物联网技术在智能配电房建设中的应用

物联网技术在智能配电房建设中的应用

邓波

邓波

（广州科腾信息技术有限公司广东省广州市510627）

摘要：物联网技术与智能电网的关系随着当今社会科技的进步已经变得愈发紧密，物联网技术的的重要地位也已经不言而喻。本文主要介绍了物联网的相关定义、物联网技术在智能电网中的应用、电力物联网的典型应用，其中包括配电房控制与监测等方面的内容，全面详细的阐述了物联网技术在智能配电房建设中的应用。

1.引言

物联网已经成为家喻户晓的热门话题，它是一种基本的网络结构形式，其主要功能包括信息的采集、信息之间的传输以及已获得信息的处理，覆盖范围也变得越来越广，电力生产的每个环节都能见到物联网的身影。物联网是一种传感技术十分出色的设备，它通过例如感应器、GPS等多种功能实现实物与网络的连接，并且进行不同信息之间的相互交换与传输，通过这种方式来具体完成对实物的一系列智能化操作。物联网的存在极大的促进了互联网和通信网的业务领域及其自身发展，基于其出色的感知能力和信息分析处理能力，物联网可以实现物体与现实世界的有效信息交换，智能监控现实世界并及时作出正确判断。因其强大的智能控制能力，物联网在诸如机械化控制、道路交通等各不相同的领域都有所应用，不仅提高了人类社会的工作效率，同时也提高了社会管理的规范化，给人类的生产生活都带来了极大的便利，适应环境的能力也随之提升。

2.物联网技术在智能电网中应用

物联网技术的普及也带来了智能电网的广泛应用，只有各种技术不断完善与发展，智能电网才得以生存。因其复杂的业务分布、设备形式各异，智能电网就需要对信息有效获取并迅速处理，但现有技术并不足以支撑智能电网的持续发展，故而智能电网的未来之路也充满了机遇与挑战。

2.1电力物联网的逻辑结构

电力物联网的逻辑结构分为三层，其功能作用各不相同。感知层主要负责最基本的感知工作，包括所需物体信息的状态控制以及信息的收集和高速处理等内容。网络层工作的基础则是感知层所获得和预先处理过的信息，将这些底层信息通过合适的运输方式传输到应用层。基本的传输方式有无线传输、光线传输、网络传输等，虽然这些传输方式具有速率快、可靠性好等优点，但其成本高昂、管理难度大等缺点也是不可忽视的。而物联网传输技术不仅具有基本方式的优点，同时物联网传输是以无线传感器网络为核心的，应用覆盖范围更加广泛。除了感知层和网络层，电力物联网的逻辑结构还包括应用层。它主要负责实现不同领域、不同系统与不同软件之间的信息共享等内容，为用户提供更可靠的服务。

2.2电力物联网的物理架构

下图1详细的展示了电力物联网包括主站层、子站层和终端层的物理结构，主站监控系统主要包括配电主站和智慧用电主站系统，子站监控系统包括配电房、变电站人员、楼宇访客等系统，终端层则主要有配电房环境/设备数据感知等功能。这三个物理层各有分工，共同工作，完成信息收集、运输、监控等各种各样的功能。主站层的功能是建立一个完整的数据管理体系，子站层在终端层的基础上向主站层提供和接收数据，终端层则负责最初信息和数据的采集工作。

3.电力物联网的典型应用

3.1配电房远程监测与控制信息系统

从下图2可以看出，监控中心可以远程监控各个配电房的情况，各个配电房通过数据交换机与监控中心建立联系。由于配电房之间的距离可能较远，位于不同地域，故而配电房的基本状况包括室内温度、水管处理、用电配套设施等就需要通过数据交换机一同上传至监控中心，这样有利于建立起一个完整规范的管理体系，使得配电系统的监测、控制、问题排除等功能发挥到最大限度，同时配电站的管理人员能够更好的发挥其管理职能，降低经济成本。

3.2变电站人员、工器具定位系统

变电站人员以及工器的具体定位问题仍是目前电力物联网应用的核心问题，是电力物联网的广泛应用的障碍之一。变电站人员准确快速的对工作或者问题发生区域进行定位、因技术系统原因引起的危险状况提前发出警示是十分有必要的，这不仅能够保证相关工作人员的工作环境，也能保证配电站的正常运转。与此同时，对变电站的工器进行实时监测，确定其工作状态与工作位置，随之建立起远程控制监督系统，使得管理更加智能化自动化。

3.3配电网地沟电缆故障诊断

相较于地上，位于地下的电缆的施工和铺设更为不便，地下环境阴暗潮湿、错综复杂且没有无线卫星定位系统的帮助，但物联网技术却可以很好的解决这一问题。它可以实现实现地下分布式数据采集，并通过其自组织网络直接在地下实现数据汇聚，然后再经过不同的传输手段运输到监控中心。配电网地沟电缆系统结构如图3所示，从图3可以看出其工作的复杂性，涉及到了WSN节点、电力电缆、土壤层、路灯等杆塔、Sink节点、前置监测分机等多个环节的协同工作，最后才能获得所需的分析结果。

3.4围界报警

电力物联网技术的报警功能对于现代社会的发展尤为重要，诸如国家电网这类企业的技术部门、重要部门或者对于工作地点保密性要求极高的场所，并不允许与该公司或与该工作无关的人员出入，但一些不法分子或无关人员有时会非法闯入。为防止这种现象的发生，通常会在周围布置许多摄像头或聘请保安，但显然这种方法不够方便快捷，影响监控准确的因素多种多样且十分消耗人力物力。反观，围界报警系统不仅并不具备上述所说缺点，同时它的工作原理也十分智能，通过在节点上安装功能各不相同的传感器，当有危急情况发生时系统会自动报警。围界报警解决了资源消耗的问题，其自身也具有使用快捷、隐蔽性高等诸多优点，适用于对安全性和隐蔽性要求较高的区域。

