摘要：在低压配电网的每回出线上安装配用电监测终端，实时监测每个供电回路的电流、电压、功率因素等运行数据，依托配用电监测与管理系统，实现低压配电网的在线监测与管理，提高低压配电网运维管理水平，进而提高低压配电网供电可靠性。
关键词：低压配电网 在线监测 运维管理
前言
长期以来，电力系统将供电可靠性的重点工作放在高电压等级的发电、输电系统环节，其主网的可靠性和安全性已经得到长足的发展，但10kV及以下配电网，特别是0.4kV低压配电网的供电可靠性问题没有得到足够的重视，据不完全统计，80%以上的用户停电源于配电网故障。因此采用先进技术手段，实现低压配电网的在线监测，提高低压配电网运维管理水平，进而提高其供电可靠性，具有积极的现实意义。
1.低压配电网运维管理现状分析
1.1 低压配电网在线监测现状
0.4kV低压供电网络拓扑结构一般分为三层：第一层为主馈线回路、第二层分支馈线回路、第三层为集中电表箱，如图1所示：
图1
当前，0.4kV低压配电网系统主要通过配变监测终端采集变压器低压侧计量总表B，以及用户侧低压电度表B1、B2、B3┉Bn的电流、电压、功率因数、电量等电气运行数据，实现集中抄表和管理。但在主馈线回路及分支馈线回路上没有安装计量表计，也没有相关监测设备，所以，当前电网运行的配变管理系统对0.4kV低压配电网中数量庞大的主、分支馈线回路并不能实现在线监测与管理。
1.2 当前低压配电网运维管理存在的问题
（1）缺乏在线监测技术手段，管理水平难以提高。众所周知0.4kV低压配电网因覆盖范围广、分支供电回路多，数量庞大，运行环境复杂，目前尚缺乏有效的在线监测技术手段。在线监测技术手段的缺失，造成运维管理人员无法真正有效掌握低压配电网中每个供电回路的运行状况。运行状况不掌握，管理水平必然难以提高。
（2）无运行监测数据的积累，负荷分配、调整不合理。0.4kV低压配电网主要分布在人口和建筑密集的区域，特别是一些城郊结合部，因通道狭窄，改造难度大，往往存在因变压器及供电线路负荷分配不均，在用电高峰期经常性发生变压器超载、供电线路过负荷故障跳闸的情况。但由于低压配电网中各主、分支供电回路无运行监测数据的积累和分析，要如何合理规划供电网络，如何合理分配、调整负荷，却无从下手。
（3）运维成本高，且客户满意度低。0.4kV低压配电网回路多、范围广，运行环境复杂，在没有有效在线监测技术手段的情况下，当出现供电异常，如变压器过负荷、某供电回路过电流或其他故障跳闸的情况时，运维管理部门往往需要投入大量的人力、物力和时间成本进行排查，才能确定具体是由哪回出线引起的，这样一来，不但浪费资源，往往还造成排障不及时，用户满意度低的情况，给供电部门的形象造成不良影响。
综上所述，当前低压配电网运维管理存在的主要问题，就是缺乏一种有效的在线监测技术手段。
1.3 传统解决方式存在的问题
如果我们采用传统方法，即在低压配网的每个供电回路上安装电流互感器和电能表，再通过电网企业现有的配变监测系统，能否实现低压配电网的在线监测与管理呢？通过我们实地勘察和试点，这种方法是行不通的，主要原因为：
（1）增加投资多。低压配电网中供电回路数量极其庞大，在每个供电回路上安装电流互感器、电能表需要大规模投资。
（2）实施难度大。现有的低压配电柜、分支馈线箱内部空间不足，无法再同时新装电流互感和电能表，如要安装只能改变原有的电气元器件的布局，或更换配电柜和分支馈线箱。这种方式，实施难度高，停电时间长，将严重影响居民或企业正常用电。
2.配用电监测与管理系统功能及特点
2.1 系统构架
