配電變壓器在線監(jiān)測在配網(wǎng)管理中的應(yīng)用

魏彥樂

摘要：以負(fù)荷管理系統(tǒng)資源為基礎(chǔ)建立公用配變在線監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)行線損分析需要以應(yīng)用各類數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，同時各類數(shù)據(jù)的應(yīng)用為優(yōu)化設(shè)備管理提供了理論依據(jù)。對于公用變壓器來說，其穩(wěn)定運行能夠提高配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量，以及供電的可靠性。通過對配電設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化管理，可以進(jìn)一步提高配電自動化的進(jìn)程。在電費結(jié)算過程中，雖然公用變壓器不直接參與，但是無法用簡單的數(shù)字表達(dá)其所產(chǎn)生的間接的經(jīng)濟(jì)效益和管理效益。

關(guān)鍵詞：公用配變監(jiān)測 遠(yuǎn)方抄表 無功補償

1 公用配變管理現(xiàn)狀

配電網(wǎng)是供配電系統(tǒng)中最主要的環(huán)節(jié)。對于配電管理來說，通常情況下，主要包括：管理10KV和0.4KV線路，以及管理低壓的配電變壓器等，其管理范圍涉及整個供電區(qū)。城鄉(xiāng)配電網(wǎng)網(wǎng)點眾多，但比較分散，配網(wǎng)供電管理人手有限，僅憑電力工作者現(xiàn)場檢測和維護(hù)，很難保證電網(wǎng)設(shè)備安全運行。

配電管理人員一般根據(jù)以下幾種方式來判斷公用變壓器的運行狀況：

①每月一次用來電費結(jié)算的人工抄表數(shù)據(jù)，進(jìn)一步了解和掌握居民的用電情況，同時對公用變壓器的負(fù)載情況進(jìn)行間接的推測。②對變壓器的運行情況，每月依次對配網(wǎng)變壓器進(jìn)行抄表數(shù)據(jù)，通過采用線損計算進(jìn)行相應(yīng)的判定。一般情況下，按照典型日的人工抄表的數(shù)據(jù)，定期制作上報的電壓質(zhì)量合格率，以及配電網(wǎng)可靠性統(tǒng)計等報表。③現(xiàn)場巡視。對配電網(wǎng)進(jìn)行檢測，由于缺乏相應(yīng)的現(xiàn)代化檢測手段，進(jìn)而在檢測過程中，一方面耗費精力和時間，另一方面不能詳細(xì)反映實際問題，同時不能作為理論依據(jù)。對于公用配變和各種配電網(wǎng)來說，由于管理水平低，進(jìn)而降低了二次設(shè)備的運行效率，進(jìn)一步使得配電網(wǎng)10KV線損和低壓線損一直處于較高的地位。

2 存在的問題

2.1 人工抄表缺乏實時性，信息量少、效率低。受諸多客觀因素的影響和制約，通過人工方式進(jìn)行抄表，由于沒有進(jìn)行及時的抄表，進(jìn)而難以保證抄表數(shù)據(jù)的質(zhì)量，使得數(shù)據(jù)缺乏實時性、準(zhǔn)確性。另外通過人工方式進(jìn)行抄表，一方面實時監(jiān)測臺區(qū)和綜合分析經(jīng)濟(jì)運行的條件往往不具備，另一方面是檢測效率低，人工成本高。

2.2 不能及時勘察了解斷相、失壓、相位錯誤等情況。對于抄表人員來說，其日常工作就是抄表，并且每月只進(jìn)行一次現(xiàn)場抄表，在配電和計量專業(yè)技能方面，由于沒有對抄表人員進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)，使得抄表人員沒有意識到數(shù)據(jù)的重要性，在他們看來表計能走就是正常。沒有采取措施及時的了解和處理斷相、失壓、相位錯誤等狀況。嚴(yán)重影響10KV的配電網(wǎng)的線損和低壓線損等，在線路方面，由于公用變壓器相對較多，進(jìn)而產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

