簡述一種移動式配電臺區(qū)分支線路重癥監(jiān)護(hù)系統(tǒng)

吳錦秋

摘 要 移動式配電臺區(qū)分支線路重癥監(jiān)護(hù)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)臺區(qū)分支線負(fù)荷監(jiān)測及過負(fù)荷預(yù)警功能，是通過先進(jìn)的測量技術(shù)、通信技術(shù)，基于物聯(lián)網(wǎng)思維，開發(fā)的監(jiān)測及預(yù)警平臺。通過高性能負(fù)荷監(jiān)測終端，實(shí)時采集配變臺區(qū)出線開關(guān)各分支線負(fù)荷運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過無線上傳到數(shù)據(jù)平臺，并開發(fā)移動終端用APP，可便捷查詢支路負(fù)荷情況，并按需設(shè)置報警閾值，超過報警閾值時可通過短信、APP等方式發(fā)送預(yù)警信息，基于專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析，事前針對性的介入，對可能導(dǎo)致配變臺區(qū)出線開關(guān)跳閘的某路分支線進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整或負(fù)荷割接，有效杜絕臺區(qū)出線開關(guān)跳閘，提升了工作的時效性，從被動工作轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃庸ぷ?，降低了一線工作人員的工作壓力;同時提升配電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性，提高供電可靠性，提高用戶滿意度。

關(guān)鍵詞 移動式配電臺區(qū);分支線路;重癥監(jiān)護(hù)系統(tǒng)

引言

基于配電臺區(qū)分支線過負(fù)荷及不平衡導(dǎo)致配變臺區(qū)出線開關(guān)頻繁跳閘的問題而提出。低壓配電網(wǎng)覆蓋面積廣闊，運(yùn)行環(huán)境各不相同，電力用戶眾多且較分散，存在大量的時空分布不平衡的單相負(fù)荷，即使將負(fù)荷平均分配到低壓線路各相上，居民的用電習(xí)慣差異以及負(fù)荷的隨機(jī)性強(qiáng)，同樣會導(dǎo)致配變臺區(qū)某路低壓線路過負(fù)荷或負(fù)荷不平衡，引起配變低壓出線開關(guān)跳閘中斷正常用電，降低供電可靠性?，F(xiàn)階段低壓配網(wǎng)自動化水平不高，無法及時有效甄別哪路支線過負(fù)荷或不平衡使配變臺區(qū)開關(guān)跳閘，只能事后工作人員到現(xiàn)場測量負(fù)荷，被動、費(fèi)時、不徹底調(diào)整跳閘開關(guān)負(fù)荷，因此嚴(yán)重影響居民正常用電，也給供電企業(yè)造成了不良社會影響[1]。

1項目背景

我國的低壓配電網(wǎng)大多是通過10kV/0.4kV變壓器以三相四線制向用戶供電，是三相生產(chǎn)用電與單相負(fù)載混合用電的供電網(wǎng)絡(luò)。由于我國低壓配電網(wǎng)覆蓋面積廣闊，運(yùn)行環(huán)境各不相同，電力用戶眾多且較分散，存在大量的時空分布不平衡的單相負(fù)荷。居民的用電習(xí)慣差異以及負(fù)荷的隨機(jī)性強(qiáng)，同樣會引起支路負(fù)荷超標(biāo)以及三相負(fù)荷不平衡。用電負(fù)荷不能均勻分配到各相上，是三相不平衡問題產(chǎn)生的主要原因。目前配電網(wǎng)負(fù)荷監(jiān)控存在以下問題：

（1）三相負(fù)荷調(diào)整一般在分支負(fù)荷超標(biāo)導(dǎo)致停電后，配電運(yùn)維人員趕赴配電臺區(qū)人工測量，然后根據(jù)測量結(jié)果再人工調(diào)整負(fù)荷分配。整個過程費(fèi)工費(fèi)時，時效性極低，導(dǎo)致負(fù)荷調(diào)整滯后，針對性差。

（2）目前大部分配電臺區(qū)只配置配變低壓側(cè)負(fù)荷監(jiān)測裝置，對于配變臺區(qū)出線開關(guān)各分支線負(fù)荷狀況，因現(xiàn)場運(yùn)行情況復(fù)雜，且前期重視程度不高，目前尚無有效的分支線負(fù)荷監(jiān)測手段，導(dǎo)致無法實(shí)時掌握分支負(fù)荷運(yùn)行情況。

（3）當(dāng)前配網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)多以紙質(zhì)或電子文檔形式存在，沒有形成有效數(shù)據(jù)庫，大量原始數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分散在基層單位，沒有進(jìn)行統(tǒng)計和分析，數(shù)據(jù)統(tǒng)計和處理速度太慢。

2目的意義

通過高性能負(fù)荷監(jiān)測終端實(shí)時采集各分支負(fù)荷運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過無線上傳數(shù)據(jù)平臺，并開發(fā)移動終端用APP，可便捷查詢支路負(fù)荷情況，并按需設(shè)置報警閾值，超過報警閾值時可通過短信、APP等方式發(fā)送預(yù)警信息，基于專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析，事前針對性的介入，對可能導(dǎo)致配變臺區(qū)出線開關(guān)跳閘的某路分支線進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整或負(fù)荷割接，有效杜絕臺區(qū)出線開關(guān)跳閘，提升了工作的時效性，從被動工作轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃庸ぷ鳎档土艘痪€工作人員的工作壓力;同時提升配電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性，提高供電可靠性，提高用戶滿意度。

