基于物联网的电力变压器监测装置

基于物联网的电力变压器监测装置

鲍平、刘洋、李天抒、忽泽峰、鲍玉莹

合肥工业大学电气与自动化工程学院

摘要：在电力系统中，随着电网容量越来越大，以及智能电网的发展，对变压器的运行状态实行有效地监测成为了值得研究的课题，而将物联网与变压器状态和检测联系起来更成为一个全新的课题。

物联网由感知层，网络层和应用层组成，感知层负责信息的获取，网络层负责信息的传输，应用层负责对信息的反馈处理。

新型的Zigbee技术的发展促进了物联网的应用。ZigBee技术是一种低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。它能够在各种电子设备之间进行典型的周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。

对变压器运行状态的监测即为物联网应用的核心。对电力变压器所需监测的参数和可以采用的方法进行了分析。并指出，zigbee技术在物联网与电力变压器检测联系起来在其中所发挥的作用。

关键词：物联网；电力变压器；Zigbee技术；检测控制

Based on the interconnection of power transformer monitoring device Abstact：In the power system, with the power grid capacity is bigger, and the development of smart grid, the transformer implement effective monitoring has become a topic worthy

of study, and the Internet of things and the transformer condition and detect link

becomes a new topic.

The Internet of things from the perception layer, network layer and application layer,

the perception layer is responsible for information acquisition, network layer is

responsible for the transmission of information, the application layer is responsible for

the information processing of feedback.

New Zigbee technology to promote the development of the Internet of things. ZigBee

technology is a kind of low complexity, low power consumption, low rate, low cost

bidirectional wireless communication technology. It can be in a variety of electronic

device for the typical periodic data, intermittent data and low response time data

transmission application.

On the transformer operation condition monitoring is the core of Internet application.

On power transformer required monitoring parameters and can be used in the method

are analyzed. And that, ZigBee technology in networking and power transformer

detecting linking the role played by.

Key words：Internet of things; power transformer; Zigbee technology; measurement and control

引言

电力变压器在线监测是一项复杂的工程，目前在线监测技术还不太成熟。传感器技术对电力变压器的监测显得尤为重要。美国电力研究院开发出一种直接测量分析变压器油中的四

种气体，并检测其状态，现已应用于变压器的状态监测中。在电力变压器监测过程中，如何提高监测数据的可靠性及时性，就要解决两个问题：一是如何获得有效及时的数据，二是怎样将这些数据传输到监控人员的手中。

我国直到本世纪初才开始接受并尝试国外先进的理念和技术，而且，这种尝试还只是局部的，没有形成规模的尝试，但是发展的势头是好的，通过多年的努力，也取得了不错的研究成果，并得到了实际应用。目前电力变压器在线监测技术的应用主要是气象色谱及局部放电的在线测试，同事加强了变压器绕组变形，绕组老化及铁心接地的测试，此外，整栋检测，噪声监测，红外热像检测也得到了广泛的实际应用。

关于电力变压器运行状态的监测，大部分的学者都认为，随着经济条件的发展，信息技术，传感技术，无线传输技术以及智能电网水平的提高，这将会朝着利用物联网技术方向发展。实际应用将会随着理论的发展而得到广泛的应用。

1、物联网技术

物联网是国家新兴战略产业中信息产业发展的核心领域，将在国民经济发展中发挥重要作用。而将物联网应用于电力变压器检测，构建电力变压器实时运行数据中心，将使智能电网的发展迈上新的台阶。本文介绍将物联网在电力变压器中的应用，故先对物联网进行分析。

1．1物联网技术

物联网，英文名“The Internet Of Things”。顾名思义，即：物物相连的网络。这也表明了物联网也是互联网，它也是由互联网发展而来的。物联网技术的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。物联网的主要特征是每一个物件都可以寻址，每一个物件都可以控制，每一个物件都可以通信。显然，它作为“感知、传输、应用”3项技术相结合的一种产物，是一种全新的信息获取和处理技术。

1.1.1频识别技术.

射频识别RFID技术，是一种通过无线电信号对特定的目标进行识别，并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触，它隶属于非接触式自动识别技术。其基本原理是利用射频信号和空间电磁场耦合传输特性来实现对监控物体的信息交换及自动识别。RFID的设计就是射频电路技术、通信技术、传感器技术等的紧密结合。

RFID的阅读器通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的阅读器包含有高频模块（发送器和接收器）、控制单元以及阅读器天线。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。比如说，我们在商场见到的电子标签就属于RFID标签。因此，这种技术应用非常广泛。

射频识别系统性能的评断，阅读距离（电子阅读器与电子标签最大距离能够识别）的长短最重要的指标之一。在实际的应用中，不同识别系统的的阅读距离差别很大，这一般是有实际情况来决定的。

1.1.2外感应技术

红外传感技术是一种利用红外线对温度敏感的物理性质来测量的温度感应器。红外线感应器由光学感应系统，检测元件和转换电路组成。官学感应系统可分为透射式和反射式光学