配變狀態在線安全巡視裝置的研制

肖鵬飛，許杏桃，高崢嶸，李 然，盧仁軍

（1.江蘇安方電力科技有限公司，江蘇 泰州 225300；2.國網泰州供電公司，江蘇 泰州 225300）

1 裝置研制的背景及特點

配電變壓器是電力系統的末端設備，直接面向電力用戶，其安全運行直接關系到電網供電的可靠性和安全性。長期以來，我國一直堅持以預防性試驗及人工巡檢對變壓器的運行狀況進行判斷，預防變壓器事故的發生。隨著電網規模的不斷擴大，設備檢修維護的任務繁重，費用巨大，定期檢修方式會使配電變壓器存在過修和失修問題，造成資源浪費，引發安全隱患，同時，停電檢修會影響生產生活用電；人工巡檢方式不能及時有效發現配電變壓器隱患和故障[1]。本文研制一種配變狀態在線安全巡視裝置，實現配電變壓器實時在線監測與主動預警。

2 技術方案及原理

本文提出一種基于ARM和TD-LTE通信技術的配電變壓器運行狀態在線監控方案，通過計算機程序設計配電變壓器運行監控后臺軟件，遠程連接各個配電變壓器的在線監測及安全巡視裝置，對配電變壓器和熔絲進行圖像采集、處理、噪音分析、風速、水位以及溫濕度變化等非電氣量信息管理，并進行狀態診斷。其中數字圖像處理部分是本項目的關鍵技術范圍，針對攝像頭前端所獲取的靜態數字圖像數據采用合適的圖像處理算法，將配電變壓器的異常入侵（如風箏、氣球等異物）自動檢測出來并通知系統后臺，同時將入侵圖像進行壓縮并發送給后臺，供后臺進行實時查看，實現監控圖像自動采集，自動入侵檢測，自動發送入侵結果等功能。監測系統的硬件部分采用模塊化設計方式，按照不同功能進行相關硬件電路的設計，并通過具體電路連接來實現配變狀態檢測功能[2]。其硬件主要由電源模塊、參數采集模塊、主控電路和4G通信模塊4部分構成。硬件結構框如圖1所示。

監控軟件部分的實現，則是采用Socket通信進行編寫，并建立后臺數據庫，存儲所有配電變壓器的參數信息。通過計算判斷配電變壓器狀態是否異常進而發出報警信息，并將變壓器各項參數及時準確發送到監控室，配合監控人員迅速做出判斷[3]。

本裝置可實時監測變壓器運行狀態，通過高清攝像頭拍攝變壓器不同方位照片，運用圖像辨識技術以分析檢測其外部異物等非正常工作狀態，并實時告警。整個裝置的功能框如圖2所示，研制的樣機實物如圖3所示。

3 現場應用及分析

本裝置配變狀態在線安全巡視裝置已在泰州35 kV前進變10 kV前泗1#線和110 kV許莊變10 kV許泗1#線上試運行。本裝置在現場應用時的工作圖如圖4所示。

圖1 硬件結構框

圖2 裝置的功能框

圖3 樣機的實物

圖4 本裝置在現場工作圖

本裝置在白天實時監控所拍攝的變壓器外部照片和熔斷器照片分別如圖5和圖6所示。

圖5 本裝置實時監控變壓器外部

圖6 本裝置實時監控變壓器熔斷器

該裝置的應用，可實現配電變壓器運行狀態、噪聲、溫濕度、風速等全方位的非電氣量的實時在線監測，可有效減少配變維護人員的日常巡檢工作量，由人工巡檢方式轉變為智能巡檢方式，提高巡檢效率。

4 結語

本裝置研制的配變狀態在線安全巡視裝置，可實時獲取配變當前運行狀態的圖像與振動噪聲，并監測其環境溫濕度、風速、水位（箱變）等，實現配變的在線巡視與主動預警。該裝置利用非電氣量的監測，實現配變運行的安全監測，工程簡便，無操作風險；該裝置的應用，可有效減少配變維護人員的日常工作量，提高配變檢修效率，降低配變維護費用；同時，可有效降低配變事故，減少居民停電時間，提高供電安全可靠性，經濟效益、社會效益顯著。

[參考文獻]

[1]趙艷龍，李勤超，周立中.配電網線路及其智能配變無功狀態在線監測平臺設計與應用[J].浙江電力，2017（11）：57-60.

[2]鄒鳳英.配電變壓器在線監測系統的應用狀況及建議[J].江蘇電機工程，2006（3）：39-41.

[3]潘建兵，曹蓓，徐在德，等.臺區低壓開關運行狀態在線監測的研究及應用[J].江西電力，2017（8）：23-26，39.