供配电低压线路线损实时监测方法

国网浙江永嘉县供电公司 李建芳

我国供配电系统及电力调度技术处于世界前列，相关行业的产品也为生活和生产带来极大便利。但由于环境和其他外部因素的限制，我国低压配电发展一直处于滞后状态，同时在实际应用中也暴露了许多问题，如线路异常受损、漏电、调配受阻等[1]。低压供配电由于其特殊性，很难在较短的时间内对其异常区域进行有效识别，这也在一定程度上增加大规模电力崩塌、混乱问题发生的频率。在这样的背景下容易引发一些关联性事故，如电力系统漏电、电路实线受损等，对人们的安全也会造成威胁[2]。定期对电力系统的电压及线路进行检查监测，同时对出现异常的区域维护修复，最大程度地保证电力系统的正常运行，同时也减轻用电稽查的相关工作量，有利于相关技术的进一步发展。

近年应用最为广泛的是支线监测法及线性电阻监测法等，这一类方法主要是通过电阻、继电器等元器件，在原有的电力系统中建立一个控制装置，利用其加强对电力调配地控制[3]，以保证整个配电网的安全和正常运行，同时对维修人员在检修时的安全也是一种保证。因此，对供配电低压线路线损实时监测方法进行设计研究，通过更为智能的技术创建相应的监测模型，更加灵活地应对低电压调配网所出现的各种问题，增强管理，提升我国的低电压线损监控技术的水平。

我国的电力系统逐渐发展完善，形成可多区域调控的综合电网，为生产生活提供了更多的便利。但在这样的发展背景下也存在线路受损、故障等问题。因此对供配电低压线路线损实时监测方法进行研究，计算低压线路线损的负荷极值，并进行线损异常点定位，创建负荷关联监测模型，设计实时归一补偿监测算法，利用单相逼近法实现线路线损的实时监测。实验结果表明：在相同的猜测环境下，监测动态曲线值接近于1.5，表明其监测精准度在标准之上，符合实际监测的标准，具有很好的使用价值。

1 供配电低压线路线损实时监测方法设计

1.1 计算低压线路线损的负荷极值

在进行供配电低压线路线损实时检测方法设计前，需要计算出相对应的负荷极值。首先，将电力系统的运行环境设置在可更改的模式之下，并且将GIS 系统与电力控制系统相关联。通过日常的操作与执行，可获取对应的数据信息，将其加以汇总整理，留作备用[4]。线路中的输入、输出电流需要控制在1800A 以下，才可更好地保护受损的电路。将获取到的数据经SCADA 凭条传输至控制系统之中，并对其进行均方根处理：。

式中：H 表示电流方根差值、A，f 表示电流分布系数，D 表示线路线损的电压极值、V。通过以上计算，最终可得出实际的方根差值。利用以上差值以及实际的线路损坏情况进行理论线损系数的计算：，式中：M 表示理论线损系数，q 表示负荷分配比，b 表示功率因数，θ表示有功线损。通过以上计算，最终可得出实际的理论线损系数。将其作为负荷标准，计算具体的低压线路线损的负荷极值：式中：Q表示线路线损的负荷极值、kW；X 表示线损增比，C 表示额定电压、V。通过以上计算，最终得出实际的线路线损负荷极值[5]。

1.2 进行线损异常点定位

在完成低压线路线损负荷极值的计算后，需对线损异常点进行定位。通常造成低压支线线损异常的主要原因有两个：一是居民用户出现窃电，导致其对应的分支接头处与线路中的电阻接触面增大；二是定点定位错误，这一类问题的产生主要是因线损关联故障所引发的[6]。低配电路的直流电传输较为频繁、电压较大，需在不同的供电环境下设置灵活的供电标准。线损故障图如图1所示。

图1 线损故障图

相关指标的首端配电/低配供电分别为：总损耗量（W）245/450、转换函数0.25/1.45、总电阻值（Ω）7.89/8.19、合理线损率59.16/69.36，据此进行低配电路的单独设置。利用定位技术确定对应的异常区域，再观察此区域的电力运行情况，一般有异常的线路线损就会出现电压不稳、或电流不均衡的情况出现，定位到具体位置时对异常点进行标注，并安装对应的监测设备。

1.3 创建复合关联监测模型

在完成线路线损异常点的定位后，需要创建复合式的关联监测结构。对于配电设备以及相关线路的监控需要利用传感器进行异常波动或者信号的感应，以此来分析问题的产生原因，进行实时处理。传感器与传感网络相连接，其向外传输点的信号是不间断的，同时在不同的环境以及情况下具有不同的规律，具体如图2所示。

