具有遙信遙測(cè)功能自動(dòng)調(diào)容配電變壓器的研制與應(yīng)用

【摘要】桂林供電局地處旅游圣地，旅游景點(diǎn)，商貿(mào)中心，農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，鄉(xiāng)村等地方的公變，普遍存在用電負(fù)荷大小變化頻繁，即晝夜用電需求差別大。所以需要在這些地方用自動(dòng)有載調(diào)容配變來解決大馬拉小車，或者小馬拉大車的問題。在研制自動(dòng)調(diào)容配變的同時(shí)，注重對(duì)調(diào)容變壓器工作狀態(tài)，變壓器油溫，油位，節(jié)能效果，安裝點(diǎn)選擇等進(jìn)行分析總結(jié)。從應(yīng)用的角度，全面分析，以數(shù)據(jù)分析來驗(yàn)證節(jié)能效果，配變被盜告警，代替人工巡檢的可行性。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)調(diào)容；遙信遙測(cè)；節(jié)能分析；告警；遠(yuǎn)程巡檢

引言

桂林供電局下屬的桂林城郊供電公司，供電范圍是郊區(qū)，選擇社塘村公變，羅馬街公變兩地為試用臺(tái)區(qū)。社塘村公變用電戶有村民居住生活用電，木材加工廠及機(jī)井動(dòng)力用電，負(fù)荷變化頻繁。羅馬街公變，地處旅游景點(diǎn)交通要道的商業(yè)區(qū)，旅館電梯動(dòng)力用電與生活用電負(fù)荷大小變化大。根據(jù)用電負(fù)荷增加的預(yù)期，選擇250（80）KVA自動(dòng)有載調(diào)容變壓器兩臺(tái)，替代原來的兩臺(tái)變壓器，分別于2015年9月9日，9月16日安裝投運(yùn)。

1、具有遙信遙測(cè)功能自動(dòng)調(diào)容配電變壓器的組成

自動(dòng)有載調(diào)容配電變壓器組成：調(diào)容變本體（含有載分接開關(guān)），控制器，電流互感器等；

被盜告警推送器組成：特種油位計(jì)（含溫度，壓力等傳感器），高能電池，無線通信模塊等；

智能終端數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳平臺(tái)組成：數(shù)據(jù)采集模塊，控制中央處理器，無線通信模塊，GPRS通信模塊等；

后臺(tái)管理系統(tǒng)組成：帶音響的電腦一套，互聯(lián)網(wǎng)端口（固定IP地址），軟件，配變巡檢人員手機(jī)號(hào)碼，專網(wǎng)卡等。

通過安裝具有遙信遙測(cè)智能型有載調(diào)容變壓器，降低變壓器的空載損耗，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

具有遙信遙測(cè)智能型有載調(diào)容變壓器與常規(guī)的調(diào)容變壓器的不同處，在于控制系統(tǒng)中通過遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)里面的GPRS模塊，利用GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸臺(tái)區(qū)配變的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并經(jīng)防火墻到達(dá)企業(yè)內(nèi)部管理服務(wù)器，監(jiān)控中心可完成變壓器運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)端監(jiān)測(cè)，遠(yuǎn)程巡檢，故障告警，被盜告警等功能。

2、實(shí)際應(yīng)用效果

2.1 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況

桂林供電局城郊供電公司雁山供電所所屬的羅馬街公變，是為七八家酒店旅館商業(yè)供電的配變，電梯空調(diào)熱水器用電為主，負(fù)荷波動(dòng)大；郊區(qū)供電所所屬的社塘村公變，有木材加工廠，機(jī)井等動(dòng)力用電，負(fù)荷波動(dòng)主要是小企業(yè)的動(dòng)力開停導(dǎo)致的。為了避免小馬拉大車，或者大馬拉小車的現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，采取容量大小自動(dòng)變換的智能調(diào)容變壓器來實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，又避免了長(zhǎng)期出現(xiàn)反復(fù)過載燒毀變壓器。

