关键词：物联网技术；10kV配电网；应用
引言
针对配电网运行的特点和实际需求，以及智能电网的建设和发展方向，应用物联网技术实现广泛的末端信息采集、实时监测、信息融合处理、故障预警和作业支持等功能，使配电网具有可靠稳定、经济高效、规范标准、友好互动4个方面的基本智能电网特征。物联网技术集先进的传感器、计算机与信息通信技术于一身，具有节点与节点之间自组成网，目标信息智能感知、智能处理信息和智能传输与发布信息的突出优点，可以作为实现电网智能化的有效技术支撑，物联网在统一坚强智能电网建设中有着广泛的应用前景。
1当前配电网系统通信方案
目前10kV配电网系统的通信方案主要是针对变电所和配电终端的通信，使用无线传输和有线传输两种方式，目前常见的EPON技术、载波通信技术以及无线专网技术三种。E-PON技术是宽带接入基础，物理层主要使用PON技术，链路层主要使用以太网协议，使用PON拓扑结构接入以太网。载波通信将配电线路作为传输通道，使用调制方式，使用DSP信号结合集成电路完成通信。该技术专网运行，具有更高的安全性。无线专网通信技术包括WiFi、WiMAX以及物联网[1]。WiFi使用2.4GHz直接序列扩频，能够达到11M/s的传输速度，且组网便捷，成本低廉，支持的终端多样。WiMAX可以告诉接入固定用户以及移动用户，传输距离可以达到50km。物联网技术借助于RFID技术以及WSN技术，在计算机互联网的支持下，完成信息共享。该技术建设成本低廉，不需要布线，其应用范围更加大。
2物联网技术在10kV配电网中的应用
2.1物联网的智能化巡检
随着科技时代的到来，人工巡检逐渐被智能化巡检替代，在配电网的电力巡检管理上，物联网可利用射频识别（RFID）、全球定位系统（GPS）、地理信息系统以及无线通信网等设备，对电网设备的运行环境、电网线路的运行状态以及各电气的运行进行实时监控，并根据识别标签辅助设备定位，实现了人员的到岗监督，从而监督工作人员参照标准化和规范化的工作流程进行辅助状态检修和标准化作业，保证电网运维管理的效能。
2.2安全防护中的应用
为了保障变压器以及用户用电安全，需要在10kV配电网中安装大量的避雷器，由于避雷器构造较为简单，安装成本低廉，在实际设施中，很难安装其他监测设备研究工作状况，无法及时发现避雷器的故障。一般情况下对于避雷器的维护多使用定期更换的方法，导致一些正常运行的避雷器被更换，增加巡检工作量，造成设施的浪费和成本的增加。在避雷器内部应用物联网技术，同时窃取泄露电流应用于工作能源，降低避雷保护的成本。由于10kV配电网包含大量变压器和电缆，在雷雨天气中很容易受到雷击，安装避雷器保护配电网十分重要。一般情况下10kV配电网使用氧化锌避雷器，经过长时间运行后出现绝缘老化问题，造成电流加压时间有所延长，严重时造成绝缘损坏，设备无法受到保护，引发停电事故。由于配电网中避雷器的数量较多，仅依赖于预防性检测，需要先停电，安排大量的人员进行预防性试验，确定为避雷器老化或者受潮后进行更换。由于避雷器外套使用合成绝缘材料，无法从外观确定短路故障。使用物联网技术可以辅助排除避雷器故障，保障10kV配电网安全。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆可将避雷器更换为智能避雷器，使用无线传感器技术对避雷器工作温度和泄露电流进行检测，传感器窃取泄露电流作为工作电能，在超级电容中储存，一旦配电网失电也能正常运行。节点计算机收集泄露电流、工作温度以及相位参数后，经过无线链路向骨干节点传输，和骨干节点融合，作为避雷器泄露电流数据。依据数据能够对避雷器的阀片裂变或者内损过大问题进行准确判断，指导检修工作的开展。
