遠程在線監(jiān)測10 kV水電共線并網(wǎng)的雙向調壓系統(tǒng)裝置

周雄　肖宏　何森

摘 要：針對10 kV水電共線并網(wǎng)雙向調壓裝置使用中存在的問題，提出一種遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)裝置，應用物聯(lián)網(wǎng)新概念解決小水電并網(wǎng)對農(nóng)戶用電的影響，方便電力部門管理調壓裝置，促進農(nóng)戶正常發(fā)電、用電。

關鍵詞：小水電；BSVR；遠程在線監(jiān)測；物聯(lián)網(wǎng)；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(nóng)網(wǎng)的不斷發(fā)展，BSVR能夠自動識別線路潮流并實現(xiàn)雙向調壓，解決了線路電壓不穩(wěn)定的問題[1]。但目前BSVR上沒有任何監(jiān)測設備，當BSVR出現(xiàn)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(xiàn)，甚至發(fā)生誤調度、誤操作等事故（輕則引起配網(wǎng)事故，重則發(fā)生人身傷亡事故）。因此，對10 kV水電共線并網(wǎng)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(wǎng)BSVR使用現(xiàn)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(shù)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(jù)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(tài)，保證調壓器靠近變電站一側電壓保持現(xiàn)有狀態(tài)，降低調壓器二次側輸出電壓，從而降低小水電向主網(wǎng)輸送電能的門限電壓，經(jīng)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(fā)現(xiàn)，造成問題的原因主要是供電部門并不知道BSVR出現(xiàn)故障或某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障。所以提出一種遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)[4]，使供電部門能夠實時監(jiān)測BSVR的運行狀況，在第一時間趕赴現(xiàn)場維修，最大限度減少對用戶用電的影響。

遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)示意圖如圖2所示。

2.1 遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)組成及工作原理

為了實現(xiàn)BSVR遠程監(jiān)測，系統(tǒng)必須具備監(jiān)測現(xiàn)場BSVR信息提取、存儲、備份，監(jiān)測信息加工，遠距離網(wǎng)絡傳輸，信息接收和監(jiān)測信息的輸出等功能。因此，遠程監(jiān)測系統(tǒng)分為信息采集與處理、數(shù)據(jù)存儲與管理、遠程監(jiān)測與報警等三部分。

此系統(tǒng)采用4G物聯(lián)網(wǎng)，配合使用花生殼軟件進行無線數(shù)據(jù)傳輸，可更好地實現(xiàn)遠程在線監(jiān)測。物聯(lián)網(wǎng)是（Internet of Things，IoT）通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按照約定的協(xié)議把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。其中，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)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(tài)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(shù)據(jù)采集箱組成，由其采集信息并傳輸?shù)接嬎銠C進行處理。由于4G物聯(lián)網(wǎng)穩(wěn)定性高且費用低，可實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸，所以本裝置配備4G物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信模塊進行數(shù)據(jù)的無線傳輸[6]。

2.1.2 數(shù)據(jù)存儲與管理部分

監(jiān)測中心計算機自動把上傳數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中，在BSVR發(fā)生故障時發(fā)出報警信號，提醒工作人員進行處理。數(shù)據(jù)庫根據(jù)接收信息自動更新，可供供電局后續(xù)進行歷史數(shù)據(jù)檢索，并完成相關統(tǒng)計工作。

2.1.3 遠程監(jiān)測與報警

BSVR與監(jiān)測中心通過4G物聯(lián)網(wǎng)連接，使監(jiān)測點工作人員能夠看到BSVR的實時數(shù)據(jù)和運行狀況，當BSVR發(fā)生故障時，監(jiān)測中心會收到報警信號。遠程監(jiān)測系統(tǒng)的后臺監(jiān)測狀態(tài)如圖3所示。

2.2 遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)功能

2.2.1 實時監(jiān)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(tài)信號，然后送入控制器，將其轉換為數(shù)字信號，并完成數(shù)據(jù)分析、存儲以及顯示，最后通過4G物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)與后臺軟件系統(tǒng)的通信，以便監(jiān)測數(shù)據(jù)的進一步處理。

2.2.2 報警

當BSVR發(fā)生故障時，監(jiān)控終端在第一時間自動發(fā)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(xiàn)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(jīng)濟、可靠、穩(wěn)定的電力供應。

2.2.3 數(shù)據(jù)儲存管理

上報的數(shù)據(jù)可自動記錄、自動儲存，歷史數(shù)據(jù)不丟失，過后可實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)檢索，有利于提高供電局的工作效率。

2.3 遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)特點

2.3.1 內設工業(yè)時鐘，精確計時

系統(tǒng)內部安裝工業(yè)時鐘，可精確計時，每隔1.5 ms采集并更新一次數(shù)據(jù)。

2.3.2 自動定時上報和事件觸發(fā)報警功能

系統(tǒng)具有自動定時上報功能，每隔1.5 ms上報一次數(shù)據(jù)。如果BSVR發(fā)生故障，則報警功能啟動，發(fā)出報警信號。

2.3.3 通信協(xié)議完善，組態(tài)軟件支持，用戶免開發(fā)

傳統(tǒng)運營商的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡需要固定的IP地址，而使用花生殼軟件傳輸數(shù)據(jù)則無需固定IP地址，用戶無需自行開發(fā)。

2.3.4 4G物聯(lián)網(wǎng)穩(wěn)定性高費用低，可實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸

由于傳統(tǒng)收取固定資費的運營商寬帶網(wǎng)絡費用昂貴，而此系統(tǒng)的數(shù)據(jù)上報無需較高的實時性無線數(shù)據(jù)傳輸，故采用費用更低的4G物聯(lián)網(wǎng)，穩(wěn)定性更高。

2.3.5 結構簡單，維護方便

該系統(tǒng)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(tǒng)擴展

本系統(tǒng)采用4G物聯(lián)網(wǎng)作為傳輸通道，安裝時只需要在監(jiān)測點和監(jiān)測中心安裝就地設備即可，安裝和系統(tǒng)擴展十分方便。

3 結 語

本文針對BSVR在10 kV水電共線并網(wǎng)配電線路使用中存在的問題，提出了加入遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)的解決方案。通過分析論證遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)的組成、功能及特點，表明此遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)適用于BSVR在10 kV水電共線并網(wǎng)配電線路中的使用，可快速發(fā)現(xiàn)并解決故障，為用戶提供經(jīng)濟、可靠、穩(wěn)定的電力供應。

參考文獻

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