配變狀態(tài)在線安全巡視裝置的研制

肖鵬飛，許杏桃，高崢嶸，李 然，盧仁軍

（1.江蘇安方電力科技有限公司，江蘇 泰州 225300；2.國網(wǎng)泰州供電公司，江蘇 泰州 225300）

1 裝置研制的背景及特點

配電變壓器是電力系統(tǒng)的末端設(shè)備，直接面向電力用戶，其安全運行直接關(guān)系到電網(wǎng)供電的可靠性和安全性。長期以來，我國一直堅持以預(yù)防性試驗及人工巡檢對變壓器的運行狀況進(jìn)行判斷，預(yù)防變壓器事故的發(fā)生。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，設(shè)備檢修維護(hù)的任務(wù)繁重，費用巨大，定期檢修方式會使配電變壓器存在過修和失修問題，造成資源浪費，引發(fā)安全隱患，同時，停電檢修會影響生產(chǎn)生活用電；人工巡檢方式不能及時有效發(fā)現(xiàn)配電變壓器隱患和故障[1]。本文研制一種配變狀態(tài)在線安全巡視裝置，實現(xiàn)配電變壓器實時在線監(jiān)測與主動預(yù)警。

2 技術(shù)方案及原理

本文提出一種基于ARM和TD-LTE通信技術(shù)的配電變壓器運行狀態(tài)在線監(jiān)控方案，通過計算機程序設(shè)計配電變壓器運行監(jiān)控后臺軟件，遠(yuǎn)程連接各個配電變壓器的在線監(jiān)測及安全巡視裝置，對配電變壓器和熔絲進(jìn)行圖像采集、處理、噪音分析、風(fēng)速、水位以及溫濕度變化等非電氣量信息管理，并進(jìn)行狀態(tài)診斷。其中數(shù)字圖像處理部分是本項目的關(guān)鍵技術(shù)范圍，針對攝像頭前端所獲取的靜態(tài)數(shù)字圖像數(shù)據(jù)采用合適的圖像處理算法，將配電變壓器的異常入侵（如風(fēng)箏、氣球等異物）自動檢測出來并通知系統(tǒng)后臺，同時將入侵圖像進(jìn)行壓縮并發(fā)送給后臺，供后臺進(jìn)行實時查看，實現(xiàn)監(jiān)控圖像自動采集，自動入侵檢測，自動發(fā)送入侵結(jié)果等功能。監(jiān)測系統(tǒng)的硬件部分采用模塊化設(shè)計方式，按照不同功能進(jìn)行相關(guān)硬件電路的設(shè)計，并通過具體電路連接來實現(xiàn)配變狀態(tài)檢測功能[2]。其硬件主要由電源模塊、參數(shù)采集模塊、主控電路和4G通信模塊4部分構(gòu)成。硬件結(jié)構(gòu)框如圖1所示。

監(jiān)控軟件部分的實現(xiàn)，則是采用Socket通信進(jìn)行編寫，并建立后臺數(shù)據(jù)庫，存儲所有配電變壓器的參數(shù)信息。通過計算判斷配電變壓器狀態(tài)是否異常進(jìn)而發(fā)出報警信息，并將變壓器各項參數(shù)及時準(zhǔn)確發(fā)送到監(jiān)控室，配合監(jiān)控人員迅速做出判斷[3]。

本裝置可實時監(jiān)測變壓器運行狀態(tài)，通過高清攝像頭拍攝變壓器不同方位照片，運用圖像辨識技術(shù)以分析檢測其外部異物等非正常工作狀態(tài)，并實時告警。整個裝置的功能框如圖2所示，研制的樣機實物如圖3所示。

3 現(xiàn)場應(yīng)用及分析

本裝置配變狀態(tài)在線安全巡視裝置已在泰州35 kV前進(jìn)變10 kV前泗1#線和110 kV許莊變10 kV許泗1#線上試運行。本裝置在現(xiàn)場應(yīng)用時的工作圖如圖4所示。

圖1 硬件結(jié)構(gòu)框

圖2 裝置的功能框

圖3 樣機的實物

圖4 本裝置在現(xiàn)場工作圖

本裝置在白天實時監(jiān)控所拍攝的變壓器外部照片和熔斷器照片分別如圖5和圖6所示。

圖5 本裝置實時監(jiān)控變壓器外部

圖6 本裝置實時監(jiān)控變壓器熔斷器

該裝置的應(yīng)用，可實現(xiàn)配電變壓器運行狀態(tài)、噪聲、溫濕度、風(fēng)速等全方位的非電氣量的實時在線監(jiān)測，可有效減少配變維護(hù)人員的日常巡檢工作量，由人工巡檢方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄苎矙z方式，提高巡檢效率。

4 結(jié)語

本裝置研制的配變狀態(tài)在線安全巡視裝置，可實時獲取配變當(dāng)前運行狀態(tài)的圖像與振動噪聲，并監(jiān)測其環(huán)境溫濕度、風(fēng)速、水位（箱變）等，實現(xiàn)配變的在線巡視與主動預(yù)警。該裝置利用非電氣量的監(jiān)測，實現(xiàn)配變運行的安全監(jiān)測，工程簡便，無操作風(fēng)險；該裝置的應(yīng)用，可有效減少配變維護(hù)人員的日常工作量，提高配變檢修效率，降低配變維護(hù)費用；同時，可有效降低配變事故，減少居民停電時間，提高供電安全可靠性，經(jīng)濟(jì)效益、社會效益顯著。

[參考文獻(xiàn)]

[1]趙艷龍，李勤超，周立中.配電網(wǎng)線路及其智能配變無功狀態(tài)在線監(jiān)測平臺設(shè)計與應(yīng)用[J].浙江電力，2017（11）：57-60.

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