傳感器技術在電力行業中的用途論文

時間：2022-10-09 05:51:31 數控畢業論文我要投稿

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傳感器技術在電力行業中的用途論文

　　傳感器技術在電力行業中的用途論文【1】

傳感器技術在電力行業中的用途論文

　　【摘要】隨著傳感器技術的發展和進步，其越來越的被運用到電力行業，并且在促進電力運行質量提高和效益提升方面發揮著重要作用。

　　文章積極從這個角度出發，探析其在電力行業中的用途。

　　【關鍵詞】氣隙傳感器;電力行業;電力發展

　　傳感器技術種類繁多，可以依據其優勢分別運用到電力行業中去，以保證電力電網建設的可靠性和安全性。

　　正是由于這樣的原因，傳感器技術被大量的使用到電力行業中。

　　一、傳感器技術概況

　　所謂傳感器技術，是指能感受規定的被測量件并按照一定的規律(數學函數法則)轉換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成的技術體系。

　　其特點為：體積小，數字化，智能化，有著多方面的效能，并且能夠實現聯網。

　　二、傳感器技術在電力行業中的用途

　　不同類型的傳感器技術，其在運用到電力行業的過程中，會在不同領域發揮出不同的效能。

　　具體來講，其主要涉及到以下幾方面的內容：

　　1.光線傳感器在電力行業中的應用：隨著光線，激光器，半導體光電探測器技術的發展和進步，使得光學技術進入到全新的層次。

　　從最初的通訊需求，到現在的多樣化領域應用，為光線傳感器的研究和應用打下了夯實的基礎。

　　其具備靈敏度高，對于電磁有著比較好的抗干擾效果，抗腐蝕，能夠撓曲，體積比較小，結構簡單，與光線傳輸線路能夠實現兼容。

　　在這樣的優勢背景下，可以將其運用到電壓，電流等物理量的測量過程中去，以實現電力網絡系統的穩定性。

　　2.靜電傳感器在電力行業中的應用：靜電傳感器的運行原理為：利用氣力輸送過程中煤粉顆粒產生的靜電電荷的原理，以信號采集的方式，實現對于信息的處理和轉換。

　　從本質上來講，就是以靜電產生原理靜電傳感器測量系統為基礎，發揮靜電電荷測量技術的優勢。

　　從國際角度來講，越來越多的國家將靜電法作為進行煤粉質量流量測量的重要手段，利用固體顆粒的高敏感度的特點，在不同工況調價下去進行測量工作。

　　而且在此過程中，靜電傳感器僅僅會對于顆粒運動產生反應，不會受到顆粒沉積的影響，由此也不會在這樣的測量狀態下出現各種誤差的情況。

　　再加上靜電傳感器的結構簡單，能夠很好的進行安裝工作，是運用與電氣輸送管道測量工作的良好方式。

　　3.離子敏傳感器在電力行業中的用途：離子敏傳感器的工作原理為，在選擇待測離子的過程中，將其活度改變為電信號，發揮轉換器的作用。

　　從本質上來講，在此過程中的敏感膜和換能器是化學傳感器的關鍵環節，而其器的形式將決定離子敏感期的各種類型。

　　從這個角度來講，依據其不同的歸類，可以將其分為不同效能的傳感器。

　　一般情況，在電力行業中使用比較多的就是玻璃膜和固態膜，以為內其可以很好的與奇特換能器實現連接，并且應用途徑最為廣泛。

　　但是從綜合角度來講，離子敏傳感器是效益最為好的一種。

　　尤其在半導體技術不斷發展的背景下，使得其性能得以改造，使得其更加適合于實踐使用個需求，因此被大量的使用到實際的電力行業運行過程中。

　　4.料位傳感器在電力行業中的用途：嚴格來講，料位傳感器技術是物體測量體系的重要組成部分。

　　這里講到的物位，實際上就是存儲容器或者工業生產設備中的物體，或者是液體，或者是粉狀的，或者是固體的，或者是氣體的，可以依據其用于將其歸結為液粒，料和界位傳感器三個類別。

