物联网技术在电气工程领域的应用研究

物联网技术在电气工程领域的应用研究

蔡志良

浙江同舟工程设计有限公司   浙江省  310001

摘要：物联网技术是基于传媒领域发展起来的、是第三次信息科技产业革命的产物。随着信息技术的迅猛发展，物联网技术的应用深入各个领域，深刻影响着人们的日常工作与生活中的吃、穿、住、行等方面。物联网由于具有智能化、自动化特点，为人们带来了极大的便利，全方位改善了人们的生活质量和工作方式，塑造出信息时代独有的特点。当前，智能电气成为生产的重要设备和能源，物联网与电气系统的结合成为必然。智能电气控制在极大程度上解除了一直以来存在的安全威胁，扫除了人力监管盲区，有效地提升了工程作业效率，智能家居的发展更是将远程控制电气设备的作用发挥到极致，将人们从繁重的家务和重复、机械的工作中解脱出来，从多方面提升了人们的生活品质和工作创造力。

关键词：物联网技术；电气工程领域；应用；

引言

在互联网时代，物联网技术在多个领域中得到应用，采用该技术可对电气设备进行监测和控制，对数据信息进行采集、存储、处理、分析和传输。传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术等被广泛应用于电气工程领域。

一、物联网的概念和构成

物联网从表面意思上可以理解为实物与网络之间的连接，主要是通过二维码技术、传感器技术、全球定位技术等对实物的具体数据资料进行识别，利用互联网技术有效的在实物与实物、人员和实物之间建立起数据信息的共享和控制网络。一个科学完善的物联网需要由五个部分构成：（1）网络。包括宽带网络或者移动无线高速网络；（2）识别技术。主要是对实物进行识别，包括二维码识别技术、近场通信技术、全球定位技术等；（3）系统。要针对实际需求进行信息化系统的搭建，对实物的数据信息资料进行处理和分析，对人员和实物的交流进行记录，并将数据记录在服务器中，与终端设备建立连接；（4）终端设备。具有通信和识别功能，可以完成员工与机器的交互，比如带有摄像功能和定位功能的智能化通信设备；（5）员工。物联网不但需要为员工提供服务，还需要专业的人员进行维护。

二、物联网技术在电气工程领域的应用

（一）物联网技术在智能电网领域中的应用

物联网技术将业务流、电力流以及信息流全部融合到一起，通过一体化处理建立完整的通信支撑体系，做到无损采集数据信息，顺利传输数据信息。智能电网还能用于电网调度和决策规划，让管理工作更加标准和精细。智能电网具有智能判断能力，还有较强的自适应调节能力，是一种智能化的网络系统，可以采用分布式管理方式，将不同的能源集中入网，实时监测用电情况，采用最优的输配电方案，合理配置电能和充分利用电能，提高电能利用率，减少损耗。智能电网可以从三个方面运用物联网技术，一是数据采集，利用物联网技术开展新型业务，如实时双向用电信息采集，或者利用物联网技术监测输电线路，预防故障。二是数据传输，用网内节点协作的方法进行数据传输，在物理层运用接入技术，在MAC层运用多种技术实现网内节点协作完成数据传输，可以采用路由寻址方法、拥塞避免技术等。三是数据处理，物联网具有强大的信息处理能力和数据计算能力，物联网技术能够支持网内数据融合处理，将融合处理后的数据信息传输到用户端。

（二）支持远程数据查询、记录和传输

无线连接是物联网的重要特征之一。其可通过无线网络将计算机与电气设备连接，远程获取电气系统终端设备的重要信息，且支持实时数据查询、记录和传输功能。常见的案例如生活中燃气、水费、电费等用户终端数据的查询和计算。以往都需要人工上门核查。人工上门手动抄写和记录不仅工作效率低而且数据容易产生误差，引发用户投诉，激发客户和供电单位之间的矛盾，服务质量不尽人意。如今，在电气自动化系统中引入物联网技术后，用户可输入账号，随时随地查询燃气、水、电等相应的数据，不受时间、空间的限制，并且新兴的移动支付技术支持远程查询、缴费和储值，电气部门也可以一键统计用户数据，通过手机端为客户提供缴费和相关服务渠道，不仅减少了人力和时间投入，也提高了数据应用的精准度。