图2 复合感应信号传输结构表

依据图1中的结构传输感应信号。一般线路线损的形成原因可能是由于接地导体故障而产生的，也有可能是因为线路混电造成。通常信号是表征在控制系统的显示器上的，但由于线路受损的缘故不能以直线的形式传输相应的信号。计算信号的实时传输波长：式中：B 表示信号的实时传输波长，m；V 表示传输的实际距离，m；δ表示基波电流的有效值。

1.4 设计实时归一补偿监测算法

在完成复合关联监测模型的构建后，需要设计一种实时的补偿检测算法计算相关的监测指标参数。需要在监测模型的作用下，设立监测一定数量的监测节点，这些节点的主要工作是处理日常获取的数据信息，并将其汇总分析，最终编入监测结果之中。可通过注入不同正负的电流来改变节点的非量测负荷向（表1）。

表1 非量测负荷向标准分析表

根据表1中的数据标准进行对应电流的注入。将采集整合好的实时数据归算至一个节点之上，并计算存在的整点误差。设计实时补偿算法，计算相应的归一补偿系数：，式中：W、U、G 表示归一补偿系数，R 表示有功百分比值，ω 表示异常归一系数。通过以上计算，最终可得出实际的归一补偿系数。

1.5 单相逼近法实现线路线损的实时监测

在完成实时归一补偿监测算法的设计后，利用单相逼近法实现供配电低压线路线损的实时监测。将受损线路的监测节点划分为16个单相的正支线单元，并将每一个单元的大小控制在0.001SZ。每一个正向支线单元都是独立的，但在运行时存在一定的关联性。利用其单相逼近法计算每一个单元的监测精度：Y=3λ-1/O。

式中：Y 表示监测精度，λ 表示功率因数，O表示实际损坏线路参数值。通过以上计算，最终可得出实际的监测精度。此时的单相逼近数值处于较高的状态，且实际的大小接近于0.001SZ。在单相逼近法的辅助计算下，可进一步降低最终监测的误差值，同时也可减少损坏电路对其他线路的影响，最终顺利完成对供配电低压线路线损的实时监测。

2 监测方法测试

2.1 测试布置及准备

选取A 区的电力系统以及低压配电网作为本次测试的对象，进行测试环境的设置。具体现场图如图3所示。

图3 现场图

将电力系统与GIS 和NMIS 两个平台相关联，并且同时将调控属性更改为多核心远程控制，综合调度参数为10kV，电网的正常运行电压更改为1200V，额定电流为1800A，将监测装置安装在低压线路的10m 之内，在控制区域构建相应的基础监测结构，并进行相应的指标参数设置（表2）。

表2 基础检测设备控制指标参数表

根据表2中的数据信息进行相应设备的设定与校验。本次测试主要分为两组，一组为传统的线性电阻监测法，将其设定为传统线性电阻测试组；另一组为本文所设计的方法，将其设定为协议实时测试组。检查测试环境都处于正常的运行状态，并测量线路的稳定情况，确定并无异常后开始测试。

2.2 测试过程与结果分析

两组检测方法以对比的形式同时进行测试。首先，利用电压测量仪测定配电网的实时电压，大致为1000V。获取实际数值以及运行的相关信息，筛选出信号数据，利用互联网以及大数据平台将其编制成对应的应用指令，但是需要先计算对应的转换函数：A=4r-1/e+βY。

式中：A 表示转换函数，r 表示对比置信系数，e 表示实际运行值，β 表示转换固定系数。通过以上计算，最终可得出实际的装转函数。通过平台对函数进行数据与指令的转换，将指令添加在对应的控制区域之中，完成监测环境的构建。关联受损线路附近的监测设备，并完成实时数据信息的更新与接收，通过大数据平台对信息及数据作出对应分析整合，得出具体的结果并形成对应的处理方案，操作人员依据方案进行维护检修。在接收到相关数据信息后，需要计算实际的监测动态曲线值：式中：K 表示实际的监测动态曲线值，x 表示动态呈现比率，a 表示固定系数。通过以上计算最终可得出实际的监测动态曲线值。根据以上的测试，最终得出两组测试结果（表3）。

表3 测试结果对比分析表

根据表3中的数据信息，最终可得出以下结论：对比于传统的线性电阻测试组，本文所设计的测试方法所得出的监测动态曲线值超过1.5，这表明其监测精准度在标准之上，符合实际监测的标准，同时也具有极强的使用价值。证明本文设计的监测方法更好。

综上，电力监测不仅可减轻部分的维修工作，一定程度上还能延长电力系统和相关设备的使用寿命。一个高效的线路线损检测方法是提升电力系统质量和效率的重要因素之一。较强的灵活性还可对电网出现的问题进行灵活地应变处理，增加电力调配的准确性和安全性。同时，紧密的监测结构也可帮助调配工作更快地实现预期的目标值，将相关的电压、额定电流保持在合理范围内，避免重大电力问题的出现，增强控制范围，完善电力线路线损的监测水平。