配电变压器在线监测在配网管理中的应用

魏彦乐

摘要：以负荷管理系统资源为基础建立公用配变在线监测系统，进行线损分析需要以应用各类数据为基础，同时各类数据的应用为优化设备管理提供了理论依据。对于公用变压器来说，其稳定运行能够提高配电网的电压质量，以及供电的可靠性。通过对配电设备进行优化管理，可以进一步提高配电自动化的进程。在电费结算过程中，虽然公用变压器不直接参与，但是无法用简单的数字表达其所产生的间接的经济效益和管理效益。

关键词：公用配变监测 远方抄表 无功补偿

1 公用配变管理现状

配电网是供配电系统中最主要的环节。对于配电管理来说，通常情况下，主要包括：管理10KV和0.4KV线路，以及管理低压的配电变压器等，其管理范围涉及整个供电区。城乡配电网网点众多，但比较分散，配网供电管理人手有限，仅凭电力工作者现场检测和维护，很难保证电网设备安全运行。

配电管理人员一般根据以下几种方式来判断公用变压器的运行状况：

①每月一次用来电费结算的人工抄表数据，进一步了解和掌握居民的用电情况，同时对公用变压器的负载情况进行间接的推测。②对变压器的运行情况，每月依次对配网变压器进行抄表数据，通过采用线损计算进行相应的判定。一般情况下，按照典型日的人工抄表的数据，定期制作上报的电压质量合格率，以及配电网可靠性统计等报表。③现场巡视。对配电网进行检测，由于缺乏相应的现代化检测手段，进而在检测过程中，一方面耗费精力和时间，另一方面不能详细反映实际问题，同时不能作为理论依据。对于公用配变和各种配电网来说，由于管理水平低，进而降低了二次设备的运行效率，进一步使得配电网10KV线损和低压线损一直处于较高的地位。

2 存在的问题

2.1 人工抄表缺乏实时性，信息量少、效率低。受诸多客观因素的影响和制约，通过人工方式进行抄表，由于没有进行及时的抄表，进而难以保证抄表数据的质量，使得数据缺乏实时性、准确性。另外通过人工方式进行抄表，一方面实时监测台区和综合分析经济运行的条件往往不具备，另一方面是检测效率低，人工成本高。

2.2 不能及时勘察了解断相、失压、相位错误等情况。对于抄表人员来说，其日常工作就是抄表，并且每月只进行一次现场抄表，在配电和计量专业技能方面，由于没有对抄表人员进行相关的培训，使得抄表人员没有意识到数据的重要性，在他们看来表计能走就是正常。沒有采取措施及时的了解和处理断相、失压、相位错误等状况。严重影响10KV的配电网的线损和低压线损等，在线路方面，由于公用变压器相对较多，进而产生严重影响。

2.3 不能实时监测轻载、超载、三相不平衡状况。商住小区的数量随着经济的发展逐渐增多，同时人们的生活水平也在不断的提高，为了满足用户的用电需要，只有不断增加公用线路上的公变台区数量，由于大部分台变按照满负荷进行设计，进而在使用过程中，受各种因素的影响和制约，导致大量台区超载、轻载、三相不平衡等，造成一定的经济损失，主要表现为：①受线路超载的影响，容易引发开关发生爆炸、变压器容易发生火灾等，在一定程度上严重损坏用电设备，同时造成周围供电区停电等。②变压器的运行效率因轻载而降低，造成10KV线损和低压线损增加。③居民用户电压受三相不平衡的影响，导致电压出现过高、过低现象，供电质量大大降低，并且容易引发用电纠纷。

2.4 功率因数低。由于负荷结构比较复杂，非线性负载、电动机直接起动，以及家用电器设备增多等，在一定程度上降低了部分公用配变所的电压质量。

2.5 居民负荷峰、谷差明显。对于公用变压器来说，由于所带用户主要是居民，因此其负荷存在明显的峰、谷差现象。随着季节的变化，用电负荷往往存在较大的差异性。部分变压器在用电高峰期会出现超载现象，直接影响其正常的运行。

3 解决策略

3.1 目前实时信息在线监测的有关技术手段分析。公用配变在线监测是对配网进行在线的智能化监控管理，是提高供电可靠性、改善供电质量、提升配网管理水平的重要手段，同时也是智能配网的重要环节。

目前，国内在采集公用配变数据方面，对于有些供电部门来说，主要是利用公配无功补偿装置中存储的常用数据，这种数据通常情况下也需要工作人员深入现场进行采集，而且数据缺乏精度性。对于个别单位来说，在配网中，虽然配备了自动化系统的FTU，相关数据能够传输。但是，这种设备施工周期比较长、投资大、见效慢。

