陈照辉
东莞南区供电局松山湖供电服务中心
摘要：物联网在1998年被提出，其主要是RFID技术和其他传感器技术有效的结合，应用于人们提出生活用品之中构建了一个物联网。随后又被重新定义，利用RFID标签无线接入互联网，从而实现对数百万的物品的实时跟踪和审计。电力互联网主要指以当前的电网基础设施、人员及现场环境等组建的网络系统。充分利用传感器及通信技术，实现对电网各物体之间的实时互动，从而促使电力生产向着智能化、高效化的方向发展。电力互联网技术的广泛应用对人们生活和工作带来了诸多便捷，但是由于该技术起步较晚，应用场景不够广泛，而物联网应该在发、输、变以及配电环节的顺利发展发挥关键作用。基于此，本篇文章对低压配电物联网断路器及其智能运维系统进行研究，以供参考。
关键词：低压配电；物联网；断路器；智能运维系统
引言
电力物联网是围绕电力系统各个环节，充分利用移动互联、人工智能等现代信息和先进通信技术，实现电力系统各个环节互联互通、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理和应用便捷、灵活等特点的智慧服务系统，具有智慧化、多元化和生态化的特征。电力物联网实时连接能源生产、传输、消费等各个环节设备、客户和数据，与坚强智能电网不可分割、深度融合，共同构成能源互联网，承载电网业务和新兴业务，以互联网思维开展新业务、新业态和新模式。配电变压器作为配电网的核心节点装备，紧密联系电网侧与用户侧，是电力物联网建设背景下配电技术突破的关键环节之一。由于配电变压器数量多、分布广，传统的预防性试验检测变压器的绝缘、损耗、温升等性能，以及日常线路巡检，都需要投入大量的人力、物力，且停电检测严重影响供电持续性，不能满足电力物联网建设要求。如何更全面、更方便地监测配电变压器的运行性能，并提供运行状态评估和故障诊断方法，已成为配电网亟需解决的问题。
1物联网断路器的相关概述
1.1物联网断路器的功能
当前，电力系统多应用传统塑壳断路器低压保护器件，但其作为仅能实现系统的保护，不可远程控制，也无法及时获取运行信息以制定相关方案;相对于传统断路器，采用一二次设备融合技术，将物联网技术与断路器相结合，研制了新型的物联网配电断路器，物联网断路器将检测、通讯和保护功能集成于一体，可利用互联网进行通讯，并通过Wi－Fi与云端的高效无线通讯，实现智能化远程维护、移动巡检、空中升级等操作，同时可通过手机或其他移动终端对其进行高效管理和运行监控。在目前的配电网络中，物联网断路器可以用来分配电能和保护线路及电源设备免受过载、欠电压、短路和单相接地等故障的危害。
1.2物联网断路器的特点
物联网断路器具有功能一体化的特点，它是以断路器为核心元件，通过一二次设备融合技术将电力仪表、环境与火灾检测、微机保护、数据通讯传输等功能集成化，优化了断路器的监测保护性能。同时，将物联网断路器与智能开关柜等设备构成一个整体，进一步了提高配电网运行的安全可靠性，也使检修变得更加方便、安全。物联网断路器的最大特点是可实现开关柜整体运行状态的实时监控，通过物联网断路器的传感器传来的数据，在其本身形成一个对断路器的健康状况进行判断的判据;或者将数据直接上传至数据中心，对断路器的运行状况进行精确运算分析和判别。同属物联网断路器的传感器采用数字化传输方式，数字化方式可使电力数据的储存、传输、分析和转换更为可靠、便捷。
2低压配电系统运维痛点
a.运维效率低，运行隐患未能及早发现。
