网络技术和具有应用前景的无线技术能够对各类的感知方式进行及时的掌握，这样也能够使网络计算处理的兼容性和拓展性增强。此外，通过全景信息的建模能够对设备的管理数据调度，运行数据和安全数据等基础数据进行分析，将其进行有效的整合才能使监控的数据更加的有深度，不断的对设备的管理知识进行了解才能对整个物联网的输变电设备的信息模型进行构建，推动整个电力系统应用标准化建设的发展。

结束语

总而言之，现阶段我国明确提出的构建智能电网的战略要求，这就使得电力物联网传感器技术在电力设备在线监测中的应用有了强大地支持与保障，其所具备的先进性特点，有利于推动电力系统的现代化、智能化发展。

参考文献

[1]沈鑫，曹敏，尹福荣.电力物联网气敏传感器技术在变压器故障诊断中的应用[J].云南电力技术，2018，46(06):65-67+83.

[2]刘世龙，孟令飞，祖学锋.基于物联网的组合式传感器的研究及应用[J].数字通信世界，2018(12):184.

[3]孟勋.物联网技术综述[J].中国科技信息，2018(23):46-47.

[4]陈可睿.物联网的关键技术研究及其应用[J].电子世界，2018(16):16-18.