本系統(tǒng)適用于供電系統(tǒng)所有配電臺區(qū)，可在全行業(yè)、全國推廣使用。能夠有效解決臺區(qū)各分支的負(fù)荷超標(biāo)和三相不平衡情況，通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析，事前針對性的介入，對可能導(dǎo)致配變臺區(qū)出線開關(guān)跳閘的某路分支線進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整或負(fù)荷割接，確保三相負(fù)荷處于平衡狀態(tài)，杜絕配變臺區(qū)出線開關(guān)跳閘，具有廣闊應(yīng)用前景和推廣價值[2]。

3技術(shù)原理

移動式配電臺區(qū)分支線路重癥監(jiān)護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用配變臺區(qū)出線開關(guān)各分支線，主要包括應(yīng)用平臺、現(xiàn)場單元與通信系統(tǒng)，整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框圖如圖1所示。系統(tǒng)集分支電壓、電流、功率等遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、處理、分析功能，異常告警和負(fù)荷調(diào)節(jié)專家系統(tǒng)于一體。

本項目研發(fā)的移動式配電臺區(qū)分支線路重癥監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，通過各現(xiàn)場監(jiān)測裝置內(nèi)的開口鉗形電流測量單元和電壓測量單元，實(shí)時準(zhǔn)確采集分支電壓、電流等運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換，將采集的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量。在各分支適當(dāng)位置安裝現(xiàn)場監(jiān)測裝置，裝置內(nèi)部配置無線通信模塊，借助于現(xiàn)場無線通信網(wǎng)絡(luò)，將各分支的負(fù)荷情況同步傳輸現(xiàn)場通信單元，現(xiàn)場通信單元通過通用4G網(wǎng)絡(luò)，將匯總后的數(shù)據(jù)傳至數(shù)據(jù)后臺。軟件后臺接收各分支負(fù)荷情況，進(jìn)行分析計算，判斷負(fù)荷情況及三相不平衡情況。通過本項目研發(fā)的移動終端APP，可按需設(shè)置報警閾值，當(dāng)負(fù)荷情況超過報警閾值時，應(yīng)用平臺可通過短信、APP等方式自動發(fā)出報警信息。平臺專家系統(tǒng)自動根據(jù)現(xiàn)場負(fù)荷數(shù)據(jù)，自動判斷越限分支以及越限相別，并通過APP給出運(yùn)維建議，指導(dǎo)運(yùn)維人員完成負(fù)荷調(diào)整操作。

一般配變臺區(qū)的物理接線方式如圖2所示，配變處能夠查看臺區(qū)整體負(fù)荷情況。本項目研發(fā)的分支重癥監(jiān)控裝置安裝在各個分支上，考慮到空間容量及便于維護(hù)等因素，分支重癥監(jiān)控裝置采用可靠結(jié)構(gòu)設(shè)計，確保裝置符合戶外運(yùn)行要求，根據(jù)臺區(qū)的分支情況裝設(shè)重癥監(jiān)護(hù)裝置。

每臺監(jiān)護(hù)裝置將電力系統(tǒng)一次側(cè)電壓、電流分別經(jīng)過電壓、電流采樣裝置，通過精密電壓、電流互感器隔離降壓、降流，轉(zhuǎn)換成數(shù)字處理系統(tǒng)能夠接受的范圍后，通過無線信號的形式發(fā)射出去?？紤]到互感器阻抗匹配及誤差控制，在A/D轉(zhuǎn)換器之前采用精密運(yùn)放電路實(shí)現(xiàn)信號變換和抗混疊濾波。為了保證測量精度，采用軟件校正技術(shù)實(shí)現(xiàn)分立元器件誤差校正。

4技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

（1）分支重癥監(jiān)控裝置的電壓、電流等運(yùn)行數(shù)據(jù)的可靠、精確采集及數(shù)據(jù)處理。

（2）分支重癥監(jiān)控裝置與現(xiàn)場通信單元的無線組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)。

（3）平臺數(shù)據(jù)庫開發(fā)及移動終端APP的開發(fā)。平臺需能夠根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)智能判斷運(yùn)行情況，并給出臺區(qū)負(fù)荷調(diào)整建議。

5創(chuàng)新點(diǎn)

（1）通過先進(jìn)的測量技術(shù)、通信技術(shù)，基于物聯(lián)網(wǎng)思維，開發(fā)配電臺區(qū)分支重癥監(jiān)控裝置及預(yù)警平臺，填補(bǔ)了配變臺區(qū)分支線負(fù)荷及不平衡度實(shí)時監(jiān)測預(yù)警的技術(shù)空白。

（2）開發(fā)配網(wǎng)分支負(fù)荷監(jiān)測APP，便捷查詢臺區(qū)出線開關(guān)各分支線負(fù)荷情況及告警信息。

（3）數(shù)據(jù)平臺基于專家系統(tǒng)大數(shù)據(jù)分析，給出負(fù)荷調(diào)節(jié)最優(yōu)方案，新增配變最佳布點(diǎn)。

6結(jié)束語

本項目研發(fā)的移動式配電臺區(qū)分支線路重癥監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)臺區(qū)分支線負(fù)荷監(jiān)測及預(yù)警功能，豐富了配網(wǎng)監(jiān)測手段，提升了工作的時效性，從被動工作轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃庸ぷ?，降低了一線工作人員的工作壓力。

參考文獻(xiàn)

[1] 翁利國，李建斌.高壓電纜局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)[J].農(nóng)村電氣化，2017（5）：42-43.

[2] 侯淞學(xué)，彭濤，王雪，等.井下高壓電纜局部放電及其傳播特性研究[J].煤炭技術(shù)，2018（3）：203-205.