传统的维护及巡检方式，其设备巡检需消耗大量的人力，巡检人员每次巡检系统设备时未能将实时数据与历史数据进行比较分析。设备维护及测试工作每月开展1~2次，由于人工维护及测试工作量大，纯粹靠人工对比分析未必能及时发现系统设备过载、轻载和空载现象，不能极早发现设备运行隐患并提出相应的调整方案。b.无法提前预警或诊断系统各元器件的自身健康状态。传统的维护及巡检方式，无法对变配电系统中各个元器件自身的健康状态或老化程度进行实时监测，无法提前预警，从而降低了变配电系统供电的可靠性和可用性。c.无法快速故障诊断及快速故障恢复。传统的维护及巡检方式，因缺少必要的数据监测采集监控系统，故障分析需要人工采集后再分析，无法及时进行故障分析，故障排除及故障恢复时间长，影响变配电系统可用性。d.备品备件时效性管理未能结合现场系统设备实际运行情况配置。传统的备品备件管理，通过维护人员手动录入设备维修记录和备品备件更换记录。备品备件通过设备运行指导说明书规定、各设备供应商提供的建议清单进行采购及配置工作，未能结合现场系统设备实际情况配置，无法与实际需求相匹配，造成部分元器件过度备份，而部分元器件缺少配置。e.变配电相关监控调度系统较多，为便于运维管理及效率性，有整合的需求趋势。为了让运维人员不再为数据中心变配电系统运维而“失眠”，提高数据中心运维安全性及运维效率，保障大型数据中心电力系统的连续性、可靠性和可用性，实现数据中心泛在物联的远程管理，降低系统运行损耗，数据中心变配电系统的运维人员迫切希望有一套监控系统可对数据中心的变配电系统进行智能监控，从而实现系统的运行参数实时监测、电能质量监测、能效分析、设备老化、资产管理、成本核算及智能运维等功能。
3低压配电物联网断路器及其智能运维系统研究
3.1低压配电网智能云控平台
低压配电网存在着数据结构不够完善、配网运行环境复杂等问题，本研究采用智能开关完成配网关键节点数据采集，并运用智能传感、信息传输、云计算和大数据分析等技术构建智慧供电云平台系统，通过智能开关对变压器二次侧、关键配电线路、用户端等节点数据的有效采集，云平台系统对实时数据进行分析处理，实现配电网精细化管理、透明化运行。
3.2适应物联网框架的配电变压器运行多元状态参量监测技术研究
在分析不同应用场景下油浸式配电变压器的应用特点及功能需求的基础上，以确保满足不同场景下配电变压器长期可靠运行为原则，以满足配电物联网发展对配电变压器的要求(如精益线损计算、电能质量监测等)为基础，提取影响配电变压器工作性能电气量(如电压、电流等)、非电气参量(如油温、压力、油位、无励磁分接开关挡位等)关键参数及参数精度要求，制定关键参数经济有效可靠的智能监测手段，结合配电物联网技术架构要求开展方案设计。
3.3基于智能配电变压器终端边缘计算的智能配电变压器微应用开发
以采集数据为基础，发挥智能配电变压器终端边缘计算功能，开发配电变压器运行状态综合诊断、变压器寿命评估、变压器运行策略建议、精益线损计算等高级应用，实现对配电变压器状态预警、故障精准定位等功能。
结束语
针对末端配电网的运维管理优化问题，构建了基于多功能集成物联网断路器的配电网智能运维系统，通过集成在线监测技术和智能算法，实现了智能监测和运行优化管理，增强运维工作的针对性，提高系统工作效率，保证系统安全稳定的运行。
参考文献
[1]刘日亮.物联网技术在配电台区中的应用与思考[J].高电压技术,2019,45(06):1707-1714.
[2]吕军.配电物联网设计与应用[J].高电压技术,2019,45(06):1681-1688.
[3]刘星.聚焦配电物联网,2019智能配电技术研讨会在京召开[J].电气技术,2019,20(06):1-3.
[4]张丽晶.基于物联网的配电自动化应用研究[J].电力设备管理,2019(05):88-90.
[5]吴旋昊.基于物联网的配电台区设备在线监测系统研究[D].福州大学,2018.