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

引 言

隨著農網的不斷發(fā)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(wěn)定的問題 [1]。但目前BSVR上沒有任何監(jiān)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(fā)生誤調度、誤操作等事故（輕則引起配網事故，重則發(fā)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 10kV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?？h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4 500 kVA，同時該線路上有 2 個小水電站接入，變電站出口電壓為11kV，豐水期有功功率為1490kW，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 000kVA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(fā)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(huán)節(jié)出現故障。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 BSVR遠程監(jiān)測， 系統(tǒng)必須具備監(jiān)測現場BSVR信息提取、存儲、備份，監(jiān)測信息加工，遠距離網絡傳輸， 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、數據存儲與管理、遠程監(jiān)測與報警等三部分。

此系統(tǒng)采用 4G物聯(lián)網，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(jiān)測。物聯(lián)網是（Internet ofThings，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(jiān)控和管理的一種網絡。物聯(lián)網就是 物物相連的互聯(lián)網 。其中，物聯(lián)網的核心和基礎仍然是互聯(lián)網， 是在互聯(lián)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]?；ㄉ鷼ぼ浖且粋€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(lián)網穩(wěn)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(lián)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(jiān)測中心計算機自動把上傳數據存入數據庫中，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。數據庫根據接收信息自動更新，可供供電局后續(xù)進行歷史數據檢索， 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)網連接，使監(jiān)測點工作人員能夠看到BSVR 的實時數據和運行狀況，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，將其轉換為數字信號，并完成數據分析、存儲以及顯示，最后通過 4G 物聯(lián)網實現與后臺軟件系統(tǒng)的通信，以便監(jiān)測數據的進一步處理。

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(wěn)定的電力供應。

圖 3 后臺監(jiān)測狀態(tài)

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(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 采集并更新一次數據。

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上報一次數據。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(fā)。

2.3.4 4G物聯(lián)網穩(wěn)定性高費用低，可實現無線數據傳輸

由于傳統(tǒng)收取固定資費的運營商寬帶網絡費用昂貴，而此系統(tǒng)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(lián)網，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 水電共線并網配電線路中的使用，可快速發(fā)現并解決故障，為用戶提供經濟、可靠、穩(wěn)定的電力供應。