配電變壓器在線監測在配網管理中的應用

魏彥樂

摘要：以負荷管理系統資源為基礎建立公用配變在線監測系統，進行線損分析需要以應用各類數據為基礎，同時各類數據的應用為優化設備管理提供了理論依據。對于公用變壓器來說，其穩定運行能夠提高配電網的電壓質量，以及供電的可靠性。通過對配電設備進行優化管理，可以進一步提高配電自動化的進程。在電費結算過程中，雖然公用變壓器不直接參與，但是無法用簡單的數字表達其所產生的間接的經濟效益和管理效益。

關鍵詞：公用配變監測 遠方抄表 無功補償

1 公用配變管理現狀

配電網是供配電系統中最主要的環節。對于配電管理來說，通常情況下，主要包括：管理10KV和0.4KV線路，以及管理低壓的配電變壓器等，其管理范圍涉及整個供電區。城鄉配電網網點眾多，但比較分散，配網供電管理人手有限，僅憑電力工作者現場檢測和維護，很難保證電網設備安全運行。

配電管理人員一般根據以下幾種方式來判斷公用變壓器的運行狀況：

①每月一次用來電費結算的人工抄表數據，進一步了解和掌握居民的用電情況，同時對公用變壓器的負載情況進行間接的推測。②對變壓器的運行情況，每月依次對配網變壓器進行抄表數據，通過采用線損計算進行相應的判定。一般情況下，按照典型日的人工抄表的數據，定期制作上報的電壓質量合格率，以及配電網可靠性統計等報表。③現場巡視。對配電網進行檢測，由于缺乏相應的現代化檢測手段，進而在檢測過程中，一方面耗費精力和時間，另一方面不能詳細反映實際問題，同時不能作為理論依據。對于公用配變和各種配電網來說，由于管理水平低，進而降低了二次設備的運行效率，進一步使得配電網10KV線損和低壓線損一直處于較高的地位。

2 存在的問題

2.1 人工抄表缺乏實時性，信息量少、效率低。受諸多客觀因素的影響和制約，通過人工方式進行抄表，由于沒有進行及時的抄表，進而難以保證抄表數據的質量，使得數據缺乏實時性、準確性。另外通過人工方式進行抄表，一方面實時監測臺區和綜合分析經濟運行的條件往往不具備，另一方面是檢測效率低，人工成本高。

2.2 不能及時勘察了解斷相、失壓、相位錯誤等情況。對于抄表人員來說，其日常工作就是抄表，并且每月只進行一次現場抄表，在配電和計量專業技能方面，由于沒有對抄表人員進行相關的培訓，使得抄表人員沒有意識到數據的重要性，在他們看來表計能走就是正常。沒有采取措施及時的了解和處理斷相、失壓、相位錯誤等狀況。嚴重影響10KV的配電網的線損和低壓線損等，在線路方面，由于公用變壓器相對較多，進而產生嚴重影響。

2.3 不能實時監測輕載、超載、三相不平衡狀況。商住小區的數量隨著經濟的發展逐漸增多，同時人們的生活水平也在不斷的提高，為了滿足用戶的用電需要，只有不斷增加公用線路上的公變臺區數量，由于大部分臺變按照滿負荷進行設計，進而在使用過程中，受各種因素的影響和制約，導致大量臺區超載、輕載、三相不平衡等，造成一定的經濟損失，主要表現為：①受線路超載的影響，容易引發開關發生爆炸、變壓器容易發生火災等，在一定程度上嚴重損壞用電設備，同時造成周圍供電區停電等。②變壓器的運行效率因輕載而降低，造成10KV線損和低壓線損增加。③居民用戶電壓受三相不平衡的影響，導致電壓出現過高、過低現象，供電質量大大降低，并且容易引發用電糾紛。

2.4 功率因數低。由于負荷結構比較復雜，非線性負載、電動機直接起動，以及家用電器設備增多等，在一定程度上降低了部分公用配變所的電壓質量。

2.5 居民負荷峰、谷差明顯。對于公用變壓器來說，由于所帶用戶主要是居民，因此其負荷存在明顯的峰、谷差現象。隨著季節的變化，用電負荷往往存在較大的差異性。部分變壓器在用電高峰期會出現超載現象，直接影響其正常的運行。

3 解決策略

3.1 目前實時信息在線監測的有關技術手段分析。公用配變在線監測是對配網進行在線的智能化監控管理，是提高供電可靠性、改善供電質量、提升配網管理水平的重要手段，同時也是智能配網的重要環節。

