全感知配網(wǎng)旁路監(jiān)控系統(tǒng)探究

陳勝義，陳東鵬，許福忠，劉曦明，王爽，陳輝陽，邱永濤，陳貴濱

（國網(wǎng)福建省電力有限公司石獅市供電公司，福建 泉州 362700）

按照目前的社會發(fā)展?fàn)顩r來說，無論是城市還是鄉(xiāng)村，各個地區(qū)對電力資源的需求都是尤為強(qiáng)烈的，人們?nèi)粘Ｉ钪械母鱾€方面都需要用到電力資源的支持。因此，如果某個區(qū)域負(fù)責(zé)供電的配電線路出現(xiàn)了什么故障，就要相關(guān)維修人員能夠在第一時間對其進(jìn)行維修和處理。但是，如果在這個過程中要斷電處理，那么就必然會對當(dāng)?shù)厝嗣竦恼Ｉ钤斐梢欢ǖ挠绊?，然而，帶電作業(yè)中又會有許多的危險隱患。這時，就需要應(yīng)用到臨時保供線路的搭建，從而在保證不會中斷供電的基礎(chǔ)上，讓相關(guān)維修人員能夠在更加安全的情況下進(jìn)行相關(guān)的電力維修作業(yè)，以此來保證輸電網(wǎng)的正常供電以及確保帶電作業(yè)的安全性和高效性。也正因如此，要對其臨時保供線路的自動化監(jiān)控系統(tǒng)搭建方案展開全面設(shè)計(jì)，對其展開自動化的實(shí)時監(jiān)控，才能夠在最大化節(jié)約人力資源的基礎(chǔ)上更好地保障其施工現(xiàn)場的安全性以及電力供給的穩(wěn)定性。

1 全感知配網(wǎng)旁路監(jiān)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀

隨著10kV 帶電作業(yè)技術(shù)日益成熟。其對10kV 配網(wǎng)線路的應(yīng)急搶修、停電檢修、線路遷改作業(yè)中，通過搭建臨時保供線路保障用戶供電的作業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。目前由于臨時搭建的保供線路中，現(xiàn)場自動化監(jiān)控功能的缺失。為了保證臨時搭建的保供線路安全運(yùn)行；需要派大量人員到現(xiàn)場值守?，F(xiàn)對臨時搭建的保供線路自動化監(jiān)控及接入電力部門調(diào)度后臺提出一種解決方案，可在現(xiàn)場方便臨時組網(wǎng)使用。目前相關(guān)部門已經(jīng)對全感知配網(wǎng)旁路監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)研究引起了較高的重視，并且在實(shí)際的臨時保供線路監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)過程中也已經(jīng)獲得了一些成果和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。盡管目前的相關(guān)技術(shù)研究依舊存在一定的缺陷，需要得到進(jìn)一步的改善，但是對于全感知配網(wǎng)旁路監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的研究和發(fā)展前景還是較為光明的。接下來，就針對國內(nèi)外對自動化監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，進(jìn)一步掌握目前的全感知配網(wǎng)旁路監(jiān)控系統(tǒng)的研究發(fā)展?fàn)顩r。

1.1 國外的研究現(xiàn)狀

相較國內(nèi)對保供線路自動化監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)研究，國外的研究起始時間會更早一點(diǎn)，因此，國外對部分電力工程技術(shù)的研究成果也比國內(nèi)的研究略為成熟一些。部分海外國家從20 世紀(jì)60 年代開始就已經(jīng)對保供線路自動化監(jiān)控技術(shù)展開了初步的探究，并且也在實(shí)際的操作過程中將其所研究得出的技術(shù)結(jié)果應(yīng)用到了其中?，F(xiàn)如今，部分海外國家對于保供線路自動化監(jiān)控的技術(shù)研究已經(jīng)規(guī)劃出了一部分較為全面和規(guī)范的處理模式，同時也正因?yàn)樗麄兊钠鸩捷^早，這些海外國家對保供線路自動化監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用和研究經(jīng)驗(yàn)也更豐厚，因此，他們的各種相關(guān)專業(yè)化設(shè)備和現(xiàn)代化的技術(shù)在其電力行業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展也比較前沿。并且目前已然有較多的海外國家已經(jīng)成立了相應(yīng)的自動化監(jiān)控系統(tǒng)研究機(jī)構(gòu)，同時也擁有了一系列的研究基地，對于各種專業(yè)化的電力專業(yè)人才也進(jìn)行了積極的培養(yǎng)，從而讓這些海外國家對配電網(wǎng)的維修作業(yè)幾乎都能夠穩(wěn)定維持電力供給。目前，日本、美國以及法國等國家都已經(jīng)具備了較為發(fā)達(dá)的自動化監(jiān)控的相關(guān)技術(shù)研究經(jīng)驗(yàn)和成果，同時，他們也在著手將電力工程的相關(guān)工作向著機(jī)械化和智能化的方向進(jìn)行研究，以此實(shí)現(xiàn)徹底的自動化技術(shù)發(fā)展，且目前也已經(jīng)取得了較為初步的成績。