3.5用电监测

智能电网的迅猛发展也对人们日常的生产生活带来了积极的影响，其中人们对于用电环节的体验最为直观。2010年在上海举办的世博会上，就设置了一个智能电网体验馆使得普通百姓对于国家智能化的发展有一个最为直接的感受。此外，“三网融合”的正式应用也为智慧家居生活注入了新的活力。

4.结论

智能用电的蓬勃发展为人们的生产生活提供了新鲜的血液，其中智能电网的用电功能更是日后需要重点提高的对象，用电环节并不仅仅是为了完成网络和现实信息的协同工作，其核心作用在于提高了服务能力、建立了一个相对完善的电网管理体系，同时也满足了人们对于便捷生活的需求。在物联网技术飞速发展的今天，物联网技术凭借其良好的感知能力、极高的稳定性和高速采集处理信息的能力得到了广泛肯定，为提高配电系统智能化程度打下坚实的基础。

物联网是物体感知的神经末梢，能够快速准确实时的为智能电网提供大量数据，完成网络数据与物理设备之间的信息交互。同时，结合电力生产中科学严谨的业务逻辑，电力系统可以“智慧”地进行自我判断、自我决策和自我执行，从而提高智能电网的自主性、自愈性和可靠性。但无论如何，随着物联网技术的进一步发展，物联网和智能电网的融合将成为一种必然的趋势，势必成为推动智能电网不断发展的重要支撑技术之一。

参考文献：

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[4]刘鹏，基于物联网技术的智能粮库集成系统设计与实现，河南工业大学，2017.

[5]杨小进，物联网智慧小区建设研究——以鸿雁名居为例，南京邮电大学，2012.

[6]黄院芳，供电高可靠性示范区配电自动化系统建设研究与应用，华南理工大学，2018.

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的弹簧压力过小，且在鸭嘴（保险器上盖）内之直角突起处被烧伤或磨损，不能挡住管子也是造成保险器误跌落的原因；熔断器安装的角度（即保险器轴线与垂直线之间的夹角）不合适时，也会影响管子跌落的时间。有时由于熔丝附件太粗，保险管孔太细，即使熔丝熔断，熔丝元件也不易从管中脱出使管子不能迅速跌落。

4.3熔断器熔丝误断

熔断器额定断开容量小，其下限值小于被保护系统的三相短路容量，保险丝误熔断。如果重复发生，常常是因为熔丝选择得过小或与下一级熔丝容量配合不当，发生越级误断熔断。这类事故，可能是因为换用大容量的变压器后，未随之更换大容量的保险丝所致。保险熔丝质量不良，其焊接处受到温度及机械力的作用后脱开，也会发生误断。另外，锡合金焊接的和带丝弦或弹簧的旧式保险熔丝，因受到温度影响后会改变性能，又易氧化生锈，最易发生误熔断。

5跌落式熔断器维护

要想运行得更加安全，不但需要根据标准严格选用正规生产厂家提供的达标产品和构件，同时在运行维护管理的工作里要做好下面几点要求：其一，额定电流和熔体包括负荷电流值匹配合适与否，如果和合理需要对其调整。其二，每一次操作上都要好好对待，尤其是合闸工作，要让静、动触头保持较好的接触。其三，熔管中需要采用合适的熔体，不可应用铜丝铝丝来替代，尤其是不可应用铜丝、铁丝和铝丝绑扎触头。其四，对于新装设或是替换的熔断器，需要严格按要求展开查验工作，应符合规程，安装熔管的角度要在25°左右倾下角。其五，熔断熔体以后需要换新的同等规格熔体，不能够把熔断以后的熔体重新拼合再次使用。其六，要按时来检查熔断器，每一个月最少进行一次的夜间巡视，了解是否存在接触不良以及放电火花的问题，如果存在放电并伴随响声要技术进行处理。

春检停电检修过程中要知晓熔断器的下面几个方面：其一，动、静触头接触紧密以及吻合与否，是否存在烧伤的痕迹。其二，熔断器转动位置存在锈蚀与否，灵活程度、弹簧有无锈蚀情况以及零部件能否正常使用。其三，熔体自身有无被损伤，通过长时间通电以后是否存在过热伸长太多造成松弛。其四，熔管通过多次动作管中产气用消弧管有无烧伤情况和因天气因素导致的出现问题。其五，对绝缘子进行清洁且了解有无裂纹及放电的现象，将上、下引线拆开以后，利用2500v摇表测试绝缘电阻应大于300MΩ。

6结语

综上所述，10kV跌落式熔断器具有操作维护便捷以及安装简单的特点，且其具有经济适用性以及价格低廉的优势，在目前配电网运行工作中被广泛的使用，能够给配电网线路和配电变压器的安全运行带来了良好的安全保障，同时给电力工作人员营造了安全的工作环境，那么就需要有关人员按照要求来安装跌落式熔断器，根据标准展开操作，另外还需要有关人员不断学习并更新自身的维护水平，从而能够快速地处理跌落式熔断器存在的问题进而保障10kV电网的运行安全。

参考文献：

[1]孟寅，章志钧，王逊峰.10kV跌落式熔断器的故障分析[J].上海电力，2011（06）.

[2]刘丽.浅议10KV户外跌落式熔断器的安装操作与维护[J].电子制作，2013（02）.

[3]刘苛，盛明，刘天齐.谈谈10kV杆上跌落式熔断器选择与安装的一些工艺细节[J].科技资讯，2016（06）.

[4]黄建智，赵晓磊.10kV跌落式熔断器特点与安装使用技术分析[J].电源技术与应用，2019（09）.