目前，國內在采集公用配變數據方面，對于有些供電部門來說，主要是利用公配無功補償裝置中存儲的常用數據，這種數據通常情況下也需要工作人員深入現場進行采集，而且數據缺乏精度性。對于個別單位來說，在配網中，雖然配備了自動化系統的FTU，相關數據能夠傳輸。但是，這種設備施工周期比較長、投資大、見效慢。

3.2 公用配變在線監測系統與負荷管理系統共享資源投資小、見效快。對于公用配變監測系統來說，根據接受的指令，對各項數據進行采集和存儲，同時借助無線通道將數據傳輸到主站。采用標準化、模塊化設計終端硬件，這種設計模式，一方面便于維修，另一方面便于系統升級、改造，以及擴展功能等。

根據數據分析的實際情況，主站在數據庫中分門別類地保存數據。即對工作平臺和數據庫的管理功能進行統一，同時確保功能模塊之間的獨立性，根據實際需求整合各模塊之間的數據。采用分布式結構對主站進行處理，為拓展公用配變在線監測功能提供方便。

3.3 采取技術措施，挖掘數據。對于現場終端使用的CPU、A/D、內存等，通常采用成本低、性能優越的單片機，12位六通道的ADS7864Y，以及DS1245Y（128K）失電保護RAM等進行處理，采樣的精度度、可靠性等得到進一步的提高，采用MCS96匯編語言開發軟件。

為了建立健全數據結構，通常需要基礎數據進行重組，以及對二次應用數據進行挖掘等，為公用配變數據分析提供準確、完整的數據；為了形成新的數據管理機制和方法，根據實際需求，對各組信息進行采集和創建，同時豐富和拓展了系統的功能，以數據管理為基礎，結合公用配變現場實際運行情況，以工作實際應用為導向，重新組建公用配變在線監測系統，在配電自動化系統中，這是重要組成部分。

3.4 挖掘二次應用數據，通過技術解決問題。①依據24小時電表數據，確保抄表的實時性和準確性。通過充分的利用24小時存儲的電表數據，對公用配變實現遠方抄表，確保了抄表數據的實時性和準確性。實時、準確地分析了配電網的10KV的線損情況；通過遠方的方式對公用配變進行抄表，一方面人工抄表產生的誤差大大減少，另一方面為實施峰谷差電價奠定信息基礎，更重要的是抄表人員的勞動強度和抄表成本明顯降低。②依據24點的電壓、電流、相位等數據，對失壓、斷相、相位錯誤等進行及時的發現和處理。對24點的電壓、電流、相位等，通過進行監測，進而對失壓、斷相、相位錯誤等進行及時的發現和處理，對計量接線的錯誤進行準確的判斷和糾正，對于表計故障和二次回路故障等可以及時的排除。③根據24小時電量、功率等，對比分析相應的基礎數據，及時發現輕載、超載、三相不平衡。結合每日24小時電量、功率的實際情況，對比分析相應的基礎數據。對線路的輕載、超載、三相不平衡等現象進行及時的發現；根據這些數據，配電工作人員在相關路段及居民小區增加新的變壓器，通過對原有的變壓器進行增、減容量，進一步緩解變壓器的輕載、超載、三相不平衡等狀況。④結合有功功率、無功功率、功率因數等，實施無功補償。在我國，線損的分配結構主要表現為：110KV以上：35KV：10KV及以下=1：1.5：2.5，通過線損結構可以發現線損主要集中在低壓配電網上。對于低壓配網來說，無功補償是降低線損最有效、最直接的方法。對于補償的電容容量，主站結合有功功率、無功功率和功率因數等進行計算，然后對控制信號進行輸出，無功補償的投切方案會自動生成。⑤對于不同季節公用配變負荷變化的情況，依據最大需量及時標、電壓電流極值、平均值等進行勘察。對于公用配變來說，其監測的數據，一方面包括實時及歷史的每日24點的各組數據，另一方面包括最大需量及時標、電壓電流極值、平均值等。每種數據經過后臺軟件的處理，進入歷史數據查詢系統，變壓器一天的負荷變化情況可以從曲線圖中直觀的了解，同時能夠了解不同季節公用配變負荷變化的情況。

4 結束語

公用配變在線監測系統的應用，使電力配電網管理更集約、更專業、更扁平，為電網企業及時掌握配網設備運行狀態，整體規劃、改造升級、運維配網提供了有力的數據支撐，將為建設堅強、智能配電網打下堅實基礎。

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