冶袁其英文中转尧交换尧处理袁当用终端设备登录相应的服务思院一是物联网技术的主体是互联网袁它是在互联
器时袁就可以方便地获取这些信息遥物联网技术不网基础上的延伸和扩展曰二是物联网的两端袁一面仅提供对传感器信息的支持袁其本身也具有智能处是面向用户的客户端袁另一面是依靠于物体的传感理尧中转尧交换信息的能力袁而且能够实现对物体终端[1]的实时智能控制渊例如通过控制继电器实现冤[3]网的现代化智能电网是针对电网后期建设和运行的遥依托信息通信领域的前沿技术袁基于物联1.2电力系统物联网研究现状
遥实际需求而建立的物联网传感器网络体系袁可以实国家电网公司信通公司总工程师李祥珍认为袁现协同感知尧实时监测尧信息采集尧故障诊断尧辅国家电网今后80%的业务都跟物联网相关袁从发电助作业等功能遥
环节的接入和检测袁到变电环节的生产管理袁再到1物联网概念及电力系统物联网研究现状配电环节的自动化以及用电环节的采集等方面都需1.1物联网概念的提出
要物联网的支撑[4]可以这样理解物联网院各类传感器在现场采集司在河南鹤壁召开了国家智能电网管理物联网应用遥2015年7月29日袁国家电网公数据袁按约定的协议把采集到的数据上传至物联网示范工程验收会遥此工程历时2年袁总投资2.2亿信息平台进行中转和显示袁手机尧平板电脑尧办公元遥工程包含了输电设备及线路状态监测尧分布式电脑等终端设备通过登录物联网信息平台袁来实现发电及微电网接入控制尧电动汽车充换电设施等多数据的远程实时查看与控制[2]个应用领域[5]传感器获得的数据具有及时性遥
尧准确性尧实时2变电运维工作与传感器技术应用遥
性袁工作人员可以自行设定时长袁周期性地采集环2.1新时期变电运维工作的转变
境信息袁用以不断更新数据[3]署海量的不同种类的传感器袁遥如温湿度传感器可以在物联网上部尧红于变电运维一体化工作指导意见的通知2014年5月袁国家电网公司运检部下达了曳袁此通知叶关外感应器尧烟雾传感器尧射频识别渊RFID冤标签尧明确了今后变电运行人员维护检修的职责范围遥同全球定位系统渊GPS冤尧辐射传感器等袁而每个传
时袁随着国家电网野三集五大冶的全面推行与落
收稿日期院圆园17原01原14曰修回日期院圆园17原02原14作者简介院姜凌霄渊1985-冤袁男袁山西太原人袁工程师袁主要从事500kV变电站运维检修研究袁E-mail院jianglingxiao2008@126.com遥科技创新与生产力2017年3月总第278期103.com.cn. All Rights Reserved.应用技术AppliedTechnology实袁以及500kV变电站少人尧无人值守变电站渊劳动强度简称无人站尧更多的维护项目冤的推行袁运维人员将会面临更高的遥新时期变电运维工作的转变迫切要求建立物联网传感器网络监控体系袁以实现协同感知尧实时监测尧信息采集尧故障诊断尧辅助作业袁使智能化监控管理更进一步遥2.2传感器技术应用实例
物联网能有效整合通信基础设施资源和电力系统基础设施资源袁提高电力系统信息化监控水平袁改善现有电力系统基础设施的利用效率[6]场实际运维检修类项目袁许多工作可以用现代信息遥对于现技术取代人员实际劳动遥可以通过传感器技术与物联网技术的结合袁将现场各种情况远程传输给后台进行查看袁当发生异常时袁还会向手机等终端监控设备发送报警信息渊微博尧微信尧电子邮件尧短信4高了工作效率种方式冤袁大大降低了工作人员的劳动强度并提遥在实际工作中的案例如下遥
案例一院检查机构箱尧端子箱尧汇控柜等柜体中加热器的时候袁可以使用温度传感器将柜体的实时温度上传袁这样袁运维人员在手机或者电脑网页上就可以实时观测到每一个柜体加热器的温度袁而无需再履行五防解锁程序袁要打开每一个柜子袁用
手感知加热器的温度来判断加热器的好坏袁大大提高了工作效率袁降低了劳动强度渊此项发明已在某变电站作为试点投入使用袁取得了较好的效果冤遥这种装置安装PT100绝缘温度探头后还可监测电缆接头和低压开关触指的温度袁应用范围极广遥
案例二院在运维检修中袁需要定期检查电缆沟内电缆的情况袁尤其以保护小室为主遥可将MQ-2类烟雾传感器安装在电缆沟内袁如电缆沟内发生短路或火灾袁可第一时间在手机上得到通知遥同样袁在端子箱和断路器机构箱中也可安装相应的装置袁当回路或接线排发生短路及其他任何产生烟雾的异常发生时袁均可实现实时报警功能遥
