摘要：随着智能配变终端装置，实现台区的统一管理，尤其是电压质量治理的综合管控。本终端装置以配电变压器的无载分接头档位优化、无功补偿装置和有载调压分接头的联合优化控制，同时接收主站协调控制系统的优化指令，实现馈线级电压质量的综合治理。为配电台区测控、保护、电能质量、在线监测等一体化采集、传输提供终端支撑，为配电设备智能在线监测及状态检修工作开展奠定数据基础。完成配电设备测控、保护、电能质量、环境和在线监测等一体化功能。
关键词：配电变压器；在线监测；状态检修；故障诊断
前言
配电变压器在电力系统中有着举足轻重的重要性，它承担着电力系统中电压的变换，以及分配电能和传输电能，可以说是电力系统中非常重要的输变电设备。而且配电变压器所面对的大多是终端用户，它的重要作用在于：保障供电的安全性、可靠性。
1 配电变压器在线监测的方法
根据变压器出现故障部位进行分类，分为：绕组故障、引线故障、设备分解开关故障等。数据调查，将变压器发生故障的单位进行如下统计，
变压器故障部位的故障次数
故障的部位 绕组故障 铁芯故障 分接开关故障 引线故障 套管故障 绝缘故障 密封故障 其他部位故障 总计
故障的次数 118 68 39 27 30 17 8 10 317
所得百分比（%）38.1 22.2 12.8 8.9 9.9 6 2.4 3.5 104.8
绕组故障发生的故障次数最多，由此得出结论：绕组故障是配电变压器及电力系统的最大威胁。所以，到绕组故障进行在线监测，能够最大限度避免变压器发生故障。
传统监测变压器烧组故障的方法有：低压脉冲法、短路电抗法、频率响应法。由于过去所使用的传统测量方法都是离线方式测量，不能满足于如今持续供电的需求，当电力系统在运行过程中出现问题时，应使用的是离线检测方法，所以不能及时检测出系统的故障问题。所以应使用新的检测方法，使其能够在线监测系统，以防止系统出现故障问题。
新的检查方法为短路电抗的在线监测方法，这种检测方法是根据变压器的一次侧电压没有明显变化，且在运行过程中变压器的电流不会改变，在每次测量过程中，都需要对配电变压器进行测量，利用此种方式进行测量，能将测量的误差控制在大约1%以内。
同时在这种测量方式的基础上，还研制出一种，不需受激磁流所影响的配电变压器短路电抗的在线测量方法。这种测量方法适合侧电压能够随着电网电压波动的变压器，它的测量方式很简单，只需测量变压器在两种不同的电压负荷下，所产生的电压、电流，并通过测量结果计算出短路电抗数值。短路电抗的数值能够反映出绕组是否出现问题，所以可将此种测量方法应用在不同容量体积的变电器中，再通过做实验的形式，验证实验的可行度。
2 配电变压器在线监测目前存在的问题
配网经过十几年的发展，一次、二次设备以及自动化系统都基本运行稳定、成熟，但配网自动化主要关注馈线及站所自动化，对10kV线路下的台区运行管理考虑较少，尽管许多台区也安装了一些智能设备（TTU），较少从台区运行管理的角度实现负荷曲线、三相平衡度、负载率、电压合格率等功能。因此如何利用新技术，对台区的运行状况实时监控；对台区的负载率、可靠率、平衡率、负荷增长趋势等进行研究；对台区发生的故障能够做出及时的反应，从而以较低的成木、有效的手段、快速地提高供电企业对台区的管理水平，加强配电台区的电能优化控制，提高供电质量，提高电网运行的可靠性，减少维护的工作量，提高效率是新一轮智能电网建设的一项重大任务。
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2.1缺少自动化系统的支持，运维人员无法及时了解缺相、失压等情况
由于缺少自动化监测手段，配电台区故障信息一般靠用户保障反映。运维人员没法及时了解和处理缺相、失压、相位错误等状况，严重影响低压配电网的供电可靠性，甚至危及用户设备和人身安全。
2.2不能实时监测轻载、超载、三相不平衡状况
工业用户和商住小区的数量随着经济的发展逐渐增多，同时人们的生活水平也在不断的额提高，受各种因素的影响和制约，导致出现超载、轻载、三相不平衡台区，造成一定的经济损失。目前计量自动化系统只监测配变总出线电气量，未监测各分支线的信息，导致运维人员判别低压线路超载、轻载、三相不平衡时无精确数据支撑。
2.3配变及台区保护功能简单，导致现场故障查找、处理时间长
配变保护配置只有配变本体保护、低压总出线过流保护，缺少漏电流保护、缺相保护、低压线路故障判别等。以往的漏电流保护经常出现整定值失配、越级跳闸的情况，给运维人员带来很大的工作量。缺少缺相保护可能导致缺相时用户电机烧毁。低压线路故障判断的缺少则会增加运维人员查找及处理故障时间。
2.4台区无功电压无法协调控制
目前，配变台区装配的无功补偿器、三相不平衡调节装置，甚至是有载调压设备，均是独立控制。同一馈线上的不同台区也是独立控制。所以，同一馈线不同台区之间、同一配变台区各类设备之间无协调机制，可能出现决策冲突，影响台区电压质量治理效果。
3 配电变压器智能化在线监测及状态检修
3.1 台区配变智能化终端装置技术研究
（1）通过装置对配网台区低压侧的数据采集，即对配电台区电压、电流、有功、无功、功率因数的监测。本项目中考虑对此功能进行进一步强化；（2）强化和完善保护功能，实现过流过压保护、漏电流保护、重合闸、缺相保护等功能；（3）加强对台区无功电压调节设备的协调能力，实现对台区无功电压设备，例如无功补偿、有载调压变的协调控制，基于智能配变终端的智能台区运维管理软件，用于监控智能配电终端设备的数据上传及管理和分析功能，实现台区的运维管理功能，同时实现了三相不平衡分析、低压分线的有功平衡分析等功能。
3.2配电台区在线监控系统技术开发
系统应用对象主要是供电所基层管理和维护人员，因此系统在设计中遵循简单、直观、易学易用的原则。系统对数据的展示尽可能使用表格、曲线、棒图等比较直观的方式，系统同时将原始数据结合图表上传至云平台，通过微信或者APP将配变运行情况反应给手机用户，实现互联网对配变的在线监测。
3.3智能配变终端试点应用
安装智能配变终端柜体，在试点供电局进行某台区的低压数据采集和软件后台的高级应用。配变低压侧总线和分支线路数据采集，上传至监控后台软件，后台软件将数据处理后进行可视化展示，并提供运维辅助决策参考，同时根据量测的数据和保护的动作信息，判断台区低压侧故障的范围，有助于快速定位低压故障类型和位置。
结语
配电变压器的在线监测有着极其重要的作用，与传统离线检测方式相比，在线监测提高了电力系统的安全性，同时利用所提出的检测方式，测量变压器的短路电抗值操作更加简单，且效果更好。在变电器的评估方法上，仍存在许多不足之处，随着人们未来的深入研究，定会实现配电变压器健康状态的在线监测与检修。
参考文献：
[1]许金红.智能变压器在线监测及诊断技术的应用研究[D].华北电力大学（保定），华北电力大学，2014.
[2]李波.电厂配电变压器综合智能保护系统关键技术分析[J].商品与质量，2016（2）：53.
论文作者:罗建福
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/29
标签：在线论文; 故障论文; 变压器论文; 电压论文; 低压论文; 终端论文; 绕组论文; 《电力设备》2017年第23期论文;