1.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀

由于國內(nèi)對保供線路自動化監(jiān)控相關(guān)技術(shù)的研究和開發(fā)并沒有海外部分國家那么早，所以在這個技術(shù)項(xiàng)目的研究領(lǐng)域中的進(jìn)步和發(fā)展也較為緩慢。然而，目前國內(nèi)的相關(guān)機(jī)構(gòu)對這個技術(shù)項(xiàng)目的重要性得到了認(rèn)知，因此，近年來的自動化監(jiān)控技術(shù)研究和發(fā)展受到了更多的支持和扶助，同時，在自我創(chuàng)新開發(fā)的同時也借鑒了一定的國外研究經(jīng)驗(yàn)，使得目前國內(nèi)的自動化技術(shù)研究和發(fā)展速度驟然上升，現(xiàn)在的各種全新的自動化監(jiān)控設(shè)備和器具已經(jīng)被開發(fā)出來，同時也在國內(nèi)電力行業(yè)領(lǐng)域中獲得了普及運(yùn)用，成功完成了緊湊型輸電模式的研發(fā)，并且普及了同塔多回路的建設(shè)和改良。并且對全感知配網(wǎng)旁路監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的研究也創(chuàng)建了相應(yīng)的機(jī)構(gòu)和部門。對行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的各個工作人員和專業(yè)人士展開了全面的培訓(xùn)和招募，使得每個相關(guān)人員的專業(yè)能力和職業(yè)技能都獲得了有效的培養(yǎng)，使國內(nèi)各個地區(qū)的電力工程的安全性和高效性獲得了有效的保證。

2 臨時保供線路的搭建方案研究

目前，常用的10kV 臨時保供線路搭建方案主要用的電源設(shè)備包括發(fā)電車及箱變車；線路設(shè)備包括接口設(shè)備、旁路負(fù)荷開關(guān)、電纜、中擴(kuò)展接頭及T 型擴(kuò)展接頭及引流線纜等。其典型臨時保供線路搭建方案見下圖1。

圖1 典型臨時保供線路搭建方案

該典型臨時保供線路搭建方案，若該方案僅運(yùn)行1～2 天，可以通過人工方式對臨時線路的運(yùn)行情況及線路安全情況進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控。若因某些原因（如設(shè)備配件延誤等）造成臨時保供線路需要短時運(yùn)行（運(yùn)行時間超過7 天），這種通過人工方式對臨時線路的運(yùn)行情況及線路安全情況進(jìn)行現(xiàn)場值守，將是非常經(jīng)濟(jì)的。接下來，將對臨時保供線路的現(xiàn)場運(yùn)行監(jiān)控及安全監(jiān)控的方案進(jìn)行討論。

3 臨時保供線路現(xiàn)場監(jiān)控方案

在搭建臨時保供線路時，同時搭建輔助監(jiān)控系統(tǒng)（見圖2）。負(fù)責(zé)線路的運(yùn)行情況及線路安全情況的監(jiān)控，通過云邊協(xié)同的方式；負(fù)責(zé)現(xiàn)場運(yùn)行情況判斷及與電力系統(tǒng)后臺的數(shù)據(jù)傳輸和接受電力系統(tǒng)后臺遙控指令。

圖2 臨時保供線路監(jiān)控系統(tǒng)