案例三院在电缆沟或低压配电柜中安装红外传感器袁当老鼠尧蛇等小动物出现时袁红外传感器被触发袁可第一时间在手机上得到通知遥同样袁红外传感器还可运用在防外力入侵方面袁如在围墙尧主控楼等处可大量布置红外传感器袁有外力入侵时袁可第一时间获得相关信息并及时处置遥
案例四院可将位移传感器和倾角传感器安装在GISGIS设备的伸缩节位置围袁设备的位移情况可第一时间在手机等终端设备上得到通知遥袁当设备偏移量超出规定范这样便可实时尧精确传回遥
案例五院对于无人站袁可以利用先进的物联网技术袁将无人站的天气尧设备尧主控楼等情况通过
104SCI-TECHINNOVATION&PRODUCTIVITY晕燥援3Mar.圆园17袁栽燥贼葬造晕燥援278图片形式实时传输回来袁以便及时尧全面掌握变电站的各种信息袁为防汛尧抢修提供服务遥
案例六院在电缆沟中布置一定数量的水浸传感器袁能全方位监视电缆沟的积水情况袁防止局部积水造成电缆尧光缆等设备的绝缘损坏遥当电缆沟进水超出设定值时袁可以第一时间在手机等终端设备上得到通知遥
案例七院对于检修工作现场袁可以在所布置的安全围栏上设置传感器渊隐形电子围栏冤袁当检修工作人员误入带电间隔或不允许进入的场区设备间隔时袁现场会发出报警给予警告袁同时可将现场情况上传至物联网平台袁通知运维人员遥
以上所有功能的实现都依赖于各种传感器和物联网技术遥以前都依靠人工巡视来发现袁现在物联网技术的应用实现了实时数据采集和信息获知袁可以更全面尧更及时地发现和解决问题遥3物联网技术的应用难点
3.1传感装置组网方式的选择难点
物联网技术在变电站的应用过程中袁首先面临的问题是已经建成的变电站如何再安装这些传感器终端遥如果场地重新开挖走电缆袁或将电缆安装在电缆沟中袁不仅工程量巨大袁而且还有可能发生误碰运行设备的风险遥因此在设计传感器终端时袁使用更多的是无线信号模式遥经过研发和改进袁开发出了一套自己的无线组网模式袁即Zigbee模块与ESP8266在没有外网的情况下Wi-Fi模块相结合来满足大容量组网方式袁通过SIM900A的GPRS流量袁将数据发出袁用蓝牙和miniUSB数据线来实现现场装置的调试检查和数据下载遥3.2物联网编程语言的编写难点
各种传感器采集到的各种模拟量信号需上传至物联网平台袁在传感器与物联网平台接入的过程中袁需要特定的语言编码来实现数据的识别袁否则将无法正常读取遥下面以Yeelink物联网平台为例袁详细说明语言编程方面的具体应用遥
要连接上指定的无线路由器才能将数据上传至互联1冤连接无线路由器程序遥传感器测量模块需网遥无线路由器的名称为野Tenda_xxx冶袁密码为野0000+aaaa冶袁send_1ascii连接无线路由器的程序及说明如下aaaa\\\"\\r\\n\"冤曰//渊\"AT密码
解释说明+CWJAP院在此处修改=\\\"Tenda_xxx\\\"袁Wi-Fi\\\"0000遥名称和+while{
渊1冤//DelayMsjs_num++曰
渊10冤曰.com.cn. All Rights Reserved.IfWDT_CONTR=0x30曰渊js_num>3000冤ifwhile{js_num渊1冤曰}
=0曰CLR_Buf渊冤曰表示连接成功渊strstr渊Rec_Buf袁\"OK\"冤!=NULL)冤//解释说明院{
CLR_Bufjs_num=0曰渊冤曰Break曰}
else说明if渊strstr渊Rec_Buf袁\"院表示失败再连ERROR\"冤!=NULL冤//解释{
CLR_Bufjs_num=0曰
渊冤曰send_1asciiaaaa\\\"渊\"AT+CWJAP=\\\"Tenda_xxx\\\"袁\\\"和密码\\r\\n\"冤曰//解释说明院在此处修改Wi-Fi0000+名字}
温度测量传感器为例2冤传感器通过制定编号接入物联网平台冤遥传感器接入物联网平台后渊以袁需要对应野传感器编号冶才能实现数据的实时显示遥因此需要在单片机编程过程中袁提前将传感器编号烧录单片机中遥{
send_1ascii754351/datapoints渊\"POST/一个数字串233704袁HTTP/1.1\\r\\n\"冤曰v1.0/device/表示传感器设备编组//233704/解释说明sensor/袁院账户第下每设定一个编组都对应一个数字串曰第二个数字串754351袁表示温度传感器ID袁也就是说每添加一个温度传感器就有一个对应的ID曰
