配电智能运维就是e运维 e运维就配电运维在物联网中应用的解析
发布时间:2022-08-07 01:39:58
  近年来物联网技术取得了长足的发展,e运维24小时远程监管是解决配电中的设备运行状态监测、运行环境状态监测预警的一种高效方案,有助于提升配电潮流分析、多电源接入、故障预警、故障自愈及灾害防范能力,有

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  近年来物联网技术取得了长足的发展,e运维24小时远程监管是解决配电中的设备运行状态监测、运行环境状态监测预警的一种高效方案,有助于提升配电潮流分析、多电源接入、故障预警、故障自愈及灾害防范能力,有助于提升电网安全运行水平,基于标准化信息模型、统一通信协议的物联网应用可以加速实现智能电网“信息流、业务流、电力流”的高度融合;提升配电现场运维管理水平,为实现智能主动配电提供技术支撑。从而减轻巡检人员的巡检负担、提高工作效率、节约巡检成本、监督巡检工作质量等方面都起到有利作用,同时还通过实时监测配网设备的运行环境状态信息、运行状态信息和设施防盗预警信息实现实时掌握配网运行状态和设施防盗预警和窃电告警,对提升配电信息化水平具有非常重要的意义。

  配电运维作业涉及到多个配电专业,要面对众多、复杂的配电线路与多类设备以及现场运行环境。日常运行管理需要采集众多的线路、杆塔、配变、避雷器、跌落开关等设备状态信息,盗窃、破坏等安全信息,以及环境温湿度、水浸、水位的等影响安全运行的环境量信息。

  配电线路、杆塔、设备等非常庞杂,大多数设备的成本低,以合理的成本实现广泛的信息采集是当前配网在线监测需要解决关键问题。目前只能采集重要的信息,未来随着技术进步逐步扩大信息采集面,为实现配电信息化需采集的主要信息如下:

  (1)线路工作电流:采用无线故障电流传感器采集线路各分支的工作、电流和故障电流等信息,通过分析多个电流传感器的故障电流信息,实现故障定位,从而为配网自愈提供信息支持;

  (2)工作电压:配网线路各分段的电压、谐波、相角信息是配网调度、新能源接入的必要信息,为配网自动网络重构、故障自愈提供关键信息;

  (3)配变工作状态:应用综测传感器实时检测配变的工作电流、电压、谐波、壳体温度等信息,可以有效预警配变故障,减少停电事故;

  (4)避雷器泄漏电流和动作次数:配电大量采用避雷器防止雷击危害,泄漏电流和工作温度是避雷器工作状态的重要表征参数,而动作次数是监测雷击点的重要依据,由于配电避雷器成本低廉,以往都没有配备状态监测装置,应用物联网技术可以实现低成本的泄漏电流、工作温度和动作次数在线)智能跌落开关极其状态监测:跌落开关的动作对故障定位有重要意义,为支撑新型智能配电,智能跌落开关可以检测负荷电流,当配变发生高强度过载或短路时可以自动三相同步跌落;避免缺相运行;

  (6)冷却风机轴温振动监测:冷却风机是配网的一个主要的故障点,且其工作会进一步扩大到配变本身因过热而烧毁或停运,而冷却风机的主要故障是轴的损坏,一旦轴磨损会导致工作温度升高和振动加大,所以在线监测冷却风机的是有效预防故障的技术手段;

  (7)电容器工作温度与鼓肚形变:电容器工作温度是巡视工作的重要内容,自动采集电容器工作温度可以有效预警电容器故障、提高现场运维工作效率,采集形变参数对电容器爆裂事故预警和跳闸后故障定位有重要意义,可以有效提高检修效率,减少误换良品,提高运行检修经济效益。

  (2)环境湿度:环境湿度是配电设备的工作环境基本参数,影响设备的静电和凝露性能,确保电力设备工作其额定范围内,避免湿度超标导致凝露故障;(3)地面水浸:配电的大多数设备都是不允许泡水,一旦工作环境漏水将导致严重事故,实时监控电缆沟、控制室内是否浸水对变电站运维非常重要;(4)风速风向:实时监测变电站内风速风向对高空运行设备安全,高空检修作业安全有重要意义;(5)雨量:监测配电线路的雨量对暴雨时段运维和防洪有指导意义,对雨量过大可能导致淹水的配电设施及时进行人工处理,避免洪水淹没。

  配电运维管理现场通常不具备供电和通信资源,即使有这些资源也需布设线缆、开挖地沟和墙体等不具有可行性,无线传感器网络技术的出现可以有效解决这些问题,以下为2个具体的应用案例。

  应用无线传感器网络监测冷却风机的运行轴温与振动,实现状态检修是物联网技术在配电运维管理中的一个低成本在线监测解决方案。无线智能冷却风机轴温与振动传感器的组成框图如图1所示。传感器由微功耗温度传感器、3轴MEMS加速度传感器、MCU、RF链路和高温锂电池等组成。微功耗温度传感器实时监测轴温,MCU定时启动3轴MEMS加速度传感器监测风机轴的3维振动信息,并将轴温与3轴振动信息通过RF链路发送到管理系统后台主机,后台软件融合环境温度得出风机轴的温升,通过对比风机轴温升和振动量变化趋势和同类风机的温升与振动值,可以提前预警冷却风机的故障,在其尚未损坏前及时更换相关部件,避免故障的发生与扩散。

  鼓肚现象在电容器的故障中占比最大。一般油箱随温度变化发生热胀冷缩,但当内部发生局部放电,绝缘油产生大量气体,就会使箱壁变形而鼓肚。鼓肚的电容器不能修复,只能更换。几乎所有电容器故障都伴随温度的升高,所以监测其运行温升和外壳形变是电容器故障预警的有效手段。

  无线形变-温度传感器具有温度和形变测量功能,它由微功耗MCU、半导体应变片、数字温度传感器、2.45GHz数字RF收发器和高温锂亚电池等组成,如图2所示,图2中应变片1和2分别粘贴在X轴正面和反面,应变片3和4分别粘贴在Y轴正面和反面。无线形变-温度传感器主要应用于监测电容器、变压器等设备的温度和壳体形变。应变片先粘贴在二维应变感应桥,再粘接在结构件表面,为了使其能更好地粘接在结构件表面而设计成“十”字结构,围绕中心延伸出四个对称的支臂。两组应变片电桥分别安装在相邻的两个支臂上,每个支臂的正面和反面各粘贴一片应变片,这种粘贴方式可以抑制应变片温度系数对测量结果的影响,抑制形变测量值的温度误差。每组应变片电桥用于测量一个轴的形变参数,两组应变片电桥可测量正交轴网的形变参数,即平面X轴和Y轴的形变参数。两个应变片粘贴在二维应变感应桥相同支臂的正反面,通过运算放大电路获取形变信号进行放大,通过ADC功能模块采集形变信号值,同时采集温度值,最后计算出形变值。

  应用无线形变-温度传感器可以有效检测电容器壳体的温升与形变参数,通过与历史参数和与同组电容器比对,可以提前发现个别亚健康的电容器,及早预警故障,避免停电事故的发生,有效的提升了运维管理的工作质量和工作效率,降低了运维成本。

  e运维认为:随着新信息技术的飞速发展,物联网技术也在不断演进,未来在电力行业的应用随着智能电网建设的不断发展而越来越广泛,技术水平、可靠性、可信性水平也会越来越高,智能配电与物联网技术必将相互促进、高速发展,为智能电网的实现打下坚实基础。

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