远程在线监测10 kV水电共线并网的双向调压系统装置

周雄　肖宏　何森

摘 要：针对10 kV水电共线并网双向调压装置使用中存在的问题，提出一种远程在线监测系统装置，应用物联网新概念解决小水电并网对农户用电的影响，方便电力部门管理调压装置，促进农户正常发电、用电。

关键词：小水电；BSVR；远程在线监测；物联网；配电线路

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2018）03-0-02

0 引 言

隨着农网的不断发展，BSVR能够自动识别线路潮流并实现双向调压，解决了线路电压不稳定的问题[1]。但目前BSVR上没有任何监测设备，当BSVR出现故障时，供电部门无法及时得知，因此为调度和抢修人员提出了新的要求，要求他们清楚BSVR的实际运行方式，以免导致延长线路停电时间、增大故障巡线人员工作量等状况出现，甚至发生误调度、误操作等事故（轻则引起配网事故，重则发生人身伤亡事故）。因此，对10 kV水电共线并网双向调压装置的改良研究就成为目前急需解决的问题。

1 10 kV水电共线并网BSVR使用现状及存在的主要问题

本文以广西永福县堡九槽10 kV长距离输电线路为例进行分析。10 kV堡九槽线主线长度为62.908 km，总容量为4500 kVA，同时该线路上有2个小水电站接入，变电站出口电压为11 kV，丰水期有功功率为1 490 kW，功率因数为0.85。丰水期时，线路电压过高，而线路上的低压用户电压不合格，给小水电及变电站的安全运行带来了很大的隐患[2]。根据用户要求和线路的实际情况，在主干线46#杆前端安装容量为3 000 kVA的BSVR（调压范围为-15%～+15%）。丰水期电压示意图如图1所示。

安装BSVR前后，丰水期线路各点电压见表1所列。

在主干线46#杆处安装BSVR馈线自动调压器，使得线路在丰水期工作在降压状态，保证调压器靠近变电站一侧电压保持现有状态，降低调压器二次侧输出电压，从而降低小水电向主网输送电能的门限电压，经调压器升高后电能可送向变电站，既保证了送电又使得线路上的低压用户用电合格[3]。

2 解决方案

BSVR安装在野外配电线路，与供电部门距离较远。通过分析目前BSVR存在的问题以及供电部门的工作模式可以发现，造成问题的原因主要是供电部门并不知道BSVR出现故障或某个环节出现故障。所以提出一种远程在线监测系统[4]，使供电部门能够实时监测BSVR的运行状况，在第一时间赶赴现场维修，最大限度减少对用户用电的影响。

远程在线监测系统示意图如图2所示。

2.1 远程在线监测系统组成及工作原理

为了实现BSVR远程监测，系统必须具备监测现场BSVR信息提取、存储、备份，监测信息加工，远距离网络传输，信息接收和监测信息的输出等功能。因此，远程监测系统分为信息采集与处理、数据存储与管理、远程监测与报警等三部分。

此系统采用4G物联网，配合使用花生壳软件进行无线数据传输，可更好地实现远程在线监测。物联网是（Internet of Things，IoT）通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网就是“物物相连的互联网”。其中，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，可进行信息交换和通信[5]。花生壳软件是一个动态域名简析软件，如果使用花生壳服务，无论在任何地点、时间、线路，均可通过固定的花生壳域名访问远程主机服务。

2.1.1 信息采集与处理部分

信息采集与处理部分由前置电压互感器，调压器本体内置电压互感器，电流互感器，油温检测模块，瓦斯气体浓度检测模块及数据采集箱组成，由其采集信息并传输到计算机进行处理。由于4G物联网稳定性高且费用低，可实现无线数据传输，所以本装置配备4G物联网数据通信模块进行数据的无线传输[6]。

2.1.2 数据存储与管理部分

监测中心计算机自动把上传数据存入数据库中，在BSVR发生故障时发出报警信号，提醒工作人员进行处理。数据库根据接收信息自动更新，可供供电局后续进行历史数据检索，并完成相关统计工作。

2.1.3 远程监测与报警

BSVR与监测中心通过4G物联网连接，使监测点工作人员能够看到BSVR的实时数据和运行状况，当BSVR发生故障时，监测中心会收到报警信号。远程监测系统的后台监测状态如图3所示。

2.2 远程在线监测系统功能

2.2.1 实时监测

采集BSVR调压前后的实时（采样时间间隔1.5 ms）电压、电流、有载分接开关档位、调压器油温、油箱内瓦斯气体浓度以及正常/旁路状态信号，然后送入控制器，将其转换为数字信号，并完成数据分析、存储以及显示，最后通过4G物联网实现与后台软件系统的通信，以便监测数据的进一步处理。

2.2.2 报警

当BSVR发生故障时，监控终端在第一时间自动发送报警信号，包括故障原因、主站管理软件等。供电局值班人员立即通知线路抢修技术人员到现场进行有针对性的维修，尽快解决故障，使BSVR尽早恢复正常。为用户提供经济、可靠、稳定的电力供应。

2.2.3 数据储存管理

上报的数据可自动记录、自动储存，历史数据不丢失，过后可实现历史数据检索，有利于提高供电局的工作效率。

2.3 远程在线监测系统特点

2.3.1 内设工业时钟，精确计时

系统内部安装工业时钟，可精确计时，每隔1.5 ms采集并更新一次数据。

2.3.2 自动定时上报和事件触发报警功能

系统具有自动定时上报功能，每隔1.5 ms上报一次数据。如果BSVR发生故障，则报警功能启动，发出报警信号。

2.3.3 通信协议完善，组态软件支持，用户免开发

传统运营商的数据网络需要固定的IP地址，而使用花生壳软件传输数据则无需固定IP地址，用户无需自行开发。

2.3.4 4G物联网稳定性高费用低，可实现无线数据传输

由于传统收取固定资费的运营商宽带网络费用昂贵，而此系统的数据上报无需较高的实时性無线数据传输，故采用费用更低的4G物联网，稳定性更高。

2.3.5 结构简单，维护方便

该系统结构简单，维护工作量小，无需承担通道的维护费用。

2.3.6 便于改造安装和系统扩展

本系统采用4G物联网作为传输通道，安装时只需要在监测点和监测中心安装就地设备即可，安装和系统扩展十分方便。

3 结 语

本文针对BSVR在10 kV水电共线并网配电线路使用中存在的问题，提出了加入远程在线监测系统的解决方案。通过分析论证远程在线监测系统的组成、功能及特点，表明此远程在线监测系统适用于BSVR在10 kV水电共线并网配电线路中的使用，可快速发现并解决故障，为用户提供经济、可靠、稳定的电力供应。

参考文献

[1]叶胜.小水电群区域电网电压控制问题研究[D].广州：广东工业大学，2010.

[2]李颖峰.含小水电的长距离配电线路电压质量改善[J].陕西理工学院学报（自然科学版），2013，29（2）：31-33.

[3]李颖峰.自动调压器在10 kV线路中的应用[J].广东电力，2013，26（3）：62-64.

[4]邓红湘，黄险峰.农村电网远程监控系统[J].广东电力，2005，18 （7）：45-47.

[5]刘云浩.物联网导论[M].北京：科学出版社， 2011.

[6]石志国，王志良，丁大伟.物联网技术与应用[M].北京：清华大学出版社，2012.

[7]韩四满，李秀广.基于物联网的输变配电在线监测技术研究及应用[J].物联网技术，2014，4（11）：16-18.

[8]陈振晓，刘前进，林健雄.物联网技术在变电站在线监测中的应用研究[J].物联网技术，2017，7（9）：23-25.