send_1ascii渊\"Host:连接到物联网服务器api.yeelink.net\\r\\n\"冤曰袁使用的是Yeelink//解释说明的物联网院平台
send_1asciisend_1ascii渊\"Accept:*/*\\r\\n\"冤曰
dc9270d4b渊\"U-ApiKey院4e61cc9270d4b2584541-ApiKeyf99b3b705b0\\r\\n\"冤曰//解释说明院U个专属于自己的为账户密码钥匙U-ApiKey曰袁每一个账户都会对应一-如果这个ApiKey发生变化袁则所有终端模块必须重新下载程序袁重新下载新的ApiKey曰
send_1ascii渊\"Content-LengthP院send_1asciiform-urlencoded\\r\\n\"冤曰
渊\"Content-Type院15\\r\\n\"冤曰
application/x-www-send_1ascii渊\"Connection:send_1ascii渊\"close\\r\\n\\r\\n\"冤曰}
{\\\"value\\\"院\"冤曰AppliedTechnology应用技术3.3在各种干扰源500在变电站电磁干扰环境中的应用难点
kV变电站超高压袁电磁环境极为复杂尧大电流的强电场环境存袁测量终端很容易受到高频噪声尧强电磁辐射尧谐波干扰等影响袁导致装置可靠性降低[7]现无线数据在传输过程中受到很大干扰遥在进行模块测量实验中发袁出现了传输距离近尧丢包率高等各种问题遥究其本质袁一是场区设备众多袁对通信信道形成了阻挡曰二是场区各种超高压设备产生的电磁干扰对通信产生了影响遥因此袁采取有效的抗电磁环境干扰措施是物联网技术应用于变电站的一个重要措施遥3.3.1抗干扰措施
在电子电路设计及制作过程中袁一般有以下3种抗电磁环境干扰措施遥
率低于1冤1接地技术MHz时袁遥接地电路形成的对地环流对信号在低频电路中袁当信号工作频影响较大遥在本设计中袁测量终端发射信号频率为2.4以显著提高系统的抗干扰能力GHz袁远远高于1MHz袁所以采用多点接地[8]袁可的传播途径2冤屏蔽技术遥
袁从而消除干扰遥电磁屏蔽的作用是切断电磁波[9]屏蔽体后能量会发生衰减和损耗遥因为电磁波在穿过遥
门的输出端通过一段长线引到输入阻抗相当高的输3冤印刷电路板抗干扰措施遥微控制器将一个入端袁反射问题就很严重袁会引起信号畸变袁增加系统噪声[10]电路之间的连线尽可能短遥在可能的条件下袁以减弱因连线引起的干袁应使印刷板上布线扰[8]遥图1为批量生产的无线传感器底板遥
图1批量生产的无线传感器底板3.3.2数据传输实验
接收灵敏度是指接收机能够正确地把有用信号拿出来的最小信号接收功率遥无线温湿度测量终端的通信距离和接收灵敏度是衡量Wi-Fi网络传输质量的重要指标[11]的信号能量时袁遥接收端根据实验目的将不会接收任当标称的接收灵敏度大于接收端何数据袁也就是说接收灵敏度是接收端能够接收信号的最小门限值袁其计算表达式为
PR=10lg.渊1冤式中院PR为接收灵敏度曰Pmin10Pmin-3为在给定误比特率的
科技创新与生产力2017年3月总第278期105.com.cn. All Rights Reserved.应用技术AppliedTechnology条件下袁接收设备能接收到的最小平均功率遥此处迅速判断出设备工作是否正常遥
需要说明袁误比特率是在数据通信中袁在一定时间在日常工作中袁运行维护人员可通过手机客户内收到的数字信号中发生差错的比特数与同一时间端对所有端子箱进行查看袁判断每个端子箱的加热内所接收到的数字信号的总比特数之比袁误比特率器工作是否正常袁当某一个加热器突然发生故障是衡量数据在规定时间内传输精确性的指标遥
时袁关联的新浪微博会在手机上弹出一条提示袁点图2为改进前后接收端接收灵敏度与传输距离开后就能知道具体哪个端子箱发生了异常遥之间的比较关系图遥由图2可知袁传输距离在30m5应用前景展望
内袁改进前后的接收灵敏度并没有太大区别曰当传物联网技术在电力系统的应用代表了电力系统输距离增加至100耀400m时袁接收灵敏度越来越小信息化水平的提高袁同时也是变电站智能化水平提渊高的重要体现遥随着科技的进步袁变电站运维工作通信距离相同时左侧接收灵敏度为负值袁改进后的接收灵敏度要高于改进袁值越小灵敏度越低冤遥但将会更加依赖于物联网技术袁而物联网技术也将会前的袁这是改进电路后得到的明显效果袁说明通过大大提高工作效率尧降低劳动强度遥
