基于物联网技术的电力设备状态检测研究

梁一飞 朱泳霖

摘 要：随着我国物联网技术的不断推广，物联网与智能电网融合发展成为新的课题。基于物联网技术开展电力设备状态检测，提升状态检测水平具有较高的研究价值。为探究基于物联网技术的电力设备状态检测方法，本文结合工作实践，对物联网技术的基本含义进行分析，对电气设备状态检修的技术规定进行细致研究，制定基于物联网技术的电力设备状态检修策略和方法。

关键词：智能电网;物联网;电力设备;状态检测

引言

电力生产的安全、稳定、高效运行关乎国计民生，对电力工业的持续健康发展具有重大意义，也是整个行业常抓不懈的根本任务。电力设备状态检测是电力公司日常的重点工作，为保证电力设备的正常运行，需要指定严格的巡检计划，分派人员对变电站、输电线路进行巡视，以便及时发现隐患和故障，并把设备的运行情况以及缺陷信息进行汇总和定期的分析统计，人员工作强度大、工作任务重。在电力设备状态监测方面，应用较早和较普遍的地区主要是北美和欧洲，起始于20世纪60年代至70年代，到20世纪80年代至90年代，随着传感器、计算机等技术的发展和应用，电力设备的状态监测和故障诊断技术才得到迅速发展。我国电力系统设备状态监测科研工作也始于20世纪70年代，起步并不晚。但由于当时技术不完善，测量结果分散性大，加上操作复杂和误报等原因，使该技术没有得到大力推广。随着大容量、高电压等级电气设备的迅速增加，一些设备的故障率偏高，使状态监测和故障诊断技术的开发更加迫切。近十年来，国内已经研制成功很多传感器和监测装置，也取得了较好的成果。国外企业电力设备在线监测传感技术、监测装置的集成性等方面要优于国内，但都是离散的、单一的针对单个设备进行监测研究。设备巡检过程中产生了大量视频图像数据，巡检人员能够通过视频图像了解现场情况、设备运行情况等，从而为日常工作、应急处理、事故分析等工作提供直观的辅助决策依据。但是，随着图像处理技术的不断深入研究，设备状态巡检业务应用对图像的智能化程度、可靠性、可用性等需求提出了更高的要求。本文针对这些问题，提出了基于深度学习的电力设备状态检测方案。

1物联网技术的基本含义

物联网技术是在互联网技术基础上实现物与物的连接技术，利用互联网技术信息通讯的优势，促进物与物之间的有效联系，也就是说物与物之间的消息连通和智能定位都是通过信息资源的有效交互而实现的，物联网技术将信息技术和互联网技术作为技术发展的根本，在管理、定位、跟踪以及数据资源共享等方面实现了智能化，目前物联网技术被广泛的应用在了各个企业单位中。可以说物联网技术是信息时代发展背景下的一个产物，在定位系统、激光扫描以及红外感应器等传输设备中物联网技术应用较为成熟，从我国社会经济发展的角度上看，物联网技术的出现与应用能够在一定程度上促进我国社会经济水平的提高。物联网技术在输变电设备管理的应用中主要的功能就是信息数据的处理功能、信息数据的传输功能以及自身的感知功能。

