随着智能电网与物联网技术的快速发展，传统变电站正加速向智能化、数字化、信息化方向升级。本文从物联网与变电站设备状态感知理论基础出发，剖析了构建变电站设备状态全景感知系统的必要性，在分析物联网感知层、传输层、应用层功能基础上，提出了一套基于多源异构传感器、工业以太网、边缘计算变电站设备状态全景感知技术架构，并从感知数据采集、数据传输、数据处理分析、状态全景可视化等方面，详细阐述了变电站设备状态全景感知系统实现路径与关键技术。
变电站作为电力系统核心枢纽，其设备安全稳定运行直接关系到电网可靠性。物联网兴起为变革传统变电站设备状态感知模式带来了新契机，将物联网技术引入变电站，构建全景式设备状态感知体系，能够实现对开关柜、变压器、组合电器、电缆等一次设备和综合自动化、继电保护、安防等二次系统全方位感知，通过多维异构监测数据关联分析，动态评估设备健康水平，预判故障风险，为设备检修、更新、改造等决策提供参考依据。
一、物联网与变电站设备状态感知基础理论
物联网是指通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理网络。物联网由感知层、网络层和应用层三部分组成，感知层通过各种传感器、射频识别等技术获取物理世界信息；网络层利用通信网络和互联网实现信息传输和汇聚；应用层根据行业需求，对采集海量数据进行处理分析，实现智能化应用和决策优化。
变电站设备状态感知是指通过各种传感器和监测装置，实时采集变电站开关柜、变压器、母线等一次设备和继电保护、安防等二次系统工况参数，反映其运行状态和健康水平。传统变电站设备状态监测以定期人工巡视、在线监测为主，存在监测数据不全面、感知信息孤岛等问题，难以精准评估设备健康状态，缺乏预测性维护手段。
二、构建变电站设备状态全景感知系统必要性分析
变电站作为电力系统枢纽，设备类型复杂，环境恶劣，一旦发生故障极易引发大面积停电，造成重大经济损失，加之随着电力体制改革推进，配网层级设备日趋庞大，对变电站设备可靠性、智能化运维提出了更高要求。传统变电站设备管理，是人工巡检效率低、易漏检，难以应对日益增长的设备运维压力，在线检测装置种类有限，感知数据维度单一，难以全面反映设备状态，设备资产电子化程度低，台账管理混乱，缺乏统一设备全生命周期管理手段，监测数据割裂，缺乏横向关联分析能力，无法支撑设备故障精准预警与诊断，当务之急是引入物联网技术，构建变电站设备状态全景感知系统，实现对变电站设备从物理资产到运行状态全息管控。
三、基于物联网变电站设备状态全景感知技术实现路径
变电站设备状态感知数据来源具有多源异构特点，需要利用物联网感知层技术进行统一规划和采集。在变压器状态监测方面，需采集油温、油位、压力、充油口及油枕等温度，铁芯接地电流，绕组位移，套管局放等参数，油断路器状态监测方面，需采集操作机构储能电机电流、开断时间、同期性，灭弧室压力，触头的接触电阻等。在电缆监测方面，需布设光纤测温系统，对电缆沟道进行定点测温，同时对接头处进行局放监测，在母线监测方面，需对刚性母线的温度、应力应变进行检测，利用接地环流监测断股情况。还需利用微气象传感器采集环境温湿度，摄像头采集现场视频图像等，这些感知数据具有参数维度高、时间尺度小、数据类型多样的5V特性。针对多源异构的感知数据，需要制定统一的采集标准和规程，要依据国家标准和行业规范，制定各类监测量的采样频率、数据格式、测点布置要求，如频繁变化的气体参数可每分钟采集一次，缓变的温度参数可每小时采集一次，要采用标准传感器接口，实现各监测子系统的即插即用，如基于IEC61850标准的智能电子设备。
四、结语
通过多源异构传感器集成，可获取变电站设备的全景态势数据，利用边缘计算、5G等新一代通信技术，可实现状态数据的低时延、高可靠传输，应用大数据、人工智能、数字孪生等新兴技术，可实现设备状态的实时评估、风险预警、辅助决策，创新虚实交互、全景可视化手段，可直观呈现变电站全局与局部的运行状况。这些技术的协同应用，将推动变电站在感知、通信、分析、交互等方面的智慧化演进，实现设备“望闻问切”式的精准诊断，设备资产“一本通”式的统一管理，为电网安全稳定运行提供坚实保障。
