遠程在線監測10 kV水電共線并網的雙向調壓系統裝置

周雄　肖宏　何森

摘 要：針對10 kV水電共線并網雙向調壓裝置使用中存在的問題，提出一種遠程在線監測系統裝置，應用物聯網新概念解決小水電并網對農戶用電的影響，方便電力部門管理調壓裝置，促進農戶正常發電、用電。

關鍵詞：小水電；BSVR；遠程在線監測；物聯網；配電線路

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2018）03-0-02

0 引 言

隨著農網的不斷發展，BSVR能夠自動識別線路潮流并實現雙向調壓，解決了線路電壓不穩定的問題[1]。但目前BSVR上沒有任何監測設備，當BSVR出現故障時，供電部門無法及時得知，因此為調度和搶修人員提出了新的要求，要求他們清楚BSVR的實際運行方式，以免導致延長線路停電時間、增大故障巡線人員工作量等狀況出現，甚至發生誤調度、誤操作等事故（輕則引起配網事故，重則發生人身傷亡事故）。因此，對10 kV水電共線并網雙向調壓裝置的改良研究就成為目前急需解決的問題。

1 10 kV水電共線并網BSVR使用現狀及存在的主要問題

本文以廣西永福縣堡九槽10 kV長距離輸電線路為例進行分析。10 kV堡九槽線主線長度為62.908 km，總容量為4500 kVA，同時該線路上有2個小水電站接入，變電站出口電壓為11 kV，豐水期有功功率為1 490 kW，功率因數為0.85。豐水期時，線路電壓過高，而線路上的低壓用戶電壓不合格，給小水電及變電站的安全運行帶來了很大的隱患[2]。根據用戶要求和線路的實際情況，在主干線46#桿前端安裝容量為3 000 kVA的BSVR（調壓范圍為-15%～+15%）。豐水期電壓示意圖如圖1所示。

安裝BSVR前后，豐水期線路各點電壓見表1所列。

在主干線46#桿處安裝BSVR饋線自動調壓器，使得線路在豐水期工作在降壓狀態，保證調壓器靠近變電站一側電壓保持現有狀態，降低調壓器二次側輸出電壓，從而降低小水電向主網輸送電能的門限電壓，經調壓器升高后電能可送向變電站，既保證了送電又使得線路上的低壓用戶用電合格[3]。

2 解決方案

BSVR安裝在野外配電線路，與供電部門距離較遠。通過分析目前BSVR存在的問題以及供電部門的工作模式可以發現，造成問題的原因主要是供電部門并不知道BSVR出現故障或某個環節出現故障。所以提出一種遠程在線監測系統[4]，使供電部門能夠實時監測BSVR的運行狀況，在第一時間趕赴現場維修，最大限度減少對用戶用電的影響。

遠程在線監測系統示意圖如圖2所示。

2.1 遠程在線監測系統組成及工作原理

為了實現BSVR遠程監測，系統必須具備監測現場BSVR信息提取、存儲、備份，監測信息加工，遠距離網絡傳輸，信息接收和監測信息的輸出等功能。因此，遠程監測系統分為信息采集與處理、數據存儲與管理、遠程監測與報警等三部分。

此系統采用4G物聯網，配合使用花生殼軟件進行無線數據傳輸，可更好地實現遠程在線監測。物聯網是（Internet of Things，IoT）通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按照約定的協議把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網就是“物物相連的互聯網”。其中，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，可進行信息交換和通信[5]。花生殼軟件是一個動態域名簡析軟件，如果使用花生殼服務，無論在任何地點、時間、線路，均可通過固定的花生殼域名訪問遠程主機服務。

2.1.1 信息采集與處理部分

信息采集與處理部分由前置電壓互感器，調壓器本體內置電壓互感器，電流互感器，油溫檢測模塊，瓦斯氣體濃度檢測模塊及數據采集箱組成，由其采集信息并傳輸到計算機進行處理。由于4G物聯網穩定性高且費用低，可實現無線數據傳輸，所以本裝置配備4G物聯網數據通信模塊進行數據的無線傳輸[6]。