2.3 不能實時監(jiān)測輕載、超載、三相不平衡狀況。商住小區(qū)的數(shù)量隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展逐漸增多，同時人們的生活水平也在不斷的提高，為了滿足用戶的用電需要，只有不斷增加公用線路上的公變臺區(qū)數(shù)量，由于大部分臺變按照滿負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計，進(jìn)而在使用過程中，受各種因素的影響和制約，導(dǎo)致大量臺區(qū)超載、輕載、三相不平衡等，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，主要表現(xiàn)為：①受線路超載的影響，容易引發(fā)開關(guān)發(fā)生爆炸、變壓器容易發(fā)生火災(zāi)等，在一定程度上嚴(yán)重?fù)p壞用電設(shè)備，同時造成周圍供電區(qū)停電等。②變壓器的運行效率因輕載而降低，造成10KV線損和低壓線損增加。③居民用戶電壓受三相不平衡的影響，導(dǎo)致電壓出現(xiàn)過高、過低現(xiàn)象，供電質(zhì)量大大降低，并且容易引發(fā)用電糾紛。

2.4 功率因數(shù)低。由于負(fù)荷結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，非線性負(fù)載、電動機直接起動，以及家用電器設(shè)備增多等，在一定程度上降低了部分公用配變所的電壓質(zhì)量。

2.5 居民負(fù)荷峰、谷差明顯。對于公用變壓器來說，由于所帶用戶主要是居民，因此其負(fù)荷存在明顯的峰、谷差現(xiàn)象。隨著季節(jié)的變化，用電負(fù)荷往往存在較大的差異性。部分變壓器在用電高峰期會出現(xiàn)超載現(xiàn)象，直接影響其正常的運行。

3 解決策略

3.1 目前實時信息在線監(jiān)測的有關(guān)技術(shù)手段分析。公用配變在線監(jiān)測是對配網(wǎng)進(jìn)行在線的智能化監(jiān)控管理，是提高供電可靠性、改善供電質(zhì)量、提升配網(wǎng)管理水平的重要手段，同時也是智能配網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)。

目前，國內(nèi)在采集公用配變數(shù)據(jù)方面，對于有些供電部門來說，主要是利用公配無功補償裝置中存儲的常用數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)通常情況下也需要工作人員深入現(xiàn)場進(jìn)行采集，而且數(shù)據(jù)缺乏精度性。對于個別單位來說，在配網(wǎng)中，雖然配備了自動化系統(tǒng)的FTU，相關(guān)數(shù)據(jù)能夠傳輸。但是，這種設(shè)備施工周期比較長、投資大、見效慢。

3.2 公用配變在線監(jiān)測系統(tǒng)與負(fù)荷管理系統(tǒng)共享資源投資小、見效快。對于公用配變監(jiān)測系統(tǒng)來說，根據(jù)接受的指令，對各項數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和存儲，同時借助無線通道將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街髡?。采用?biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計終端硬件，這種設(shè)計模式，一方面便于維修，另一方面便于系統(tǒng)升級、改造，以及擴(kuò)展功能等。

根據(jù)數(shù)據(jù)分析的實際情況，主站在數(shù)據(jù)庫中分門別類地保存數(shù)據(jù)。即對工作平臺和數(shù)據(jù)庫的管理功能進(jìn)行統(tǒng)一，同時確保功能模塊之間的獨立性，根據(jù)實際需求整合各模塊之間的數(shù)據(jù)。采用分布式結(jié)構(gòu)對主站進(jìn)行處理，為拓展公用配變在線監(jiān)測功能提供方便。

3.3 采取技術(shù)措施，挖掘數(shù)據(jù)。對于現(xiàn)場終端使用的CPU、A/D、內(nèi)存等，通常采用成本低、性能優(yōu)越的單片機，12位六通道的ADS7864Y，以及DS1245Y（128K）失電保護(hù)RAM等進(jìn)行處理，采樣的精度度、可靠性等得到進(jìn)一步的提高，采用MCS96匯編語言開發(fā)軟件。