电路改进装置具有了较强的抗干扰性遥
参考文献院0[1]施楚炜,黄辉宇,吴彦炎,等.物联网在散货物流中的应用研-10究[J].商场现代化,2011(11):54-55.-20-30[2]房秉毅,周巍,李璐颖,等.面向智能电网应用的网络规划方-40法[J].电信网技术,2011(9):6-9.-50[3]孙厚钊,王芳,孙胜浩,等.基于物联网的人防工程维护管理-60-70改进前信息系统[J].指挥信息系统与技术,2015(12):58-63.-80改进后[4]季献武,李驹.500kV线路倒塔事故金属原因分析[J].华东-90电力,2010(12):1879-1882.-1001103050100150250300350400[5]朱怡.国网物联网应用示范工程通过验收[N].中国电力距离/m报,2015-08-12(2).图2改进前后接收灵敏度与传输距离之间的对比[6]汪洋,苏斌,赵宏波.电力物联网的理念和发展趋势[J].电信４数据的实时查看
科学,2010(12):9-14.以温度实时在线监测系统为例袁探讨数据的实[7]邹浩.基于物联网技术的变电站设备在线测温系统研时查看功能遥除了通过网页对数据进行查看袁还可究[D].济南:山东大学,2011.通过手机客户端实现对数据的实时查看遥首先在手[8]张子成.基于物联网的智能变电站在线监测系统的设计与实现[D].北京:华北电力大学,2014.机上下载Yeelink客户端袁同电脑网页版一样可以[9]刘玲,陆锦辉.船舶机舱电气设备的电磁兼容设计[J].上海看到传感器列表遥点开任意一个传感器名称袁就能船舶运输科学研究所学报,2013(12):47-51.看到现在的温度或者湿度数据袁同时显示一段时间[10]唐元恒.飞机机务训练模拟器测控系统的设计[D].哈尔内的数据曲线遥点击页面右上角的野日期冶袁就可滨:哈尔滨工程大学,2008.以根据自己的需求袁查看不同时间段的数据曲线袁渊责任编辑尚晓春冤以及测量数据在一段时间内的变化趋势袁通过分析
ApplicationoftheInternetofThingsMaintenanceinModernSubstationOperationandJIANGLing-xiao1袁HUOYuan-fang2渊1.Maintenance2.StateCompanyGridJinchengofStateGridPowerShanxiSupplyElectricCompany,PowerJinchengCompany,048000TaiyuanChina030001冤China;Abstract院Inthispaper,basedontheactualoperationandmaintenanceofthe500kVEHVsubstation,theon-linemonitor-ingsystemofthesensorsbasedonInternetofThingstechnologyarestudiedfromtheaspectsofprinciple,method,designandmaintenance.ThenthehelpofInternetofThingstechnologyfortheoperationandmaintenanceofsubstationsisde-scribedindetailandtheapplicationdifficultiesofthistechnologysuchasnetworkingmode,programminglanguage,anti-elec-tromagneticenvironmentinterferenceareelaborated.Keywords院Internetofthings;sensor;wirelesssensor;anti-electromagneticinterference106SCI-TECHINNOVATION&PRODUCTIVITY晕燥援3Mar.圆园17袁栽燥贼葬造晕燥援278.com.cn. All Rights Reserved.
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