基于广域测量技术的配电变压器在线监测孟江南

基于广域测量技术的配电变压器在线监测孟江南

孟江南

（湖南工业大学湖南株洲412000）

摘要：随着社会经济和科学技术的飞速发展，人们的生产生活都离不开电能输送，这就对配电变压器的稳定性、可靠性提出了越来越高的要求，因此基于广域测量技术的配电变压器在线监测技术的更新与完善就显得重要。但是就目前来看，配电变压器在线监测涉及的数据信息规模大，无法满足日益增长的电量负载需求。通过对广域测量系统的工作原理、监测内容以及应用效果进行系统全面地分析研究，进而弥补传统配电变压器的检测技术中的缺陷和不足，具有重要的理论意义和实际意义。

关键词：广域测量技术；配电变压器；在线监测；应用效果

进入21世纪以来，我国的工业生产、人民生活水平都取得了突飞猛进的发展，使得我国电能输送系统的承载压力越来越大，变压器烧毁、输电系统崩溃的现象屡见不鲜。虽然近几年来，我国的输电系统、配电变压监测系统获得了一定的发展，但是面对规模巨大的的数据计算量，传统的配电变压器检测系统依然无法满足时代的需求。广域测量技术不但可以对配电变压器工作情况进行实时测量，还可以将数据信息进行汇总，对配电变压器的稳定性提升具有重要的促进作用。

一、广域测量技术的工作原理

广域检测技术是在配电变压器相应位置安装一个相位检测单元，针对输电线路的电压、电流的动态变化数据进行采集，并利用相量算法计算出电能的频率、功率以及电动势；然后利用卫星定位追踪器（GPS）将数据打上相应的时间标签、位置标签，将数据信息及时传输到数据处理中心；最后数据处理中心通过一系列科学、合理的计算方法对各个数据信息进行评估计算，根据实际情况做出相应的调整，从根本上保障配电变压器的稳定性和可靠性。

二、监测的内容和方法

（一）电压失常检测

电压失常是指配电变压器输电线路的单相或多相电压与限定电压相比，存在巨大差异的现象，利用广域测量技术可以根据实际情况对电压数值设定一个合适的范围。当配电变压器负载电压高于或低于限定值时，在线监测系统就会发出警报声音，并进行智能化调整。

（二）灵敏度检测

从物理学的角度出发，灵敏度是指输电系统各个关键性指标之间的变化关系，通过灵敏度可以准确地判断出配电变压器输出电能的稳定性。基于广域检测技术的灵敏度检测是指配电变压器的负荷节点与该节点无功功率、有功功率的变化关系，配电变压器检测系统可以通过对配电变压器的电压、电流、频率等关键性数据进行全方位的检测，进而对配电变压器的稳定性做出准确的评估，为工作人员的调整工作提供了科学有效的数据基础。

三、在线监测系统的功能说明

（一）基本配置模块

基于广域测量技术的配电变压器在线监测的用户界面有两大功能模块：一个是系统拓扑模块；另一个是系统网络平面图。工作人员可以根据工作需求对配电变压器的数据信息进行录入和整理，工作人员可以添加一些新增的配电变压器站点，删除一些无用的配电变压器站点。工作人员还可以根据实际情况更改配电变压器母线信息，并配置完善的支路信息，针对每一个配电变压器、母线、支线分配一个ID号，通过观察各个ID号数据的动态变化，了解到个配电变压器的实时工作情况。

（二）电压稳定综合检测模块

基于广域测量技术的配电变压器电压稳定综合模块共分为三个子模块：（1）三维电压监测模块，通过各个配电变压器中安装的相位测量单元，进而对母线进行全方位、实时的监测，并将测量结果以三维形式展现出来，数据结果每隔20ms更新一次：（2）二维电压稳定性监测，通过对各个输电线路、结点的关键性数据进行测量、统计、分析，进而了解配电变压器的稳定性。当电压稳定指标超过或低于限定值时，在线监测系统就会发出警报，并在二维画面上显示出故障配电变压器的位置；（3）电压稳定数据监测，工作人员可以根据工作需要调出单个配电变压器的动态数据信息，并以表格的形式展现出来，进而判断出电能输送的稳定性。

（三）广域检测技术数据传输模块

数据传输模块可以实现各个在线监测系统的数据传输以及广域检测技术数据处理中心的远程传输，基本配置模块可以从历史数据库中得到配电变压器、母线、支线的ID以及相关信息，电压稳定综合检测模块可以从方便快捷地得到工作需要的各种测量数据，保证了配电变压器数据的实时更新和动态传输。

四、广域检测技术在配电变压器在线监测中的作用

（一）保证配电变压器工作的稳定性

在传统的配电变压器的监测和管理工作中，都是依靠功率补偿的手段对电能输送的稳定性进行调节，不仅给工作人员带来了巨大的工作负荷，而且数据信息缺乏精度。而在广域测量技术的配电变压器在线监测系统中，可以针对各个配电变压器、母线、子线路的关键性数据进行监测、统计、分析，并做出智能化的调整，极大地保证了电能输送的稳定性，提高了配电变压器的管理水平。

另一方面，配电变压器在线监测系统是建立在高度发达的网络技术和信息技术的基础上的，配电变压器的关键性数据的监测、分析、处理都是以数字信号形式进行传输存储的，大大保证了数据信息的准确性，对配电变压器工作稳定性也具有重要的促进作用。

（二）提高了配电变压器的管理效率

基于广域测量技术的配电变压器在线监测系统可以大大提高配电变压器的管理效率。一方面，在线监测系统可以及时获取相位检测单位提供的数据信息，并由数据处理中心进行科学、合理的数据分析、评估，进而制定出相应的调整措施，以上这些过程几乎都是同步实施的，大大提高了工作效率；另一方面，配电变压器在线监测系统由基本配置模块、电压稳定综合检测模块、数据传输模块等组成，这些模块具有强大的开源性，工作人员可以根据实际需求添加、删除和更改监测对象，使得工作人员可以对配电变压器实施网格化管理，了解配电变压器的实时工作情况，彻底改变了传统落后的管理方式。

总结

基于广域测量技术的配电变压器在线监测系统是一种新型电网监测技术，可以从时间和空间两个维度对配电变压器的工作稳定性、可靠性进行全方位、精确的监测。通过对配电变压器在线监测系统的工作原理、模块组成和实际应用进行系统全面地分析研究，充分了解了该监测系统的优势特长，对配电管理的进一步发展具有重要的促进作用。

参考文献：

[1]李丹春.浅谈变压器的在线监测[J].中国高新技术企业，2015，（05）.

[2]程云峰.广域测量技术在电力系统中的应用研究进展[J].电力系统保护与控制，（02）.

[3]张祥魁，陈志勇.在线监测技术在电力设备中的应用[J].河北电力技术，2016，（01）.