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大力开展物联技术在电力物联网生产中的应用
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物联网架构的箱式变电站智能监测系统包括感知层、网络层、平台层和应用层,具有典型的物联网体系结构特点。在这些设备中,感知层包括箱变综合状态感知设备和边缘计算网关设备,并支持窄带物联网NB-IoT(narrow band internet of things);平台层实现物联网数据的采集;应用层实现运行监控和分析应用功能。

安装一个综合状态感知装置。该系统由传感器和采集器组成,每个采集器通过就地物联网通信网络与边缘计算网关进行通信。

汇总了各个状态采集器的数据后,完成就地存储,统计分析计算功能,实时运行数据及计算结果,通过NB-IoT网络和物联网数据采集平台实现数据通讯。

基于物联网平台的物联网数据采集。基于物联网平台,开发了运行监控与数据分析应用软件。操作员通过因特网和台式计算机及移动终端获取平台信息。还可以通过短信或者手机应用程序(mobile application,APP),及时地将平台警报和异常信息推给用户。

感应器及网关设备的工作电源来源于箱变交流220V检修电源。配有一台300W、20min的可连续供电供电作为后备电源,当箱变电源断电时,装置可向全站报警。

1)设计要求。

针对箱式变电所高、低、进、出线综合状态监控,主要考虑以下设计要求:(1)功能高度集成。除常规的电力采集外,还需综合电能质量、故障监控、电气火灾、用电安全等;(2)配置灵活扩展。对于不同的箱变,采用不同的进、出线回路数量,要求设备测量尺寸灵活可扩充;为了保证电力供应的连续性,要求设备可以带电安装。

2)结构设计。

根据以上功能要求,设计并研制了共压组合电气综合状态感知装置。电气综合状态感知设备是由分散功能单元模块组成的。独立的监控子系统,例如低压箱变开关室,它由一个供电通讯单元、一个电压单元和多个电流单元组成。

每一个模块都有一个插接端和插接槽。一模块通过插入端插入到另一单元模块的插槽,即构成插接总线。插接总线提供功率和通讯连接的单元模块。

压元输入母线三相电压采样信号,实现交流电压的采集与计算;通过插接总线将数字电压信号与其它电流单元同步。

电流元将三相电流采样信号输入,根据插接式总线输入数字电压输入信号,完成全电量计算。电流器还提供了开关量、电缆温度和剩余电流的采样。

为一组功能部件提供电源输入和通讯一体化,统一的对外提供RS485/宽带电力线载波(high speed power line communication)HPLC)/ZigBee/远程无线电(long range radio,LoRa)通讯接口。

它是一种电压单元,它由多个电流单元和一个电源通讯单元组成一组电综合感知装置,实现多种电气回路状态的监控。几个电流单元共享一个电压单元,其优点在于节省了电流单元的接线端,减少了现场施工接线的工作量。通过本地的有线/无线物联网通信网络接入网关,多组电力综合感知设备。

局部放电检测装置。

本发明利用第三方局部放电检测产品,实现了箱变高压室高压开关柜局部放电监控。在局放传感装置中,主要由局放传感装置组成。超声及局部放电的瞬时地压(transient earth voltages,TEV)综合传感器通过LoRa无线通信网络与局放采集器进行通讯,局放采集器通过RS485接入网关。

环境感知装置。

第三方环境检测设备实现了箱变环境运行状态监控。变电室、高压室、低压室配置烟感、漏水、温湿度、门磁传感器。仪表间设有接地电阻检测器,雷击电流计数器试验箱改变接地绝缘状态。

可分为两类:①支持RS485通讯接口,直接连入网关;②提供开关量或模拟量信号,统一接入通用状态采集器,再通过采集器的RS485通信接口接入网关。

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