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    遠程在線監(jiān)測10 kV水電共線并網(wǎng)的雙向調壓系統(tǒng)裝置

    2018-03-24 09:36:24周雄肖宏何森
    物聯(lián)網(wǎng)技術 2018年3期
    關鍵詞:小水電配電線路物聯(lián)網(wǎng)

    周雄 肖宏 何森

    摘 要:針對10 kV水電共線并網(wǎng)雙向調壓裝置使用中存在的問題,提出一種遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)裝置,應用物聯(lián)網(wǎng)新概念解決小水電并網(wǎng)對農戶用電的影響,方便電力部門管理調壓裝置,促進農戶正常發(fā)電、用電。

    關鍵詞:小水電;BSVR;遠程在線監(jiān)測;物聯(lián)網(wǎng);配電線路

    中圖分類號:TP39 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2018)03-0-02

    0 引 言

    隨著農網(wǎng)的不斷發(fā)展,BSVR能夠自動識別線路潮流并實現(xiàn)雙向調壓,解決了線路電壓不穩(wěn)定的問題[1]。但目前BSVR上沒有任何監(jiān)測設備,當BSVR出現(xiàn)故障時,供電部門無法及時得知,因此為調度和搶修人員提出了新的要求,要求他們清楚BSVR的實際運行方式,以免導致延長線路停電時間、增大故障巡線人員工作量等狀況出現(xiàn),甚至發(fā)生誤調度、誤操作等事故(輕則引起配網(wǎng)事故,重則發(fā)生人身傷亡事故)。因此,對10 kV水電共線并網(wǎng)雙向調壓裝置的改良研究就成為目前急需解決的問題。

    1 10 kV水電共線并網(wǎng)BSVR使用現(xiàn)狀及存在的主要問題

    本文以廣西永??h堡九槽10 kV長距離輸電線路為例進行分析。10 kV堡九槽線主線長度為62.908 km,總容量為4500 kVA,同時該線路上有2個小水電站接入,變電站出口電壓為11 kV,豐水期有功功率為1 490 kW,功率因數(shù)為0.85。豐水期時,線路電壓過高,而線路上的低壓用戶電壓不合格,給小水電及變電站的安全運行帶來了很大的隱患[2]。根據(jù)用戶要求和線路的實際情況,在主干線46#桿前端安裝容量為3 000 kVA的BSVR(調壓范圍為-15%~+15%)。豐水期電壓示意圖如圖1所示。

    安裝BSVR前后,豐水期線路各點電壓見表1所列。

    在主干線46#桿處安裝BSVR饋線自動調壓器,使得線路在豐水期工作在降壓狀態(tài),保證調壓器靠近變電站一側電壓保持現(xiàn)有狀態(tài),降低調壓器二次側輸出電壓,從而降低小水電向主網(wǎng)輸送電能的門限電壓,經(jīng)調壓器升高后電能可送向變電站,既保證了送電又使得線路上的低壓用戶用電合格[3]。

    2 解決方案

    BSVR安裝在野外配電線路,與供電部門距離較遠。通過分析目前BSVR存在的問題以及供電部門的工作模式可以發(fā)現(xiàn),造成問題的原因主要是供電部門并不知道BSVR出現(xiàn)故障或某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障。所以提出一種遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)[4],使供電部門能夠實時監(jiān)測BSVR的運行狀況,在第一時間趕赴現(xiàn)場維修,最大限度減少對用戶用電的影響。

    遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)示意圖如圖2所示。

    2.1 遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)組成及工作原理

    為了實現(xiàn)BSVR遠程監(jiān)測,系統(tǒng)必須具備監(jiān)測現(xiàn)場BSVR信息提取、存儲、備份,監(jiān)測信息加工,遠距離網(wǎng)絡傳輸,信息接收和監(jiān)測信息的輸出等功能。因此,遠程監(jiān)測系統(tǒng)分為信息采集與處理、數(shù)據(jù)存儲與管理、遠程監(jiān)測與報警等三部分。

    此系統(tǒng)采用4G物聯(lián)網(wǎng),配合使用花生殼軟件進行無線數(shù)據(jù)傳輸,可更好地實現(xiàn)遠程在線監(jiān)測。物聯(lián)網(wǎng)是(Internet of Things,IoT)通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備,按照約定的協(xié)議把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進行信息交換和通信,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。其中,物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上的延伸和擴展,其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,可進行信息交換和通信[5]?;ㄉ鷼ぼ浖且粋€動態(tài)域名簡析軟件,如果使用花生殼服務,無論在任何地點、時間、線路,均可通過固定的花生殼域名訪問遠程主機服務。

    2.1.1 信息采集與處理部分

    信息采集與處理部分由前置電壓互感器,調壓器本體內置電壓互感器,電流互感器,油溫檢測模塊,瓦斯氣體濃度檢測模塊及數(shù)據(jù)采集箱組成,由其采集信息并傳輸?shù)接嬎銠C進行處理。由于4G物聯(lián)網(wǎng)穩(wěn)定性高且費用低,可實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸,所以本裝置配備4G物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信模塊進行數(shù)據(jù)的無線傳輸[6]。