該方案依據(jù)臨時保供線路各節(jié)點(diǎn)對線路安全的影響程度設(shè)置不同監(jiān)控要求；對于擴(kuò)展接頭、快速接頭箱及T 型接頭主要監(jiān)控溫度、現(xiàn)場視頻及外界侵入以保障接頭運(yùn)行安全及人身安全；對于發(fā)電車等電源設(shè)備主要監(jiān)控電源設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、現(xiàn)場視頻及外界侵入以保障電源設(shè)備運(yùn)行安全及人身安全；對于旁路開關(guān)主要監(jiān)控電參數(shù)、狀態(tài)、核相、現(xiàn)場視頻及外界侵入以保障旁路開關(guān)運(yùn)行安全及人身安全。通過對不同節(jié)點(diǎn)監(jiān)控不同數(shù)據(jù)類別，以最大限度地保障所監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)真實(shí)有用。

該方案對不同監(jiān)控功能模塊采用不同處理方式。對現(xiàn)場視頻及外界侵入采用現(xiàn)有的成熟的AI 技術(shù)，通過信號電纜與就地控制器相連。旁路開關(guān)電參數(shù)、狀態(tài)、核相功能通過一二深度融合旁路開關(guān)的電量傳感器及狀態(tài)傳感器通過信號電纜與就地控制器相連。擴(kuò)展接頭、快速接頭箱及T 型接頭的溫度測試通過在其本體植入溫度傳感器通過信號電纜與就地控制器相連。就地控制器對采集的信號，進(jìn)行數(shù)據(jù)集中處理，判斷出設(shè)備或現(xiàn)場是否有問題。若發(fā)現(xiàn)有問題，就地控制器通過電力專網(wǎng)將問題信息傳輸給電力調(diào)度后臺。同時，通過電力調(diào)度后臺再次判斷后，通知相關(guān)的運(yùn)檢人員但現(xiàn)場進(jìn)行確認(rèn)處理。同時，為了保障數(shù)據(jù)安全，就地控制器在傳輸數(shù)據(jù)時，采用電力調(diào)度后臺要求的數(shù)據(jù)加密方式，以便接入電力調(diào)度后臺。

4 應(yīng)用前景

由于現(xiàn)在已經(jīng)步入了智能化的技術(shù)發(fā)展時代，各個行業(yè)領(lǐng)域中的技術(shù)設(shè)備和系統(tǒng)建設(shè)都在逐漸向著自動化以及智能化的方向發(fā)展，那么，對應(yīng)的臨時保供線路自動化監(jiān)控系統(tǒng)的研究和發(fā)展也必然會朝著智能化的方向前進(jìn)。由于臨時保供線路具有的臨時性的特點(diǎn)，因此對該線路的自動化監(jiān)控成為電力線路的盲點(diǎn)和難點(diǎn)。因此，為了能夠更好地保證臨時保供線路可以在短時間內(nèi)安全穩(wěn)定地運(yùn)行，就需要額外去花費(fèi)很多的人力成本和建設(shè)資金。但是，如果合理地采用本文所研究的保供線路自動化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，以此來保證臨時保供線路能夠在短時間內(nèi)安全穩(wěn)定運(yùn)行，就僅僅需要相關(guān)工程人員去根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)提供的相關(guān)問題信息，及時派遣維修人員前往配網(wǎng)現(xiàn)場進(jìn)行確認(rèn)和處理，就能夠大幅度降低臨時保供線路的運(yùn)行成本和人力資源的耗費(fèi)，此類自動化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必然能夠具備特別廣泛的運(yùn)用前景。

5 結(jié)語

總的來說，要想讓國內(nèi)電力行業(yè)發(fā)展獲得更進(jìn)一步的推動，就要對其各項(xiàng)工程技術(shù)的研究展開更加深入的鉆研，將包括臨時保供線路自動化監(jiān)控設(shè)計(jì)技術(shù)在內(nèi)的相關(guān)技術(shù)做出全面的創(chuàng)新和突破，以此讓國內(nèi)電力行業(yè)發(fā)展向著更加自動化和智能化的方向前進(jìn)，讓其各項(xiàng)電力工程的安全性和高效性得到進(jìn)一步保障，讓我國的社會經(jīng)濟(jì)效益發(fā)展得到更好的推動。