論柱上變壓器智能化改造及物聯網技術的應用

才效英 李煜 陸渤

【摘 要】科技的進步和社會的發展，促使電力建設逐漸向著智能化發展，供電企業對智能電網的重視程度也與日俱增。基于此，文章從柱上變壓器的結構和保護方式入手，分析柱上變壓器存在的不足，并基于物聯網，探究智能化改造方案，旨在為相關人員提供參考，為電網的正常運行提供保障。

【關鍵詞】柱上變壓器；智能化改造；物聯網技術；應用

一、柱上變壓器的組成及保護方式

（一）柱上變壓器的組成

當前配電變壓器一般有以下部分組成：一，跌落式熔斷器開關；二，高壓避雷器；三，變壓器；四，低壓配電箱。圖1所示是一種常見的柱上變壓器的布置圖。

（二）柱上變壓器的保護方式

傳統的柱上變壓器主要由跌落式熔斷器提供短路過流保護，雖然使用簡單、成本低，但其短路保護及過流保護性能都難以滿足安全運行需要，而且由于市場上廠家繁多，質量參差不齊，常見誤動、異常脫落或保護不作用等，引起配電事故，進而引起主站保護跳閘，全線路停電。另外，跌落式熔斷器保護動作時，可能會發生缺相運行。熔斷器由于熔斷時不一定完全同步，一相先熔斷滅弧后，其余的熔絲還沒完全熔斷，導致變壓器缺相運行。

（三）運維方式

當前柱上變壓器一般采用人工現場運維的方式，盡管部分地區在低壓側安裝了無線集抄系統，能夠為運維人員提供一些輔助信息，但是變壓器本身的運行情況仍需要運維人員現場觀察和處理，圖2為運維人員正在進行現場檢查。

當前運維工作內容主要包括：一，現場查看有油溫油位，檢查外觀，各部位是否有滲油漏油；二，有條件的用紅外測溫儀測變壓器外殼溫度、低壓接線端頭溫度；三，定期試驗：包括變壓器油的耐壓試驗等。

二、基于物聯網的智能改造方案

物聯網就是物物相連的互聯網。物聯網通過智能感知、識別技術與普適計算等通信感知技術，廣泛應用于網絡的融合中，也因此被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮。物聯網是互聯網的應用拓展，與其說物聯網是網絡，不如說物聯網是業務和應用。因此，應用創新是物聯網發展的核心，以用戶體驗為核心的創新2.0是物聯網發展的靈魂。

（一）系統方案總述

微型高壓斷路器用于代替熔斷器，為實現變壓器設備的可靠保護和快速恢復供電提供了可能。而作為柱上配電變壓器智能化的核心，數據測控單元、數據處理單元、數據通訊單元等則是智能變壓器設備的中樞大腦。

具體而言各部分功能如下：

一，數據通訊單元根據相應的協議，采用無線通訊技術，對客戶端或者遠程主站的訪問進行身份辨別，響應和處理認證客戶端的請求，同時加密和解密通訊傳輸數據，分級授權用戶權限，為信息的安全性提供保障；

二，傳感器是系統的眼睛，感知設備的高低壓電流、電壓、油溫、油位、接線端頭溫度、環境溫度等等，測控單元對設備的關鍵參數采集和控制；

三，數據處理單元對測控單元采集到的數據進行處理、存儲以及進行評估計算，得出準確的評估結果。評估計算模型主要從以下幾個方面考慮：首先，變壓器高壓電流、低壓電流的差流是否正常；其次，油溫油位關系是否正常；再次，長期歷史數據與實時數據相關性對比；最后，長期油溫記錄測算絕緣壽命。

（二）微型高壓斷路器

應用斷路器做開關是智能電網未來的方向，也是本次改造方案的重要內容。相較于熔斷器，使用斷路器做開關，能夠在很大程度上提升柱上變壓器的保護范圍、保護能力，提升柱上變壓器的可靠性。

此方案的思路是直接在變壓器的高壓端頭處安裝斷路器，如圖3所示。所以適合對已運行的變壓器的改造升級，也方便與不同廠家的變壓器的配合安裝。主要特點是：

一，利用現有的固封絕緣技術，盡量減少斷路器開關的體積，已達到小型化；

二，跟不同的變壓器配套，只需選配不同的安裝底座則可；

三，控制系統集成在開關上，功能簡單實用，預留通訊接口；

四，高壓的接線全部實現密閉，提高安全性；

五，開關支持電動操作、機械手動分合；

六，安裝簡單靈活。

（三）變壓器智能化改造后的運維方式變化

對柱上變壓器進行智能化改造之后，其運維方式會發生較大變化。首先，如果有有遠程主站系統的話，安坐電腦終端前，可知所有變壓器的狀態；其次，如果沒有遠程主站系統，可以坐巡檢車輛，無需下車，一路用手持終端通過近距離無線通訊系統，調取各個變壓器的運行數據，然后回到電腦前，鼠標輕點，讀取手持終端的數據，自動生成報表。

因此，無論以上哪種方式，都能夠降低勞動強度，提升工作效率，提升運維工作的合理性。

三、結語

總而言之，對柱上變壓器進行改造能夠有效降低變壓器的運行成本，減輕工作人員的壓力，因此，相關人員應深入分析物聯網技術，積極將物聯網應用在柱上變壓器中，實現柱上變壓器的智能化改造，簡化運維流程，促使電網向著智能化方向前進，進而促使電網更好地為社會服務。

【參考文獻】

[1]臧猛，鮑偉.10kV柱上變壓器臺高壓側智能化技術研究[J].科技與創新，2017（19）：35-36+40-41.

[2]劉宗兵，周駿，陳虹.論柱上變壓器智能化改造及物聯網技術的應用[J].電子世界，2015（14）：54-56+61.

[3]廖中偉，華濤.10kV柱上變壓器智能化改造方案[J].農村電氣化，2013（08）：58-59.