為了建立健全數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通常需要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行重組，以及對二次應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘等，為公用配變數(shù)據(jù)分析提供準(zhǔn)確、完整的數(shù)據(jù)；為了形成新的數(shù)據(jù)管理機制和方法，根據(jù)實際需求，對各組信息進(jìn)行采集和創(chuàng)建，同時豐富和拓展了系統(tǒng)的功能，以數(shù)據(jù)管理為基礎(chǔ)，結(jié)合公用配變現(xiàn)場實際運行情況，以工作實際應(yīng)用為導(dǎo)向，重新組建公用配變在線監(jiān)測系統(tǒng)，在配電自動化系統(tǒng)中，這是重要組成部分。

3.4 挖掘二次應(yīng)用數(shù)據(jù)，通過技術(shù)解決問題。①依據(jù)24小時電表數(shù)據(jù)，確保抄表的實時性和準(zhǔn)確性。通過充分的利用24小時存儲的電表數(shù)據(jù)，對公用配變實現(xiàn)遠(yuǎn)方抄表，確保了抄表數(shù)據(jù)的實時性和準(zhǔn)確性。實時、準(zhǔn)確地分析了配電網(wǎng)的10KV的線損情況；通過遠(yuǎn)方的方式對公用配變進(jìn)行抄表，一方面人工抄表產(chǎn)生的誤差大大減少，另一方面為實施峰谷差電價奠定信息基礎(chǔ)，更重要的是抄表人員的勞動強度和抄表成本明顯降低。②依據(jù)24點的電壓、電流、相位等數(shù)據(jù)，對失壓、斷相、相位錯誤等進(jìn)行及時的發(fā)現(xiàn)和處理。對24點的電壓、電流、相位等，通過進(jìn)行監(jiān)測，進(jìn)而對失壓、斷相、相位錯誤等進(jìn)行及時的發(fā)現(xiàn)和處理，對計量接線的錯誤進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷和糾正，對于表計故障和二次回路故障等可以及時的排除。③根據(jù)24小時電量、功率等，對比分析相應(yīng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)輕載、超載、三相不平衡。結(jié)合每日24小時電量、功率的實際情況，對比分析相應(yīng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。對線路的輕載、超載、三相不平衡等現(xiàn)象進(jìn)行及時的發(fā)現(xiàn)；根據(jù)這些數(shù)據(jù)，配電工作人員在相關(guān)路段及居民小區(qū)增加新的變壓器，通過對原有的變壓器進(jìn)行增、減容量，進(jìn)一步緩解變壓器的輕載、超載、三相不平衡等狀況。④結(jié)合有功功率、無功功率、功率因數(shù)等，實施無功補償。在我國，線損的分配結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)為：110KV以上：35KV：10KV及以下=1：1.5：2.5，通過線損結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn)線損主要集中在低壓配電網(wǎng)上。對于低壓配網(wǎng)來說，無功補償是降低線損最有效、最直接的方法。對于補償?shù)碾娙萑萘?，主站結(jié)合有功功率、無功功率和功率因數(shù)等進(jìn)行計算，然后對控制信號進(jìn)行輸出，無功補償?shù)耐肚蟹桨笗詣由?。⑤對于不同季?jié)公用配變負(fù)荷變化的情況，依據(jù)最大需量及時標(biāo)、電壓電流極值、平均值等進(jìn)行勘察。對于公用配變來說，其監(jiān)測的數(shù)據(jù)，一方面包括實時及歷史的每日24點的各組數(shù)據(jù)，另一方面包括最大需量及時標(biāo)、電壓電流極值、平均值等。每種數(shù)據(jù)經(jīng)過后臺軟件的處理，進(jìn)入歷史數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)，變壓器一天的負(fù)荷變化情況可以從曲線圖中直觀的了解，同時能夠了解不同季節(jié)公用配變負(fù)荷變化的情況。

4 結(jié)束語

公用配變在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用，使電力配電網(wǎng)管理更集約、更專業(yè)、更扁平，為電網(wǎng)企業(yè)及時掌握配網(wǎng)設(shè)備運行狀態(tài)，整體規(guī)劃、改造升級、運維配網(wǎng)提供了有力的數(shù)據(jù)支撐，將為建設(shè)堅強、智能配電網(wǎng)打下堅實基礎(chǔ)。

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