输变电工程设备管理中物联网运用商榷

张红燕　梁铎　尹瑜

[摘要]本文是对输变电工程设备管理中物联网运用分析研究，通过对输变电设备智能化关键技术及输变电设备物联网关键技术的研究，将物联网技术在电力系统中合理地推广应用，有利于电力系统智能化改造；进而电力系统也为物联网技术提供了广阔应用空间。

[关键词]输变电工程；工程管理；物联网；设备管理

1、研究背景

1.1输变电工程管理三大特点。输变电工程计划管理具有全面性、层次性与严肃性三大特点。全面性是指工程进度计划安排好涵盖工程项目施工进程的方方面面，包含所有施工事项，并为不同阶段、不同环节施工进度跟踪控制提供指导与依据；层次性是指不同管理层次机构要编制不同的进度计划；严肃性是指进度计划编制完成后要经过转业的评审及审批才能够形成真正具有指导意义和价值的基准计划，只有保证计划本身的严肃性与科学性，才能够真正为进度控制提供切实有效的指导，才能有效纠纷施工进度偏差。

1.2物联网在电力系统中的应用。物联网技术在电力系统中的应用结构主要分为三层：感知层、网络层以及应用层。物联网在电力系统感知层中的应用，主要包括二维码标签、传感器技术等。感知层分为两个层次：通信延伸子层，通过通信网络把物理实体同虚拟网络中的网络层和应用层的终端连接到一起；感知控制子层，通过传感器技术来感知物理世界。而智能电力系统是通过感知控制子层对电网中各状态参数进行收集和整理，同时通过通信延伸子层把数据记录到物联网中。物联网在网络层中的应用，实现的主要功能是網络层和应用层之间的信息转换，分为接入网络和核心网络两种。

物联网在应用层中的应用，主要作用是以电力系统的需求作为记忆，为电网提供合理的处理措施。物联网平台把信息技术和智能电力系统有效地融合到一起，这对提高电力系统智能化水平有着非常重要作用。

1.3物联网在输变电设备管理中应用。物联网通过在杆塔或电缆上装置的功能强大的传感器，实现对输电设备的实时监控，并把收集到的数据通过通信网络发送到数据中心。监控内容包括：线路故障及监测、覆冰监测、舞动监测、电缆温度的监测、振动监测、气象监测、弧垂监测等。各种类型的监测系统对收集到的各种数据进行分析和处理，获得监测结果。输电设备状态检测过程中的难题是供电，目前通常采用太阳能供电，研究的方向是利用综合储能、创新发电的方式，以尽可能提高输电设备的供电能力。在变电设备的实时监控应用中，物联网必须要满足变电站向着智能化方向发展的基本需要。

2、输变电设备智能化关键技术

2.1输变电设备在线监测技术。输变电设备在线监测技术主要分为变电站、输电线路以及近年来不断发展的换流站电气设备的在线监测技术，在线监测技术是智能优化管理的重要途径。

2.2变电站电气设备在线监测技术。在输变电工程中，变电站设备监测对象以及参数主要包括有变压器、互感器、高压断路器和氧化锌避雷器以及高压母线等。变电器绝缘安全检测技术方面一直都是研究的重点，变压器、断路器、互感器等特征信息的提取也是当今的研究热点。

2.3输变电设备综合评估技术。输变电建设设备的综合评估工作主要包括故障诊断、状态评估、故障预测、事故预警、状态检修等几个环节，主要采用换流站电气设备综合评估技术，但该技术正处于起步阶段，有待于进一步完善。

2.4输变电设备全寿命周期管理技术。建立输变电设备全寿命周期管理系统，对降低整个电力项目的投资具有非常重要的意义。美国最先将全寿命周期成本管理的方法应用于核电站，并且已经逐步应用于发电机、大型变压器、励磁机、低压输配电系统、仪用空气系统等。

3、输变电设备物联网关键技术

3.1一体化智能监测装置。检测技术的应用对于检测设备运行情况、实时监督其运行状态作用明显，便于及时发现设备故障，确保抢修及时。尽管如此，检测技术的应用仍然有一些不尽如人意的地方，例如监测信息交互度较低，对于复杂故障的综合性判断有所不足；监测信息庞大，但实际上的监测系统很难从整体上对这些复杂的信息进行驾驭等。为此，需建立监测体系，以实现监测工作的统一规范化，一方面需规范检测参数，使其符合指标标准；另一方面需提高监测装置适用性，保证其通用度，体满足IEC概念及标准。我国国家电网公司对监测装置的概念及技术规范重新进行了拟定，提出“智能组件”的概念。在未来，监测装置的一体化建设将会成为输变电监测工作的发展方向，其对监测体系规范化的形成将起到推进作用。

3.2编码和标识体系。电力行业编码大体可分为物资编码和设备编码。目前该领域存在着编码不统一的问题，应用角度的不同导致编码误差的情况也时有发生。另外，设备存储仓库所用条形码等编码由于识别距离局限性很容易在使用过程中受到影响，进而无法实现设备在使用寿命内的管理，在一定程度上制约着设备信息交流与共享。

3.3通信技术。在物联网中，“物-物”、“物-人”是其最典型的两种通信方式，为联动保护设备创造了条件。以台主变压器为例，当其油温异常升高时，作为其控制器的断路器会根据实际升温情况进行自动化控制，进而报警，主变保护设备也具备这一功能，除报警外还能控制系统由台主变压器切换到备用变压器。

4、输变电工程项目计划管理对策

4.1进度计划的科学编制。输变电工程项目进度控制方面要围绕建设方、承包方、分包方所提供的各类进度计划进行全新编制，新进度计划要综合考虑各方因素，保证自身的科学性、可行性与可靠性。对于工期控制较紧的施工项目，要明确进度控制计划的合理性及执行举措的有效性，考虑到电力工程本身需要诸多建设单位与部门积极参与，在计划编制时要考虑到部门之间衔接、协调等工作影响，合理妥善安排进度，针对整个项目从设计、采购、施工、验收等各个环节做计划安排。

4.2进度计划监测。在制定了科学的进度计划之后，对于计划的监督与执行要严格落实，督促各部门、各建设单位如期完成。监测的目的不仅是为了监控进度计划的执行情况、跟踪工程施工进展，也是为了协调工程行进目标及所需时间，积累管理实践经验。实际监测工作中，要定期对工程进度、计划、执行等情况进行信息收集与总结，及时发展各类问题，通过与原有计划的对比做好进度纠偏工作，从而保证施工进度与质量。

4.3统筹造价与进度控制。在进度计划监测的同时要根据施工实际进展资料完成网络计划参数的计算、修正与编排，协调单位工期与工程竣工工期的进度安排，追踪有偏差的施工线路发现延误根源，并及时予以改善弥补，配合各类管理手段与技术方法做好进度控制。同时，同期的造价成本控制要从预算评估、编制及执行等方面入手，与进度控制同时进行，控制工程总花费，避免突破预算限额，达到缩短工期、降低造价成本、提升施工效益与投资效果等目的，从规划设计阶段就要对进度计划、造价控制计划做协调统筹，在保证质量的基础上力求缩短工期、降低造价，积极利用信息技术服务于项目管理，实现输变电工程项目的最终控制目标。

5、结束语

物联网技术是一种先进、新兴的信息技术，发展潜力巨大。将物联网技术在电力系统中合理地推广应用，有利于电力系统的智能化改造；而电力系统也为物联网技术提供了广阔的应用空间。