配电网物联网技术论文范文

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1系统设计配置

1.1设备运行状态监测

配电网设备运行状态监测基于温度、电流、湿度等特征量，主要监测配变接头温度、设备接头温度、低压柜出线电流、线路接头温度、电缆终端头及中间接头温度等。在需要进行温度监测的配电网设备上安装温度传感器，监测设备变化情况，达到预警值，就发出报警信息。配变接头温度监测，采用无线温度传感器实现接头温度监测，当配变接头发热时会被传感器感知，并将检测到的温升值通过无线传感器网络传输到后台处理系统进行处理、展示、告警。低压柜出线电流监测，采用不同规格的低压配电综合传感器节点，实现三相线路的电压电流在线监测，同时可监测空气开关的触头温度。线路接头温度监测，采用无线温度传感器实现配电网线路接头温度的在线监测。

1.2运行环境状态监测

配电网运行环境监测基于温湿度、水浸、水位等特征量，主要监测站所室内及柜内环境温湿度、站所渗漏水、电缆沟水浸状态、水位状态等。站所室内及柜内环境温湿度在线监测，按需安装相应的无线温湿度传感器，实现室内及柜内环境温湿度在线监测。站所渗漏水监测，在室内合适位置安装水浸传感器，检测站所渗漏水。电缆沟水浸状态、水位状态监测，在站所的电缆沟内布置水浸传感器，实现电缆沟的水位、水浸状态监测。

1.3安全防护

配电网安防基于开启状态、烟感、振动等特征量，主要监测站所门、电缆盖板状态、烟感、杆塔外力破坏、杆上配变防盗等。站所、柜

门状态监测，采用无线门磁传感器实时监测各类设施的门开关状态和动作次数，并辅以无线振动监测，判断是否存在各设施门遭外力破坏的情况。电缆沟盖板状态监测，采用在电缆沟盖板在安装门磁传感器方式，监测电缆沟盖板是否有异常打开的行为。站所烟感监测，在室内部署感烟传感器，实现室内烟感在线监测，实现火灾预警或告警。杆塔防外力破坏监测，采用在杆塔上安装倾斜传感器和相对位移传感器等，实现防外力破坏监测。杆上配变防盗，在杆上配变及台架上选择合适位置安装防盗螺栓传感器节点、张力传感器，实现配变防盗检测。

1.4系统构成

系统架构采用典型的三层架构，在感知层采用的是基于统一信息模型的各类传感设备，采集设备状态量和环境信息，在网络层遵循统一通信规约，按统一的标准协议实现传感器数据的传输，应用层建立配电网状态监测系统平台，综合分析和判别多种传感器的感知信息，过滤无效信息和各种错误信息，形成可信告警判据，正确判断设备异常、环境异常和破坏、盗窃等行为，并及时发出预警信号，构建运行状态监测、运行环境监测、综合安防、预警报警、分析统计、在线查看、历史数据查询等功能模块。

2实际应用

2.1配电站所现场配置

在10kV水曲巷站、观湖铂庭站等配电站所按照方案进行配置，综合各类监测数据进行综合判断，实现设备温度监测、环境温湿度监测、门状态监测、低压出线开关电流与温度监测、电缆沟水浸、水位监测。

2.2架空线路及配变

在10kV中央线进行试点，在柱上开关、柱上配变等设备的接头上安装温度传感器以实时检测其工作温度，同时在柱上配变安装防盗螺栓传感器节点、张力传感器，在电杆上安装倾斜传感器和相对位移传感器等以检测其是否受到外力冲撞而倾斜，保障架空线路的正常运行。以柱上配变为例，在配变台架上布设2个防盗螺栓节点，在配变上布设电子围栏、张力传感器用于检测外力拉扯、割断电子围栏的钢丝等破坏行为，一旦发生外力破坏、盗窃，或者敲击变压器安装底座、拆卸防盗螺栓等行为将会触发现场告警，同时该告警事件也会被传输到监测平台触发告警事件。

2.3电缆管沟

电缆管沟内的破坏事件包括盗窃井盖、盗割电缆、倾倒垃圾等，而这些破坏行为均需要打开电缆管沟盖板，在盖板上安装门磁传感器，监测电缆管沟盖板是否有异常打开的行为，一旦出现未经授权打开电缆管沟盖板的行为将触发告警信号。

2.4网络通信

在通信方面，既要保证信号传输可靠性，也要考虑实施便利和投资经济性，因此在配置时因地制宜采用了不同的通信方式。配电站所：已有光纤网络的，采用以太网无线数据基站接入EPON网络的ONU，进行数据传输。光纤网络未实施的，依据现场条件选择不同的无线方式进行通信。架空线路：杆塔及设备上的传感器，数据上传至在杆塔上的无线数据基站，数据传输一般采用光纤通信方式，基站安装在具备ONU的杆塔上，其他基站通过多条网络方式将数据发送到该基站。

3平台功用

3.1系统告警及处理

现场按照一定的策略部署温湿度、位移、水浸等传感器，及时采集现场异常工况信息，平台通过信息融合和综合分析功能，对监测到的各种信息进行综合分析和判别，过滤无效信息和各种错误信息，触发平台预警、告警信息。经人工干预下的报警确认后，通过平面布置图实现报警点定位，启动后续工作流程和预案，设备运维人员介入，实现状态监测的目的。

3.2统计报表及历史数据查询

系统可按设备名称、型号等参数对设备的所有监测数据进行统计分析，并可以报表形式展现，分析设备某段时间内的运行状态。查询历史监测数据、历史数据曲线、历史数据变化趋势曲线、历史数据K线图等图表，用于后期深入分析判断。

4改进方向

4.1配电网设备全过程管理

利用物联网射频标签对配电设备信息的智能采集、自动识别，从而实现设备入网、竣工、投运、维修、退役的全过程管理，辅以实时监测、辅助决策等功能，为有效提高设备管理水平提供技术支撑。

4.2配电网地下管网管理

随着城市电力线路、电缆化工程的推进，地下管线逐渐趋向于复杂化，采用物联网RFID技术等，实现电缆及管线的智能标识，通过识别装置实现电缆及管沟的巡检与运行状态查看、防外力破坏，促进配电网地下管网管理水平的提升。

5结束语

随着配电网设备数量的日益庞大和运维要求的不断提升，从提高工作效率、提升工作质量的角度出发，无锡市区基于物联网技术建立一套配电网设备运行状态、运行环境状态和安全防护的监测预警管理系统，通过该系统配电网运维人员可对线路运行工况、周边环境因素和安全防护状况进行实时监视及预警管理，不但会在减轻巡检人员的巡检负担、提高工作效率、节约巡检成本、提高巡检工作质量等方面起到有利作用，使巡检工作更有目的性、针对性，同时通过对多维信息的协同感知与处理，为配电网运维管理提供准确、实时的信息，提高配电网运维管理辅助决策的质量，对促进配电网精益化管理和状态检修的深入推广具有一定的意义。

作者：丁志强赵东升单位：国网江苏无锡供电公司