2015年9月針對(duì)上述問題在社塘村，羅馬街各安裝了一臺(tái)S11- 250（80）/10型具有被盜告警，遠(yuǎn)程巡檢功能的有載調(diào)容配電變壓器。下圖是可以代替人工現(xiàn)場(chǎng)巡檢的遠(yuǎn)程巡檢功能數(shù)據(jù)截圖。

通過監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)半年多以來，社塘村公變調(diào)容次數(shù)累計(jì)1395次，高容累計(jì)投切677次，低容累計(jì)投切718次；高容累計(jì)運(yùn)行3005小時(shí)，低容累計(jì)運(yùn)行時(shí)間1386小時(shí)，平均每日高容方式下運(yùn)行時(shí)間近16小時(shí)，低容方式下運(yùn)行近8小時(shí)，很好的解決了用電負(fù)荷不均衡造成的“大馬拉小車”的問題，大大降低了變壓器損耗，節(jié)約了電能，提高了電能質(zhì)量和供電可靠性。

2.2 性能對(duì)比

以S11-250（80）/10智能調(diào)容配電變壓器為例，表1列出了其測(cè)試結(jié)果與S11（9）-250/10、S11（9）-80/10普通配電變壓器的主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比的一組數(shù)據(jù)。

通過對(duì)比，可以看出調(diào)容配電變壓器的性能特點(diǎn)：

（1）調(diào)容變壓器的小容量，各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)于普通同容量產(chǎn)品性能，空載損耗低，空載電流小，可適應(yīng)農(nóng)網(wǎng)負(fù)載率低狀況，節(jié)能效果好。

（2）在大、小容量時(shí)的短路阻抗基本上是接近于標(biāo)準(zhǔn)值的，從這個(gè)角度出發(fā)，在選擇大、小容量組合時(shí)，小容量應(yīng)選為大容量的1/3左右，這也正適應(yīng)了小容量用在負(fù)荷小的狀態(tài)下。

S11調(diào)容型與S11、S9普通變壓器技術(shù)指標(biāo)對(duì)比表

額定容量

（kVA）技術(shù)指標(biāo)

名稱S11調(diào)容型

（測(cè)量值）普通S11

（標(biāo)準(zhǔn)值）普通S9

（標(biāo)準(zhǔn)值）

250（連接組標(biāo)號(hào)Dyn11）空載損耗P0390（w）400（w）560（w）

空載電流I01.1（%）1.4（%）1.4（%）

負(fù)載損耗PK3190（w）3200（w）3200（w）

短路阻抗UK4.03（%）4 （%）4 （%）

80（連接組標(biāo)號(hào)Yyn0）空載損耗P0175（w）180（w）250（w）

空載電流I01.78（%）1.9（%）1.9（%）

負(fù)載損耗PK1230（w）1250（w）1250（w）

短路阻抗UK3.98（%）4（%）4（%）

（3）根據(jù)負(fù)荷情況，負(fù)荷低于40%時(shí)，就可以調(diào)到小容量，有效解決”大馬拉小車”的問題。要比安裝”母子變壓器”造價(jià)低得多。

2.3 智能化

自動(dòng)控制系統(tǒng)可以根據(jù)負(fù)荷大小自動(dòng)進(jìn)行調(diào)容變壓器大小容量的自動(dòng)轉(zhuǎn)化，被盜告警系統(tǒng)經(jīng)過內(nèi)部通信，再與自動(dòng)調(diào)容控制器一起，通過遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)里面的GPRS模塊，利用GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸臺(tái)區(qū)配變的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并經(jīng)防火墻到達(dá)企業(yè)內(nèi)部管理服務(wù)器，監(jiān)控中心可直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)容變壓器進(jìn)行數(shù)據(jù)查看和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