（三）物联网技术在变电站中的应用

目前智能化变电站是主流的建设模式，借助于先进的数字化技术组成GOOSE网与SV网，达到电气模拟量转变为数字量，让电气设备运行更安全；文章主要讲述物联网的应用在10kV开关柜的一些数字化配置领域。（1）在开关柜上布置一台独立于继保的智能控制设备，智能控制设备与开关柜的手车、地刀形成联动，具备电动遥控功能；支持与主SCADA系统的互联互通；实现开关手车与地刀的遥控操作，同时在主SCADA系统实现顺控功能。（2）在10kV开关柜布置触点温度测量，在断路器上触头，电缆头各装A/B/C三相温度传感器，共六个测温点；保证在电流负荷比较大的情况下由触头温度判断开关及电缆设备是否有异常情况发生达到状态检修的目的。（3）开关柜视频监控功能：在开关柜内断路器室、电缆室装配视频摄像头，监视手车地刀遥控操作的整个过程和遥信变化情况，增强遥控操作的可靠性，为顺控操作提供“双确认”提供辅助依据。（4）在开关柜布置局放在线监测功能，采用超声波和暂态对地电压相结合的检测技术对开关设备各种类型局放进行在线监测。（5）在开关柜控制回路上监视断路器储能电机的动作特性曲线，实时进行断路器机械特性监测与采集，包括合分闸时间、电流、速度、运动行程等进行监视。

（四）成本管理

传统模式下，电气仪表施工对于具体操作人员具有较高的要求，但是要想培养一名具有丰富理论知识和成熟操作经验的电气仪表施工技术人员需要两三年的时间，但是通过互联网技术的应用，可以有效简化电气仪表施工的流程，有效降低项目施工的难度，普通的工作人员只需要利用移动终端就可以按照规定的操作流程完成复杂的施工工作，了解施工以前需要哪些材料，从而缩短电气仪表施工的时间，有效提高施工的效率和质量，为单位创造出更多的利润。同时，在人工成本管理方面，传统施工模式中电气仪表施工项目所需的人员数量通常由设计图纸所显示的工作量决定，但是将物联网技术应用于电气仪表施工中以后，管理人员可以通过信息化网络和物联网技术在不同的工作区域和时间动态的了解电气仪表施工的具体进程，判断每一项施工工作需要的具体施工员工数量，并结合施工人员动态反馈的信息数据对施工作业人员的安排进行动态调整，从而实现电气仪表施工人工成本的节约。

（五）消防系统和安防系统

很多建筑的消防系统比较落后，安装成本高且扩展性较差，将物联网技术运用在火灾自动报警系统中，能够及时准确发现火情，及时发出警报，利用物联网将火情信息传递出去。传统的安防系统无法进行远程监控，布线复杂、可靠性较低，运用无线传感器网络技术后，可对出入人员和车辆进行识别，利用局域网进行连接，如果识别到异常情况，即时发送报警信息给自动报警系统，用户和管理人员可以在移动设备上进行远程监控，了解报警信息。

结束语

物联网技术的融合应用促进了电气工程行业的发展，在电气工程行业，物联网技术主要被用在设备检测中，通过感应装置采集电气设备运行参数，管理人员可以根据参数信息了解设备的状态，及时发现故障并对故障部位进行维修，对设备进行远程控制，保证系统和设备运行的安全性与稳定性。

参考文献

[1]周美容,张雪梅.物联网技术在建筑工程中的应用[J].建筑与预算,2021,0(011):8-10.

[2]郭青伟,李学华.物联网技术在混凝土工程管理中的应用[J].黄河水利职业技术学院学报,2020,32(3):3.

[3]王晶.把握物联网机遇迎接自动识别产业的春天[J].中国自动识别技术,2010(01):39-41+10+38.

[4]穆殿伟,史春霆.物联网在自动化智能控制系统的应用[J].科技视界,2021(17):127-128.

[5]苏美文.物联网产业发展的理论分析与对策研究[D].吉林:吉林大学,2015.