陈强 薛晨旭 李晓
国网河南省电力公司公司鹤壁供电公司，河南 鹤壁 458000
摘要：我国电力系统目前正经历着数字化向智能化方向逐步转变和发展的过程，在智能电网中物联网技术的应用研究不断深入，物联网属于多学科交叉技术（包括计算机、通信系统、控制技术等）具备全面的高度感知性优势，在监测输变电设备上表现出广阔的应用前景，目前应用物联网的输变电设备的智能监测系统成为深入研究和实践的重点。基于此，本文主要对基于无线传感网络的电力设备监测系统进行分析探讨。
关键词：基于无线传感网络；电力设备；监测系统；设计
1传感网络
1.1传感网络的概述
传感网络，指的是将红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，让所有的物品都与网络连接在一起，方便识别和管理，因而又叫“感知网络”。
.png)
图1无线传感网络
1.2电力传感网络
电力传感网络，将传感网络应用在电力领域形成的网络，无线电力传感网络可以看成传感数据获取网络、传感数据传输网络、传感数据控制管理中心三大块组成的，其主要主要组成部分是传感器、数据处理单元和通信模块的节点，各节点通过协议自组织成一个网络。
1.2.1传感数据获取网络（传感器）
传感器技术也可以称为信息采集技术，它是实现物联网的基础。目前，信息采集主要采用电子标签和传感器等方式完成。传感器通用术语（标准：GB7665-2005）对传感器的定义是：“能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置”。传感器作为物联网信息获取的重要手段，与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。
1.2.2传感数据传输网络
传感数据传输网络包括有线传感数据传输网络和无线数据传输网络。有线传感数据传输网络主要是采用485等有线方式实现感知数据传输；无线传感数据传输网络常见的有以下几种：
（1）无线传感器网络自组织方式——集中式。所有参与侦测的节点将数据通过多跳网络直接送给服务器，目标的位置和轨迹在服务器中产生。?
（2）无线传感器网络自组织方式——静态局部集中式。在网络中安排一定量具有较强处理能力的簇头（也叫超级节点），普通节点在获得测量数据后传到簇头，簇头再对数据进行处理，然后通过簇头间的路由送到用户终端。
（3）无线传感器网络自组织方式---动态局部集中式。簇首在目标跟踪过程中通过一定的准则动态产生，其他节点将数据传送给动态簇头；在目标离开簇首侦测范围后，产生新的簇头，原来的簇头恢复侦测状态，这是目前比较流行的方法。
.png)
图2无线自组网路由拓扑图
1.2.3传感数据控制管理中心（天线数据接收置）
天线数据接收置用于收集各类传感器的无线信号，并通过RS-485总线将数据传送给控制主机。它是由MCU、RS-485接口、CAN接口、2.4GHz数字RF收发器、宽输入DC/DC直流稳压电源、铸铝外壳和鞭状天线等组成。
2电力设备状态监测系统
2.1信号采集
电力设备状态监测系统是指在设备的运行过程中对设备状态不断进行检查和诊断，分析设备状态发展趋势的系统。主要是通过对设备运行状态进行分析设备运行情况，首先是要获取电力设备的状态信息，收集有关电力设施的各种电流、电压、运行频率以及磁力线密度等信号，信号同时包括正常信号和非正常信号。信号采集的方法有很多，主要包括：一次性采集、定时采集、自动采集以及特殊采集方式。针对不同的电力设备的要求，所采取的诊断方式不同，要根据设备状态的不同信号采取不同的信号采样方法。
2.2数据传送
通常信号处理系统距离监测设备相对较远，在信号传输过程中容易受到外界因素的干扰。因此需要先进行模数转换、预处理和压缩打包等方法将信号传输到信号处理中心。目前通信设备已经广泛应用于电力领域，为了防止信号在传输过程中受到干扰，应采用光纤传输数字信号，可以较好地抑制干扰，从而保证传输信号的质量。
2.3数据处理
信号数据处理中心通过对通信线路传输过来的状态监测信号进行数据处理。根据信号的不同采取不同的数学方法进行解析处理。由于数字信息技术和智能处理技术的广泛应用，使得电力设备监测系统的数据处理的在线监测更加真实准确。由此可见，电力设备状态监测系统首先是要对信号进行采集，再通过信息输送将数据传送到数据处理中心，由数据处理中进行数据处理。状态监测系统由管理与分析系统、数据采集中系统、中心系统集成系统三部分组成。对信息的监测主要有油色谱在线监测、铁心接地在线监测、高压绝缘在线监测以及其他在线监测等。
3故障诊断
3.1故障信号的采取和诊断
信号处理技术是指在各种信号中提取有用的信息，精简设备运行的特征信息，提高设备诊断的精确度。但是故障信号的选择和提取是故障诊断中的难点问题，在识别电力设备运行中的故障状态和正常状态的过程中，容易出现误诊或漏诊的情况，误诊或漏诊的主要原因是故障特征量存在模糊性，所以要选取有用的故障特征量。同时针对电力设备故障的不同性，应采取不同的诊断方法，如：信息融合技术、人工智能、专家系统、神经网络等方法。
3.2故障诊断分析技术
故障诊断分析是分析导致电力设备发生故障的原因。其步骤大致分为：首先要对设备状态特征进行整理、分析，然后再采用信号识别技术诊断出故障特征，最后判断出设备产生故障的原因以及程度。随着科学技术的不断发展和完善，电力设备故障诊断技术愈加趋于数字化，通过分析采集的信号诊断设备运行信息，不仅能够近程监测也实现了远程监测和诊断。随着电力设备故障诊断技术的不断发展，不仅实现了设备状态监测和故障诊断信息的远程传输，同时也提高了故障诊断的精确度和灵敏度。除此之外，故障诊断分析技术通过网络能够及时上传诊断数据保证信号的及时性。
3.3电力设备状态监测系统评估
状态监测系统是将有效的信息与诊断技术有效结合，实现对状态信号、故障诊断方法、信息处理方法有机融合，提高状态监测的实用性和真实性。根据故障特征量对设备进行分析诊断，及时发现设备运行中出现的各类问题，及时发现设备潜在故障。并对设备状态进行实时分析，对设备运行状态进行评估，根据设备诊断情况，制定合适有效的检查和修补方案。
4结语
目前设备状态监测系统存在许多问题，如信号采集易受干扰、获取数据的精确度低等。总的来说设备状态监测系统的体制机制还不够完善，无法实现对数据的精确读取等。但是随着科学技术的不断进步，计算机技术和信息技术不断与设备状态监测进行结合对及时监测设备运行情况、发现设备故障起到了很好的作用。同时将智能感应器技术和智能信息处理技术应用到状态监测系统，必能提高电力设备的可靠性，降低设备维修成本，优化设备维修策略。
参考文献
[1]陈卓，刘念，薄丽雅.电力设备状态监测与故障诊断[J].高电压技术，2005（04）.
[2]王岩.电力设备状态监测系统[J].信息系统工程，2013（02）.
[3]陈燕燕，陈忠义.电力设备在线监测综合分析平台的构建[J].广东电力，2011，24（12）：109~112.
[4]邹永利.浅谈电力设备状态监测技术[J].科技创新导报，2008（24）：89.