物联网技术在电力设备状态监测系统中的应用

物联网技术在电力设备状态监测系统中
的应用
摘要随着电网建设规模的增加，电力设施的数量也有了极大的增加，管理难
度越来越大，尤其是电力设施的质量直接影响电网的安全和质量。

电力设备状态
监测、故障诊断、状态评估以及风险评估是确保电气装置进行正常运行的重要方式。

本文对物联网技术在电力设备状态监测系统中的应用进行详细的分析。

关键词物联网技术；电力设备；状态监测系统；应用
引言
随着智能电网的发展，物联网技术的应用将产生大量的运行数据，尤其是在
智能变电站层面，降低了监测结果的准确性和实时性。

因此，有必要对变电站监
控系统进行设计和优化，采用先进的智能传感器和监控数据采集设备，实现电力
设备的同步监控，实现整个电力设备的精细化管理。

一、物联网技术概述
物联网技术是信息技术产业第三次革命的产物，基于该技术，各种信息检测
设备可以连接、定位、监控、交互以及做任何其他事情，从而与互联网形成一个
巨大的网络系统。

从建设角度来看，物联网技术的主要目标是实现物与物、物与人、物与互联网的互联互通，完成商品的识别、定位以及管理任务。

在技术上，
基于物联网技术的在线监控系统主要由四层组成：识别层、网络层、平台层和应
用层，识别层主要位于底层。

通过预定义的传感器（如温度传感器、速度传感器、湿度传感器、红外传感器以及气体传感器）以及RFID技术对电力设备进行智能
识别，并借助标准化的终端、数据结构和资源进行信息共享和数据集成。

网络层
和平台层位于中间层。

识别层主要是通过网络与各层设备相连。

需要大存储容量
和处理大量数据的容量。

应用层是系统的顶层，是用户交互的界面，主要接收识
别层信息，根据用户请求分析处理相关信息，在线监测所有电力设备，为用户提供优质服务。

二、电力设备状态监测系统的主要内容和要求
电力设备状态监测的主要目的是实现电力设备识别、智能检测、数据传输和动态控制的全生命周期管理。

在电力设备的健康监测方面，采用多种先进的通信技术和智能信息处理技术，实现电力设备的健康监测和资产管理，为企业决策、结构优化和运行管理提供支持。

1、电气设备的安全性能
变电站中的大多数电力装置都在带电运行，这对监控系统的监控精度和实时性提出了更高的要求。

配置监控设备和传感器时，确保电网正常运行。

电源设备无干扰，监控设备尺寸合理，确保小型化，监控传输节点，确保电源设备长期可靠运行。

2、技术手段符合要求
目前，变电站设备的规模、复杂性和准确性正在逐步演变。

特定设备或组件的故障会在一定程度上导致系统故障，从而阻止特定环节的有效运行。

确保监控系统监控的准确性，在短时间内准确发现故障，识别故障类型并迅速排除。

信号传输在确保系统能够准确传输错误信号、特征运行状态数据、发送紧急警报等方面起着重要作用。

3、系统成本低
该监测系统可以监测设备的异常状态，分析并提醒用户及时消除缺陷，延长设备寿命，有效提升电力企业的经济以及社会效益。

三、基于物联网技术的电力设备状态监测系统构建
1、环境监测系统
环境监测系统主要由传感器、汇聚节点、接入节点和在线监测子站组成。

其中，传感器模块定期将采集的监测数据上报监测子站，对监测子站对异常数据进行分析并发出预警。

汇聚节点、接入节点，充当传感器与在线监测子站之间的桥梁。

该系统的主要监测内容包括环境温度和湿度变化、变电站烟雾、气体成分和浓度、泄漏电流、超声波等。

根据采集到的数据判断设备是否异常、位置和型号不正确。

2、红外热像监测系统
红外热成像监测系统由用于热监测的扫描系统（热摄像镜头、红外探测器、成像电路元件、探测器读取电路）和显示设备（图像信号处理和显示设备、计算机服务器）组成。

收集设备信息并生成温度分布的直观热图像，以分析设备的运行状态。

其中，诊断图像起着重要作用：具体的诊断过程是图像采集、图像预处理、图像分割、电气设备分类、相对温差法、故障诊断、定位和报警生成。

3、软件设计
系统软件设计必须满足上述操作要求。

在环境监测系统中，汇聚节点执行信号传输功能。

具体来说，当系统启动监控模块时，首先启动用户进程管理模块，然后依次启动协议服务、历史数据管理模块、其他模块和传感器访问模块。

如果一切正常，说明设备工作正常。

如果出现任何异常，将立即发出警报。

如果启动信息异常，将自动恢复或由于故障而无法恢复。

四、物联网技术在电力设备状态监测系统中的应用
1、收集电力设施状况信息的应用
在电气设备状态信息采集过程中，广泛采用了连接技术，可以精确设置电气设备状态参数，然后根据传感器的作用将信号转换为电信号和光信号，便于信号处理。

在电力设施状态采集过程中，传感器作为信号采集装置起着重要作用，作为电力设施监测系统的重要元件，直接影响监测结果的准确性，因此应选用先进的传感器。

在电气设备健康参数采集过程中，由于电气设备健康参数的数量多样化，采集必须针对不同类型的参数分别进行，同时对信号源进行分类转换。

2、设备状态检查
在电气装置的运行过程，对电压、电流、声音、振动、温度、湿度等物理、
化学气体量、微测程等参数进行了变化。

通过收集这些参数，观察和分析变化趋势，可以评估设备的健康状态。

当然，并非所有设备都需要参数控制，比如高压
设备只需要观察温度、电压、电流等。

电气设备状态参量，在采集过程中，不同
类型的参数、不同输出信号也会造成信息传输的阻塞，因此系统诊断算法需考虑
参量的容错性。

3、基于网络技术的输电线路状态控制
基于输电网技术的输电线路状态监测包括四种监测：冻冰监测、铁塔倾斜监测、绝缘子监测和视频监控。

所有这些监测方法都可以实时监测输电线路的状态。

输电线路状态监测在设备维护中始终起着重要作用，与电气设备的其他部位相比，输电线路的运行条件更加多样化和恶劣，许多自然和人为的输电干扰都是由于各
种因素造成的，当引道问题出现时，正常的抢修状态取决于输电线路技术人员进
行分段抢修。

基于物联网的输电线路状态监测应用，可以在显著提高输电线路维
护效率、降低劳动成本、保证输电线路安全稳定运行等方面发挥重要作用。

结语
应用最先进的物联网技术来监测电气设备的状态，可以通过数据分析对设备
异常和故障进行预测，以及对设备状态的确定。

从根本上改变了现有的服务方式，为降低设备现场检测工作压力，保证检测质量，提高工作效率，提高设备运行可
靠性。

随着物联网技术不断引入电力企业，将采用多种智能传感器对电气装置进
行联合测试，从而实现分布式智能化计算和控制。

构建稳定可靠、接入灵活、标
准统一的电力智能物联网，为智能电网稳定运行保驾护航。

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