2电力电气设备状态检修的技术规定

对于电力电气设备来说，开展状态维修工作之前，首先应该合理分析和判断电力电气设备运行的状态情况，其中包含了判断电力电气设备当前的运行状态、存在产生故障的可能性与否、相应故障参量的变化率数值、预测故障未来的发展势态方法等不同方面的内容。结合以电力电气设备为对象进行的状态监测、诊断以及分析结果可知，进行电力电气设备状态检修的技术涵盖了状态监测、状态评估以及状态预测等不同类型的技术。（1）电力电气设备状态的监测技术。对于电力电气设备状态监测技术而言，主要以对电力电气设备的诊断为宗旨，结合电力电气设备具体的故障情况，科学运用合理的方式与设备对相关电力电气设备的运行状态加以监测，同时系统分析相关干扰信息，对于那些可以体现出电气电力设备运行状态的信息应该予以重视。实际上，监测相关电气电力设备运行状态，旨在借助对电力设备运行是否正常情况的检测方式，及时分辨出其中显现出来的问题和不足，然后科学预测需要检修的时间，尽可能保护相关电气电力设备，降低损坏率。一般处于运行电压之下所测定的特征量相较于预防试验进行加电压之下的相同特征参数的准确度更高，能够体现出电力设备具体的运行情况，由此使得电气电力设备状态监测技术得到推广和运用。电力系统进行状态监测的目标以电厂、电气设备为主，如常见的发电机、变压器、断路器及电缆等设施。电气设备的状态监测涵盖以下流程：①准确采集相关数据信息;②科学分析与提取相关数据的特征信息;③电气设备的状态评测与故障诊断分析。（2）电力电气设备状态的预测技术。在电力电气设备状态预测技术中，包括回归分析、时间序列、灰色预测、模糊预测以及人工神经网络等不同的预测方法。（3）电力电气设备状态的评估技术。进行电力电气设备状态检修的时候，主要结合电气设备具体的状态情况，依靠预测电气设备状态发展势态的方式，可以增强电气设备运行的稳定与安全性。通过将电气设备的运行状况当作依据，运用科学的方法完成评估电气设备运行状态的任务，并获得良好的评估效果。

3电力设备的状态检测

3.1发电机与变压器的检测

发电机是电力系统重最重要的设备之一，通常对于目前我国电力系统而言，发电机设備结构比较封闭，传统的检测一般是采用时间周期的模式，而在智能电网建设背景下，可采用红外成像技术、超声传感器等对其运行状态进行实时检测。借助红外成像与超声传感，能够使发电机内部可视化，进而提升其在线实时检测的质量。此外，考虑到发电机设备的机械原理，还可借助超声波传感器监测其转子与定子之间空气气隙的参数值，或者在设备上加装速度传感器，对其工作中的振动信息进行采集，进而实现状态检测。对变压器的状态检测，可将其负载量、温度、声音、油位等指标参数进行监测，及时发现问题及时解决。变压器在运行过程中，其产生的局部放电、局部过热现象，一般是通过油来散热的，绝缘油在工作中会受热分解，产生诸如CO、H2、C2H2等气体或碳氢化合物，然后从绝缘油中抽出气体进行色谱分析，检测出各种气体含量，对比标准参数值，从而获知变压器运行状态。除此之外，还可借助振动传感器对变压器绕组变形进行实施检测，借助电流传感器对变压器铁芯进行检测。不仅如此，还可采用电气法与超声波法，对变压器运行中的放电故障进行实时检测，在实践中可多设置几个探头同时工作，这样能够有效提升检测效果。

3.2二次回路检测

随着智能电网的快速发展，电网中的保护装置已经呈现出微机化、智能化的发展趋势，而二次回路有多个继电器组成，且在电路中继电器的点非常多且分散，这对继电器的状态检测提出了难题。不仅如此，大量使用的微电子元器件、集成电路等，对二次设备带来明显的电磁干扰。结合实践来看，对二次回路状态的检测，主要是针对其故障点的确定问题，一般采用注入法，在二次回路中注入特定频率的电流，然后通过实时监控来发现故障点，从而有效地确定二次设备的故障点，并进行快速修复。

结语

综上所述，在智能电网建设中，物联网技术的引入大大提升了电网在线检测的水平，相对于传统离线监测技术，在线检测更加智能化、实时化，不受周期性限制，而且其对电力设备的分析也更加自动化和智能化，能够提高状态检测的效率与可靠性。在物联网技术下，电力设备检测充分发挥了物联网技术的优势，有大量传感器组成感知层，然后通过网络层的数据沟通，在检测系统中心完成数据分析与反馈，实现对电力设备的状态检测。

参考文献

[1]刘金耀.基于物联网技术的电力设备一次状态检修[J].电子世界，2019，24.

[2]张倩.物联网技术在电力设备状态检修中的运用分析[J].科技风，2019，13.