简述一种移动式配电台区分支线路重症监护系统

吴锦秋

摘 要 移动式配电台区分支线路重症监护系统可实现台区分支线负荷监测及过负荷预警功能，是通过先进的测量技术、通信技术，基于物联网思维，开发的监测及预警平台。通过高性能负荷监测终端，实时采集配变台区出线开关各分支线负荷运行数据，通过无线上传到数据平台，并开发移动终端用APP，可便捷查询支路负荷情况，并按需设置报警阈值，超过报警阈值时可通过短信、APP等方式发送预警信息，基于专家系统数据分析，事前针对性的介入，对可能导致配变台区出线开关跳闸的某路分支线进行负荷调整或负荷割接，有效杜绝台区出线开关跳闸，提升了工作的时效性，从被动工作转变为主动工作，降低了一线工作人员的工作压力;同时提升配电网运行稳定性，提高供电可靠性，提高用户满意度。

关键词 移动式配电台区;分支线路;重症监护系统

引言

基于配電台区分支线过负荷及不平衡导致配变台区出线开关频繁跳闸的问题而提出。低压配电网覆盖面积广阔，运行环境各不相同，电力用户众多且较分散，存在大量的时空分布不平衡的单相负荷，即使将负荷平均分配到低压线路各相上，居民的用电习惯差异以及负荷的随机性强，同样会导致配变台区某路低压线路过负荷或负荷不平衡，引起配变低压出线开关跳闸中断正常用电，降低供电可靠性。现阶段低压配网自动化水平不高，无法及时有效甄别哪路支线过负荷或不平衡使配变台区开关跳闸，只能事后工作人员到现场测量负荷，被动、费时、不彻底调整跳闸开关负荷，因此严重影响居民正常用电，也给供电企业造成了不良社会影响[1]。

1项目背景

我国的低压配电网大多是通过10kV/0.4kV变压器以三相四线制向用户供电，是三相生产用电与单相负载混合用电的供电网络。由于我国低压配电网覆盖面积广阔，运行环境各不相同，电力用户众多且较分散，存在大量的时空分布不平衡的单相负荷。居民的用电习惯差异以及负荷的随机性强，同样会引起支路负荷超标以及三相负荷不平衡。用电负荷不能均匀分配到各相上，是三相不平衡问题产生的主要原因。目前配电网负荷监控存在以下问题：

（1）三相负荷调整一般在分支负荷超标导致停电后，配电运维人员赶赴配电台区人工测量，然后根据测量结果再人工调整负荷分配。整个过程费工费时，时效性极低，导致负荷调整滞后，针对性差。

（2）目前大部分配电台区只配置配变低压侧负荷监测装置，对于配变台区出线开关各分支线负荷状况，因现场运行情况复杂，且前期重视程度不高，目前尚无有效的分支线负荷监测手段，导致无法实时掌握分支负荷运行情况。

（3）当前配网监测数据多以纸质或电子文档形式存在，没有形成有效数据库，大量原始数据和基础数据分散在基层单位，没有进行统计和分析，数据统计和处理速度太慢。

2目的意义

通过高性能负荷监测终端实时采集各分支负荷运行数据，通过无线上传数据平台，并开发移动终端用APP，可便捷查询支路负荷情况，并按需设置报警阈值，超过报警阈值时可通过短信、APP等方式发送预警信息，基于专家系统数据分析，事前针对性的介入，对可能导致配变台区出线开关跳闸的某路分支线进行负荷调整或负荷割接，有效杜绝台区出线开关跳闸，提升了工作的时效性，从被动工作转变为主动工作，降低了一线工作人员的工作压力;同时提升配电网运行稳定性，提高供电可靠性，提高用户满意度。

本系统适用于供电系统所有配电台区，可在全行业、全国推广使用。能够有效解决台区各分支的负荷超标和三相不平衡情况，通过系统数据分析，事前针对性的介入，对可能导致配变台区出线开关跳闸的某路分支线进行负荷调整或负荷割接，确保三相负荷处于平衡状态，杜绝配变台区出线开关跳闸，具有广阔应用前景和推广价值[2]。

3技术原理

移动式配电台区分支线路重症监护系统应用配变台区出线开关各分支线，主要包括应用平台、现场单元与通信系统，整个系统结构示意框图如图1所示。系统集分支电压、电流、功率等远程数据采集、处理、分析功能，异常告警和负荷调节专家系统于一体。

本项目研发的移动式配电台区分支线路重症监护系统，通过各现场监测装置内的开口钳形电流测量单元和电压测量单元，实时准确采集分支电压、电流等运行数据，通过模数转换，将采集的模拟量转化为数字量。在各分支适当位置安装现场监测装置，装置内部配置无线通信模块，借助于现场无线通信网络，将各分支的负荷情况同步传输现场通信单元，现场通信单元通过通用4G网络，将汇总后的数据传至数据后台。软件后台接收各分支负荷情况，进行分析计算，判断负荷情况及三相不平衡情况。通过本项目研发的移动终端APP，可按需设置报警阈值，当负荷情况超过报警阈值时，应用平台可通过短信、APP等方式自动发出报警信息。平台专家系统自动根据现场负荷数据，自动判断越限分支以及越限相别，并通过APP给出运维建议，指导运维人员完成负荷调整操作。

一般配变台区的物理接线方式如图2所示，配变处能够查看台区整体负荷情况。本项目研发的分支重症监控装置安装在各个分支上，考虑到空间容量及便于维护等因素，分支重症监控装置采用可靠结构设计，确保装置符合户外运行要求，根据台区的分支情况装设重症监护装置。

每台监护装置将电力系统一次侧电压、电流分别经过电压、电流采样装置，通过精密电压、电流互感器隔离降压、降流，转换成数字处理系统能够接受的范围后，通过无线信号的形式发射出去。考虑到互感器阻抗匹配及误差控制，在A/D转换器之前采用精密运放电路实现信号变换和抗混叠滤波。为了保证测量精度，采用软件校正技术实现分立元器件误差校正。

4技术关键点

（1）分支重症监控装置的电压、电流等运行数据的可靠、精确采集及数据处理。

（2）分支重症监控装置与现场通信单元的无线组网关键技术。

（3）平台数据库开发及移动终端APP的开发。平台需能够根据监测数据智能判断运行情况，并给出台区负荷调整建议。

5创新点

（1）通过先进的测量技术、通信技术，基于物联网思维，开发配电台区分支重症监控装置及预警平台，填补了配变台区分支线负荷及不平衡度实时监测预警的技术空白。

（2）开发配网分支负荷监测APP，便捷查询台区出线开关各分支线负荷情况及告警信息。

（3）数据平台基于专家系统大数据分析，给出负荷调节最优方案，新增配变最佳布点。

6结束语

本项目研发的移动式配电台区分支线路重症监护系统，可实现台区分支线负荷监测及预警功能，丰富了配网监测手段，提升了工作的时效性，从被动工作转变为主动工作，降低了一线工作人员的工作压力。

参考文献

[1] 翁利国，李建斌.高压电缆局部放电在线监测系统[J].农村电气化，2017（5）：42-43.

[2] 侯淞学，彭涛，王雪，等.井下高压电缆局部放电及其传播特性研究[J].煤炭技术，2018（3）：203-205.