　　現階段由于我國火力發電，都是以煤炭為原料的，電力鍋爐中使用的往往都是煤粉。

　　由于采用傳統的操作方式，會使得煤炭資源難以高效的轉化為電力資源，甚至造成極大的資源浪費情況。

　　因此，我們應該積極嘗試以可靠的料位傳感器去對于煤位和粉位進行監督，以保證其處于最佳的狀態，這是實現其運行效率，保證運行安全性的關鍵所在。

　　三、將傳感器技術運用到電力行業中去的策略

　　對于電力行業來講，無論是電力資源來源，還是電力運行管理，都需要使用到傳感器技術，這是保證其電力運行朝著高效率，高質量方向發展的關鍵環節，應該引起我們的高度關注。

　　要想充分發揮傳感器技術在電力行業的效能，就應該積極做好以下幾方面的工作：其一，注重傳感器技術的理論學習，了解各個類型傳感器的運行原理，找到其優缺點的同時，明確其可以應用到哪些領域和行業，以保證傳感器技術理論體系的不斷構建，這是應用相應傳感器技術的前提和基礎。

　　充分把握這一點，可以更好的將傳感器技術運用電力行業中去，起碼可以在制定傳感器應用方案的時候，能夠積極提出相應的意見和建議。

　　其二，不斷總結和歸納實際電力運行過程中使用不同傳感器技術的經驗和教訓，積極做好記錄，對于現階段制定的傳感器應用方案進行優化，以便更好的引導下次傳感器的應用實踐，由此使得傳感器技術能夠在實踐過程中得以不斷優化升級。

　　另外，建立健全日常傳感器運行狀態檢查機制，將其運行狀態記錄在案，以保證在后期開展工作的時候，可以在了解傳感器運行狀態的基礎上去進行，這是實現工作效率提升的重要舉措;其三，注重引進國外電力行業中先進的傳感器技術，學習借鑒的同時，結合自身電力運行特點和性質，合理的將其運用到自身的實踐過程中去，以實現自身理論體系的夯實，保證實踐方案有著更多的選擇。

　　比如將網絡信息化技術運用進去，使得傳感器朝著數字化的方向發展和進步。

　　四、結束語

　　科技進步是第一生產力，隨著電力規模的擴展，電力運行的質量要求越來越高，對于電力運行進行監控，測量工作需求量也就越來越大。

　　在這樣的情況下，就要求傳感器技術可以不斷革新和發展，以實際的電力行業需求為基礎，朝著高效，高質量的方向發展，以便為電力行業的發展打下夯實的基礎。

　　我相信，隨著在此方面實踐經驗的不斷積累，電力行業對于傳感器技術的應用將會越來越多，傳感器技術也將在這樣的過程中發揮其最大的效能。

　　參考文獻

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　　無線傳感器網絡在電力設備狀態監測中的應用【2】

　　【摘要】無線傳感器網絡是融合了傳感器技術、數字技術、無線通信技術等多種新型技術為一體的綜合性技術，并在當前工業監測、環境監測、軍事、交通和醫療等多個領域中得到了廣泛應用。

　　通過無線傳感器網絡對設備的在線監測，可以更加快速、方便的了解到設備的運行情況，并對設備可能出現的故障作出準確的分析與判斷，從而有效提高設備的維護效率。

　　本文無線傳感器網絡的技術特點出發，并就無線傳感器網絡在設備在線監測中的應用進行了簡要的分析與探討。

　　【關鍵詞】無線傳感器網絡;設備;在線監測;應用

　　無線傳感器網絡，也被簡稱為WSN(Wireless Sensor Network)，它是由大量具有特定功能的傳感器節點通過自組織的無線通信方式，從而實現相互傳遞信息、協同完成特定功能的智能專用網絡。

　　當前，由于電力系統設備的工作環境與運行環境復雜多變，且存在一定的危險性，而無線傳感器網絡能夠有效的擺脫這種困境，實現遠程信息監測，具有非常廣泛的應用前景。

　　1 無線傳感器網絡的技術特點

　　傳感器網絡的發展歷程分為以下三個階段：傳感器→無線傳感器→無線傳感器網絡。

　　當前，無線傳感器網絡在國際上被認為是繼互聯網之后的第二大網絡，在美國《技術評論》雜志中評出對人類未來生活產生深遠影響的十大新興技術，無線傳感器網絡被列為第一位。

　　無線傳感器網絡在應用中通常有以下幾方面特點：

　　1.1 大規模

　　為了獲取精確信息，在監測區域通常部署大量傳感器節點，可能達到成千上萬，甚至更多。

　　無線傳感器網絡的大規模性具有以下優點：大量節點能夠增大覆蓋的監測區域，減少盲點的存在通過不同空間視角獲得的信息具有更大的信噪比;大量冗余節點的存在，使得系統具有更強的容錯性能;通過分布式處理大量的采集信息能夠提高監測的精確度，降低對單個節點傳感器的精度要求。

