論柱上變壓器智能化改造及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

才效英 李煜 陸渤

【摘 要】科技的進步和社會的發(fā)展，促使電力建設(shè)逐漸向著智能化發(fā)展，供電企業(yè)對智能電網(wǎng)的重視程度也與日俱增?；诖?，文章從柱上變壓器的結(jié)構(gòu)和保護方式入手，分析柱上變壓器存在的不足，并基于物聯(lián)網(wǎng)，探究智能化改造方案，旨在為相關(guān)人員提供參考，為電網(wǎng)的正常運行提供保障。

【關(guān)鍵詞】柱上變壓器；智能化改造；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；應(yīng)用

一、柱上變壓器的組成及保護方式

（一）柱上變壓器的組成

當(dāng)前配電變壓器一般有以下部分組成：一，跌落式熔斷器開關(guān)；二，高壓避雷器；三，變壓器；四，低壓配電箱。圖1所示是一種常見的柱上變壓器的布置圖。

（二）柱上變壓器的保護方式

傳統(tǒng)的柱上變壓器主要由跌落式熔斷器提供短路過流保護，雖然使用簡單、成本低，但其短路保護及過流保護性能都難以滿足安全運行需要，而且由于市場上廠家繁多，質(zhì)量參差不齊，常見誤動、異常脫落或保護不作用等，引起配電事故，進而引起主站保護跳閘，全線路停電。另外，跌落式熔斷器保護動作時，可能會發(fā)生缺相運行。熔斷器由于熔斷時不一定完全同步，一相先熔斷滅弧后，其余的熔絲還沒完全熔斷，導(dǎo)致變壓器缺相運行。

（三）運維方式

當(dāng)前柱上變壓器一般采用人工現(xiàn)場運維的方式，盡管部分地區(qū)在低壓側(cè)安裝了無線集抄系統(tǒng)，能夠為運維人員提供一些輔助信息，但是變壓器本身的運行情況仍需要運維人員現(xiàn)場觀察和處理，圖2為運維人員正在進行現(xiàn)場檢查。

當(dāng)前運維工作內(nèi)容主要包括：一，現(xiàn)場查看有油溫油位，檢查外觀，各部位是否有滲油漏油；二，有條件的用紅外測溫儀測變壓器外殼溫度、低壓接線端頭溫度；三，定期試驗：包括變壓器油的耐壓試驗等。

二、基于物聯(lián)網(wǎng)的智能改造方案

物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識別技術(shù)與普適計算等通信感知技術(shù)，廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中，也因此被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展，與其說物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)，不如說物聯(lián)網(wǎng)是業(yè)務(wù)和應(yīng)用。因此，應(yīng)用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心，以用戶體驗為核心的創(chuàng)新2.0是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂。

（一）系統(tǒng)方案總述

微型高壓斷路器用于代替熔斷器，為實現(xiàn)變壓器設(shè)備的可靠保護和快速恢復(fù)供電提供了可能。而作為柱上配電變壓器智能化的核心，數(shù)據(jù)測控單元、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)通訊單元等則是智能變壓器設(shè)備的中樞大腦。

具體而言各部分功能如下：

一，數(shù)據(jù)通訊單元根據(jù)相應(yīng)的協(xié)議，采用無線通訊技術(shù)，對客戶端或者遠程主站的訪問進行身份辨別，響應(yīng)和處理認證客戶端的請求，同時加密和解密通訊傳輸數(shù)據(jù)，分級授權(quán)用戶權(quán)限，為信息的安全性提供保障；

二，傳感器是系統(tǒng)的眼睛，感知設(shè)備的高低壓電流、電壓、油溫、油位、接線端頭溫度、環(huán)境溫度等等，測控單元對設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)采集和控制；

三，數(shù)據(jù)處理單元對測控單元采集到的數(shù)據(jù)進行處理、存儲以及進行評估計算，得出準確的評估結(jié)果。評估計算模型主要從以下幾個方面考慮：首先，變壓器高壓電流、低壓電流的差流是否正常；其次，油溫油位關(guān)系是否正常；再次，長期歷史數(shù)據(jù)與實時數(shù)據(jù)相關(guān)性對比；最后，長期油溫記錄測算絕緣壽命。

（二）微型高壓斷路器

應(yīng)用斷路器做開關(guān)是智能電網(wǎng)未來的方向，也是本次改造方案的重要內(nèi)容。相較于熔斷器，使用斷路器做開關(guān)，能夠在很大程度上提升柱上變壓器的保護范圍、保護能力，提升柱上變壓器的可靠性。

此方案的思路是直接在變壓器的高壓端頭處安裝斷路器，如圖3所示。所以適合對已運行的變壓器的改造升級，也方便與不同廠家的變壓器的配合安裝。主要特點是：

一，利用現(xiàn)有的固封絕緣技術(shù)，盡量減少斷路器開關(guān)的體積，已達到小型化；

二，跟不同的變壓器配套，只需選配不同的安裝底座則可；

三，控制系統(tǒng)集成在開關(guān)上，功能簡單實用，預(yù)留通訊接口；

四，高壓的接線全部實現(xiàn)密閉，提高安全性；

五，開關(guān)支持電動操作、機械手動分合；

六，安裝簡單靈活。

（三）變壓器智能化改造后的運維方式變化

對柱上變壓器進行智能化改造之后，其運維方式會發(fā)生較大變化。首先，如果有有遠程主站系統(tǒng)的話，安坐電腦終端前，可知所有變壓器的狀態(tài)；其次，如果沒有遠程主站系統(tǒng)，可以坐巡檢車輛，無需下車，一路用手持終端通過近距離無線通訊系統(tǒng)，調(diào)取各個變壓器的運行數(shù)據(jù)，然后回到電腦前，鼠標輕點，讀取手持終端的數(shù)據(jù)，自動生成報表。

因此，無論以上哪種方式，都能夠降低勞動強度，提升工作效率，提升運維工作的合理性。

三、結(jié)語

總而言之，對柱上變壓器進行改造能夠有效降低變壓器的運行成本，減輕工作人員的壓力，因此，相關(guān)人員應(yīng)深入分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，積極將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在柱上變壓器中，實現(xiàn)柱上變壓器的智能化改造，簡化運維流程，促使電網(wǎng)向著智能化方向前進，進而促使電網(wǎng)更好地為社會服務(wù)。

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