    2.1.2 數(shù)據(jù)存儲與管理部分

    監(jiān)測中心計算機自動把上傳數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中,在BSVR發(fā)生故障時發(fā)出報警信號,提醒工作人員進行處理。數(shù)據(jù)庫根據(jù)接收信息自動更新,可供供電局后續(xù)進行歷史數(shù)據(jù)檢索,并完成相關統(tǒng)計工作。

    2.1.3 遠程監(jiān)測與報警

    BSVR與監(jiān)測中心通過4G物聯(lián)網(wǎng)連接,使監(jiān)測點工作人員能夠看到BSVR的實時數(shù)據(jù)和運行狀況,當BSVR發(fā)生故障時,監(jiān)測中心會收到報警信號。遠程監(jiān)測系統(tǒng)的后臺監(jiān)測狀態(tài)如圖3所示。

    2.2 遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)功能

    2.2.1 實時監(jiān)測

    采集BSVR調壓前后的實時(采樣時間間隔1.5 ms)電壓、電流、有載分接開關檔位、調壓器油溫、油箱內瓦斯氣體濃度以及正常/旁路狀態(tài)信號,然后送入控制器,將其轉換為數(shù)字信號,并完成數(shù)據(jù)分析、存儲以及顯示,最后通過4G物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)與后臺軟件系統(tǒng)的通信,以便監(jiān)測數(shù)據(jù)的進一步處理。

    2.2.2 報警

    當BSVR發(fā)生故障時,監(jiān)控終端在第一時間自動發(fā)送報警信號,包括故障原因、主站管理軟件等。供電局值班人員立即通知線路搶修技術人員到現(xiàn)場進行有針對性的維修,盡快解決故障,使BSVR盡早恢復正常。為用戶提供經(jīng)濟、可靠、穩(wěn)定的電力供應。

    2.2.3 數(shù)據(jù)儲存管理

    上報的數(shù)據(jù)可自動記錄、自動儲存,歷史數(shù)據(jù)不丟失,過后可實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)檢索,有利于提高供電局的工作效率。

    2.3 遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)特點

    2.3.1 內設工業(yè)時鐘,精確計時

    系統(tǒng)內部安裝工業(yè)時鐘,可精確計時,每隔1.5 ms采集并更新一次數(shù)據(jù)。

    2.3.2 自動定時上報和事件觸發(fā)報警功能

    系統(tǒng)具有自動定時上報功能,每隔1.5 ms上報一次數(shù)據(jù)。如果BSVR發(fā)生故障,則報警功能啟動,發(fā)出報警信號。

    2.3.3 通信協(xié)議完善,組態(tài)軟件支持,用戶免開發(fā)

    傳統(tǒng)運營商的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡需要固定的IP地址,而使用花生殼軟件傳輸數(shù)據(jù)則無需固定IP地址,用戶無需自行開發(fā)。

    2.3.4 4G物聯(lián)網(wǎng)穩(wěn)定性高費用低,可實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸

    由于傳統(tǒng)收取固定資費的運營商寬帶網(wǎng)絡費用昂貴,而此系統(tǒng)的數(shù)據(jù)上報無需較高的實時性無線數(shù)據(jù)傳輸,故采用費用更低的4G物聯(lián)網(wǎng),穩(wěn)定性更高。

    2.3.5 結構簡單,維護方便

    該系統(tǒng)結構簡單,維護工作量小,無需承擔通道的維護費用。

    2.3.6 便于改造安裝和系統(tǒng)擴展

    本系統(tǒng)采用4G物聯(lián)網(wǎng)作為傳輸通道,安裝時只需要在監(jiān)測點和監(jiān)測中心安裝就地設備即可,安裝和系統(tǒng)擴展十分方便。

    3 結 語

    本文針對BSVR在10 kV水電共線并網(wǎng)配電線路使用中存在的問題,提出了加入遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)的解決方案。通過分析論證遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)的組成、功能及特點,表明此遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)適用于BSVR在10 kV水電共線并網(wǎng)配電線路中的使用,可快速發(fā)現(xiàn)并解決故障,為用戶提供經(jīng)濟、可靠、穩(wěn)定的電力供應。

    參考文獻

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    [3]李穎峰.自動調壓器在10 kV線路中的應用[J].廣東電力,2013,26(3):62-64.

    [4]鄧紅湘,黃險峰.農村電網(wǎng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)[J].廣東電力,2005,18 (7):45-47.

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    [8]陳振曉,劉前進,林健雄.物聯(lián)網(wǎng)技術在變電站在線監(jiān)測中的應用研究[J].物聯(lián)網(wǎng)技術,2017,7(9):23-25.

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