3.2 公用配变在线监测系统与负荷管理系统共享资源投资小、见效快。对于公用配变监测系统来说，根据接受的指令，对各项数据进行采集和存储，同时借助无线通道将数据传输到主站。采用标准化、模块化设计终端硬件，这种设计模式，一方面便于维修，另一方面便于系统升级、改造，以及扩展功能等。

根据数据分析的实际情况，主站在数据库中分门别类地保存数据。即对工作平台和数据库的管理功能进行统一，同时确保功能模块之间的独立性，根据实际需求整合各模块之间的数据。采用分布式结构对主站进行处理，为拓展公用配变在线监测功能提供方便。

3.3 采取技术措施，挖掘数据。对于现场终端使用的CPU、A/D、内存等，通常采用成本低、性能优越的单片机，12位六通道的ADS7864Y，以及DS1245Y（128K）失电保护RAM等进行处理，采样的精度度、可靠性等得到进一步的提高，采用MCS96汇编语言开发软件。

为了建立健全数据结构，通常需要基础数据进行重组，以及对二次应用数据进行挖掘等，为公用配变数据分析提供准确、完整的数据；为了形成新的数据管理机制和方法，根据实际需求，对各组信息进行采集和创建，同时丰富和拓展了系统的功能，以数据管理为基础，结合公用配变现场实际运行情况，以工作实际应用为导向，重新组建公用配变在线监测系统，在配电自动化系统中，这是重要组成部分。

3.4 挖掘二次应用数据，通过技术解决问题。①依据24小时电表数据，确保抄表的实时性和准确性。通过充分的利用24小时存储的电表数据，对公用配变实现远方抄表，确保了抄表数据的实时性和准确性。实时、准确地分析了配电网的10KV的线损情况；通过远方的方式对公用配变进行抄表，一方面人工抄表产生的误差大大减少，另一方面为实施峰谷差电价奠定信息基础，更重要的是抄表人员的劳动强度和抄表成本明显降低。②依据24点的电压、电流、相位等数据，对失压、断相、相位错误等进行及时的发现和处理。对24点的电压、电流、相位等，通过进行监测，进而对失压、断相、相位错误等进行及时的发现和处理，对计量接线的错误进行准确的判断和纠正，对于表计故障和二次回路故障等可以及时的排除。③根据24小时电量、功率等，对比分析相应的基础数据，及时发现轻载、超载、三相不平衡。结合每日24小时电量、功率的实际情况，对比分析相应的基础数据。对线路的轻载、超载、三相不平衡等现象进行及时的发现；根据这些数据，配电工作人员在相关路段及居民小区增加新的变压器，通过对原有的变压器进行增、减容量，进一步缓解变压器的轻载、超载、三相不平衡等状况。④结合有功功率、无功功率、功率因数等，实施无功补偿。在我国，线损的分配结构主要表现为：110KV以上：35KV：10KV及以下=1：1.5：2.5，通过线损结构可以发现线损主要集中在低压配电网上。对于低压配网来说，无功补偿是降低线损最有效、最直接的方法。对于补偿的电容容量，主站结合有功功率、无功功率和功率因数等进行计算，然后对控制信号进行输出，无功补偿的投切方案会自动生成。⑤对于不同季节公用配变负荷变化的情况，依据最大需量及时标、电压电流极值、平均值等进行勘察。对于公用配变来说，其监测的数据，一方面包括实时及历史的每日24点的各组数据，另一方面包括最大需量及时标、电压电流极值、平均值等。每种数据经过后台软件的处理，进入历史数据查询系统，变压器一天的负荷变化情况可以从曲线图中直观的了解，同时能够了解不同季节公用配变负荷变化的情况。

4 结束语

公用配变在线监测系统的应用，使电力配电网管理更集约、更专业、更扁平，为电网企业及时掌握配网设备运行状态，整体规划、改造升级、运维配网提供了有力的数据支撑，将为建设坚强、智能配电网打下坚实基础。

参考文献：

[1]李丹春.浅谈变压器的在线监测[J].中国高新技术企业，2009（01）.

[2]张祥魁，陈志勇，孔繁霄.在线监测技术在电力设备中的应用[J].河北电力技术，2010（03）.

[3]李海强，许晓东.电力设备在线监测技术的开发应用分析[J]. 黑龙江科技信息，2010（19）.