　　1.2 動態性

　　無線傳感器網絡的拓撲結構可能因為下列因素而改變：環境因素或電能耗盡造成的傳感器節點故障或失效;環境條件變化可能造成無線通信鏈路帶寬變化;傳感器網絡的傳感器、感知對象和觀察者這三要素都可能具有移動性。

　　以上情況的出現，都要求無線傳感器網絡的系統要能夠適應這種變化，具有動態的系統可重構性。

　　1.3 可靠性

　　由于無線傳感器網絡監測區域環境的限制以及傳感器節點數目的巨大，如果人工照顧到每個傳感器節點，將使得網絡的維護會十分困難甚至不可維護。

　　因此，傳感器網絡的軟硬件必須具有較強的容錯性與可靠性。

　　1.4 低能耗

　　典型的無線傳感器網絡要求網絡元件的平均功耗比現存無線網絡(如藍牙)要低的多。

　　應用于監測和控制的傳感器，要求其電池能維持足夠長時間以完成任務，且應用于大面積監測工作時，需要很多器件，頻繁的更換電池是不實際的，這都要求無線傳感器網絡應具有低能耗的特點。

　　2 傳統變電站電力設備的狀態監測方法的局限性

　　傳統電力設備狀態監測的傳統方法是經常性的人工巡視與定期預防性檢修、試驗，通過定期對設備實行停止運行的例行檢查，做預防性絕緣試驗和機械動作試驗，對結構缺陷作出處理等。

　　這種經常巡視與定期檢修的方法對于保證電力設備的安全運行起了一定的作用，然而隨著我國電力設備額定電壓的提高、單臺設備容量的增大以及品種結構的多樣化，都導致原有的狀態監測和檢修維護方法無法滿足當前電力系統自動化和超高壓的發展需求，其局限性主要有經濟角度和技術角度這兩個方面。

　　從經濟角度而言，定期檢修和大修均需要通過停電來實現，不僅造成了較大的直接或間接上的經濟損失，而且也加大了在工作安排上的難度;從技術角度而言，離線狀態監測是以預防性試驗為主，其檢查條件不同于設備在運行時的條件，多數是在低電壓下進行檢查，且運行時諸如熱應力等因素的影響無法在離線試驗時再現，也導致可能無法發現設備的絕緣缺陷和潛在的故障。

　　隨著傳感技術與計算機技術的發展，電力設備的狀態監測方法向著自動化、智能化的方向發展。

　　根據相關資料顯示，通過在線監測和故障診斷技術的應用，使得我國每年平均的故障停電時間減少了75%，而維修費用也降低了25%～50%。

　　3 無線傳感器網絡在變電站設備狀態監測中的應用

　　3.1 無線傳感器網絡體系結構

　　用于電力系統設備的無線傳感器網絡節點，根據需要監測對象的不同，將其配置在電力傳輸線、斷路器、變壓器、電抗器等電力設備上，以監測不同的對象現象，如變壓器的油溫、相電流、斷路器狀態等等。

　　當測得所需要的數據信息以后，既可以在無線傳感器網絡中進行分布式處理，也可通過網絡節點將檢測到數據信息傳送到控制中心，再進行處理。

　　如下圖1所示，即為一個無線傳感器網絡節點在電力系統中的典型配置，其中實心圓圈為匯集節點、空心圓圈為無線傳感器節點，黑方框則為網關。

　　圖1 電力系統中無線傳感器節點的配置

　　從網絡系統的拓撲結構來看，應用于電力系統設備實時在線監測中的無線傳感器網絡通常采用分布式分層結構。

　　該網絡結構主要由無線傳感器網絡層和區域管理層所構成，網絡層中的節點主要負責實現對數據的采集與處理，然后將數據信息傳遞給對應的管理節點，同時完成從管理節點傳送過來的任務操作。

　　3.2 監測節點功能及系統優勢

　　無線傳感器網絡用于電力設備中心監測中節點，其功能主要由數據采集單元、通信單元、微控制器單元、執行器單元以及供電元單元這五個部分組成。