新研制了智能自動(dòng)調(diào)容配變的控制平臺(tái)，共四部分組成：調(diào)容變壓器，被盜告警推送器，，智能遠(yuǎn)傳終端平臺(tái)，后臺(tái)管理系統(tǒng)。從使用效果看，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，即遙信，遙測(cè)，被盜告警，故障告警，遠(yuǎn)程巡檢等。

3、節(jié)能效果分析

對(duì)變壓器運(yùn)行半年的電費(fèi)進(jìn)行了計(jì)算：根據(jù)表1數(shù)據(jù)分別對(duì)S11-250（80）/10智能型調(diào)容配電變壓器與S11-250/10不能調(diào)容量的普通配電變壓器的年運(yùn)行成本進(jìn)行了計(jì)算（其中調(diào)容變壓器按4個(gè)月使用大容量，2個(gè)月用小容量；根據(jù)以往的計(jì)算經(jīng)驗(yàn)，普通變壓器運(yùn)行一年其等效滿載時(shí)間為全年運(yùn)行時(shí)間的1/4）。

變壓器運(yùn)行一年的電費(fèi)按公式（1）計(jì)算：

其中：Cf ----變壓器運(yùn)行全年耗電的費(fèi)用（元）

P0：變壓器空載損耗（kW）；

Pk：變壓器負(fù)載損耗（kW）；

Io：空載電流（%）；

UK：短路阻抗（%）；

SN：額定容量（KVA）；

8600（4380）：全（半）年變壓器空載小時(shí)數(shù)（h）；

2200（1100）： 全（半）年變壓器等效滿載小時(shí)數(shù)（h）；

0.05：無功當(dāng)量；

0.6：電價(jià)（元/KW.h）

S11-250（80）/10智能型調(diào)容配電變壓器在大容量運(yùn)行時(shí)耗用電費(fèi)為：

S11-250（80）/10智能型調(diào)容配電變壓器在小容量運(yùn)行時(shí)耗用電費(fèi)為：

S11-250（80）/10智能型調(diào)容配電變壓器半年運(yùn)行時(shí)耗用電費(fèi)總額為：Cf=2542+524=3066元

S11-250/10不能調(diào)容量的普通配電變壓器半年運(yùn)行時(shí)耗用電費(fèi)總額為：

兩者年運(yùn)行成本比較（3953-3066）/3953 = 22.44%.

根據(jù)運(yùn)行成本比較S11-250（80）智能調(diào)容變壓器比不可調(diào)容量的S11-250變壓器節(jié)省22.44% 的運(yùn)行成本，節(jié)能效果極其客觀。

4、結(jié)論

從以上節(jié)能技術(shù)方面可以看出智能型調(diào)容變壓器節(jié)能效果顯著，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性較好，建設(shè)投資方面以及掛網(wǎng)運(yùn)行后產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益來看，智能調(diào)容變壓器都具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。而且，由于采取智能化，實(shí)現(xiàn)了遙信，遙測(cè)，不但可以做到故障告警，被盜告警，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程巡檢，升級(jí)后能實(shí)現(xiàn)帶紅外的遠(yuǎn)程監(jiān)控，拍照，喊話，錄音等，為供電所節(jié)約人力成本，為巡檢人員減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。以后，在電力部門許可的情況下，保證可靠性前提下，可以升級(jí)改造實(shí)現(xiàn)遙控功能。因此，在城域網(wǎng)改造及在農(nóng)網(wǎng)建設(shè)中，無論是農(nóng)村地區(qū)的農(nóng)網(wǎng)改造，還是城中村、廠礦企業(yè)，有載調(diào)容變壓器有著廣泛的推廣應(yīng)用前景。

作者簡(jiǎn)介：

覃宗濤（1978--），男，籍貫廣西桂林，本科，工程師；

肖宏（1972--），男，籍貫廣西桂林，本科，工程師；

何森（1978--），男，籍貫廣西桂林，本科，工程師。三位均供職玉林供電局設(shè)備部

吳立忞（1964--），男，籍貫陜西西安，本科，高級(jí)經(jīng)濟(jì)師，供職于西安浩源電力科技有限公司