2.3应用物联网技术配网中的智能避雷器
为了保证配电变压器和用户的电气设备的安全，配电网中大量装设了(10kV、20kV、35kV)避雷器，这些避雷器构造简单、成本低廉，在实际使用中很难在装设其他监测设备来了解其工作状况，故障避雷器不能及时发现，对失效配网避雷器要么没有发现、要么已经严重故障(爆炸之类)，通常采用定期更换的办法来进行维护，大量可以正常服役的避雷器被更换，对配电网的安全运行造成了困扰，增加了巡视工作量，无谓的更换也增加了运行成本。采用物联网技术，在避雷器内部集成温度、泄漏电流传感器、MPU和无线通信网络，并巧妙的窃取泄漏电流用于其工作能源，低成本实现了智能避雷器。对于数目众多的配电变压器和电缆线路等，雷雨时都可能会遭受雷电袭击，都需要装设避雷器作为防雷保护。因此，配电网中避雷器发生故障的概率也较大。配电网中常用到的氧化锌避雷器，长时间运行后容易发生绝缘老化的问题，表现为泄漏电流随加压时间延长而逐渐增大，严重时将会在运行中导致绝缘损坏，使设备失去保护，造成停电事故。然而配电网避雷器数量众多，仅依靠预防性试验进行检测，则需要停电并消耗大量的人力、物力，所以有很多运行部门延长了试验周期，甚至取消了预防性试验，直到避雷器老化或受潮发生事故后才更换。同时，避雷器的外套一般采用合成绝缘材料，避雷器短路后很难从外观上发现，造成故障点难以查找的情况。因此，应用物联网技术及时预警避雷器故障和及时排除故障对配电网安全运行具有重要意义。智能避雷器采用无线传感器技术直接测量避雷器芯棒泄漏电流和工作温度，传感器窃取避雷器泄漏电流的电能作为工作能源，并储存在超级电容中以备配网失电时继续正常工作。节点计算机计算采集的泄漏电流的有效值、相位、工作温度等参数后将这些参数通过无线链路传输到骨干节点，并与骨干节点数据融合形成该避雷器的阻性泄漏电流数据。根据该数据可以判定是避雷器是否内部损耗过大和阀片裂变等问题。
2.4加快设备管理信息化，实现信息提取快速响应
建立基于二维码技术的设备管理系统，为每个配电设备贴上二维码标签。此巡检系统包括上位机及移动终端两部分，上位机包括整个系统，主要由基本信息、设备资料管理、巡检管理、设备状态评估、缺陷管理、系统管理部分，移动终端包括数据采集设备、巡检应用终端等，实现对日常线路的管理。
结语
近年来，物联网技术深入各行各业，且处于不断完善状态。物联网在电网运维管理中起到重要作用。物联网与配电网运维系统的结合，促进运维系统的更新，设计的系统对配电网的信息采集更加全面，及时发现并处理配电网运行中的故障问题，保证了配电网的安全运行。配电网运维管理的科学化，使得配电网日常检修时，相关员工不用再长距离作战，通过计算机这一载体，就能够轻松完成电网的日常运维检修，节省人力、物力，促进国家发展。
参考文献
[1]林楚乔，佟辉，于温方，等.基于泛在电力物联网的配电网智能化状态监测与故障处理平台设计[J].东北电力大学学报，2019，39（4）：1-4.
[2]王春艳，杨双宇，李恺.物联网在提升配电网运维管理水平中的应用[J].决策探索（中），2019（5）：66.
[3]潘锦良，孙彬华，肖禧超.基于物联网的配电网多故障抢修资源调度策略[J].中国新通信，2017，19（16）：58.
作者简介：杨志刚，河北省邯郸市，身份证号：1304231979****0050。
论文作者:杨志刚
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年 第18期
论文发表时间:2020/4/9
标签：避雷器论文; 配电网论文; 技术论文; 电流论文; 电网论文; 故障论文; 节点论文; 《当代电力文化》2019年 第18期论文;