2.1.2 數據存儲與管理部分

監測中心計算機自動把上傳數據存入數據庫中，在BSVR發生故障時發出報警信號，提醒工作人員進行處理。數據庫根據接收信息自動更新，可供供電局后續進行歷史數據檢索，并完成相關統計工作。

2.1.3 遠程監測與報警

BSVR與監測中心通過4G物聯網連接，使監測點工作人員能夠看到BSVR的實時數據和運行狀況，當BSVR發生故障時，監測中心會收到報警信號。遠程監測系統的后臺監測狀態如圖3所示。

2.2 遠程在線監測系統功能

2.2.1 實時監測

采集BSVR調壓前后的實時（采樣時間間隔1.5 ms）電壓、電流、有載分接開關檔位、調壓器油溫、油箱內瓦斯氣體濃度以及正常/旁路狀態信號，然后送入控制器，將其轉換為數字信號，并完成數據分析、存儲以及顯示，最后通過4G物聯網實現與后臺軟件系統的通信，以便監測數據的進一步處理。

2.2.2 報警

當BSVR發生故障時，監控終端在第一時間自動發送報警信號，包括故障原因、主站管理軟件等。供電局值班人員立即通知線路搶修技術人員到現場進行有針對性的維修，盡快解決故障，使BSVR盡早恢復正常。為用戶提供經濟、可靠、穩定的電力供應。

2.2.3 數據儲存管理

上報的數據可自動記錄、自動儲存，歷史數據不丟失，過后可實現歷史數據檢索，有利于提高供電局的工作效率。

2.3 遠程在線監測系統特點

2.3.1 內設工業時鐘，精確計時

系統內部安裝工業時鐘，可精確計時，每隔1.5 ms采集并更新一次數據。

2.3.2 自動定時上報和事件觸發報警功能

系統具有自動定時上報功能，每隔1.5 ms上報一次數據。如果BSVR發生故障，則報警功能啟動，發出報警信號。

2.3.3 通信協議完善，組態軟件支持，用戶免開發

傳統運營商的數據網絡需要固定的IP地址，而使用花生殼軟件傳輸數據則無需固定IP地址，用戶無需自行開發。

2.3.4 4G物聯網穩定性高費用低，可實現無線數據傳輸

由于傳統收取固定資費的運營商寬帶網絡費用昂貴，而此系統的數據上報無需較高的實時性無線數據傳輸，故采用費用更低的4G物聯網，穩定性更高。

2.3.5 結構簡單，維護方便

該系統結構簡單，維護工作量小，無需承擔通道的維護費用。

2.3.6 便于改造安裝和系統擴展

本系統采用4G物聯網作為傳輸通道，安裝時只需要在監測點和監測中心安裝就地設備即可，安裝和系統擴展十分方便。

3 結 語

本文針對BSVR在10 kV水電共線并網配電線路使用中存在的問題，提出了加入遠程在線監測系統的解決方案。通過分析論證遠程在線監測系統的組成、功能及特點，表明此遠程在線監測系統適用于BSVR在10 kV水電共線并網配電線路中的使用，可快速發現并解決故障，為用戶提供經濟、可靠、穩定的電力供應。

參考文獻

[1]葉勝.小水電群區域電網電壓控制問題研究[D].廣州：廣東工業大學，2010.

[2]李穎峰.含小水電的長距離配電線路電壓質量改善[J].陜西理工學院學報（自然科學版），2013，29（2）：31-33.

[3]李穎峰.自動調壓器在10 kV線路中的應用[J].廣東電力，2013，26（3）：62-64.

[4]鄧紅湘，黃險峰.農村電網遠程監控系統[J].廣東電力，2005，18 （7）：45-47.

[5]劉云浩.物聯網導論[M].北京：科學出版社， 2011.

[6]石志國，王志良，丁大偉.物聯網技術與應用[M].北京：清華大學出版社，2012.

[7]韓四滿，李秀廣.基于物聯網的輸變配電在線監測技術研究及應用[J].物聯網技術，2014，4（11）：16-18.

[8]陳振曉，劉前進，林健雄.物聯網技術在變電站在線監測中的應用研究[J].物聯網技術，2017，7（9）：23-25.