配用电监测与管理系统由二个部分组成，一是云服务系统平台，二是配电网的数据采集系统。如图2所示。
图2
2.2 系统主要功能
（1）实时在线监测：实时采集低压配电网中每一个供电回路的负荷、电量、示数、电压、电流、功率因数、温度等运行数据，且支持实时用电数据，及日、月、年用电数据采集和统计。
（2）用电数据分析：包含电量分析、负荷分析、用电量构成分析、温度与电流对比、分时电量分析、功率因素分析、变压负载率分析、设备停电分析、三相不平衡率分析等功能。
（3）异常用电告警：能够对低压配电网中每一个供电回路的电压异常、电流异常、负荷超载、功率因数异常、温度异常、停电事件等信息进行告警，且可将异常告警信息实时推送给运维人员。
（4）损耗分析：根据低压供电拓扑图自动分层级、分回路核算线损，有效发现异常损耗或“漏电”“偷电”现象，帮助管理人员快速核算、查找定位线损率偏高的供电回路。
（5）统计报表：能够对低压配电网中每一个供电回路的日（月）负荷、日（月）电量、日（月）无功/电压等进行统计，并形成报表，利于运维管理人员分析和运用。
2.3 监测终端特点
（1）设计特点：监测终端集成了电流、电压测量，电能计量和微功率无线通信功能，采用开口式CT设计，外形小巧，安装方便，适用于配电柜、分支箱电缆出线回路的安装。
（2）通讯特点：监测终端与集中采集终端（通信网关）采用微功率无线自组网通讯技术通信，安装现场无需敷设通信线。
（3）安装特点：采用基于无线自组网技术的分布式安装方式，监测终端直接卡接在出线电缆上，安装不停电，基本无外部接线。
3.配用电监测与管理系统应用方案
以某个0.4kV低压供电网络拓图为例，说明配用电监测与管理系统在低压配电网系统中的应用，如图3所示：
图3
（1）在变压器低压侧安装I型监测终端，在各主馈线回路N上安装II型监测终端，在各分支馈线回路F上安装II监测终端，实时采集低压配电网每个供电回路的电压、电流、功率因数、电能、电缆温度等运行数据。
（2）通过在监测区域安装集中采集终端（智能网关），一方面通过本地自组网微功率无线通讯采集每个供电回路的运行数据，另一方面通过GPRS无线公网将数据集中打包上送至云服务系统平台进行分析、处理和展示。
（3）广大供电所员工（或运维人员）通过手持终端或接入网络的电脑，登录配用电监测与管理系统，随时监控0.4kV低压配电网的运行情况，实现电压配电网的在线监测与管理。
4.配用电监测与管理系统解决的问题
（1）较低成本的实现低压配电网在线监测与管理系统建设。0.4kV低压配电网因覆盖范围广、分支供电回路多，数量庞大，如果要实现在线监测与管理，必然需要大量的资金投入。而“配用电监测与管理系统”由于采用了当前先进的云平台技术、物联网技术和移动通信技术，使得建设方大的节约了系统主站建设和软件开发投资成本。另外“配用电监测与管理系统”的数据采集终端设备采用微功率无线自组网通讯技术，解决了传统数据采集和传输实施成本高、建设周期长的技术瓶颈。
（2）提高配电网管理水平和供电可靠性。通过系统平台的数据分析功能（如变压器负载率分析、三相电流不平衡率分析等），能直观的反映出变压器及其各回低压供电线路的三相负荷水平，为负荷调整提供了精准数据支撑，提高配电网管理水平。通过系统的监测分析功能和异常告警功能，如：变压器过负荷告警、电缆线路电流越限告警、电缆超温告警等，可对供配电设备可能存在的隐患提前做出预防和预判，防患于未然，提高供电系统的可靠性。
（3）支持手机值班，减轻运维人员的劳动强度
电网企业在以往节假日或重要会议保供电期间往往需投入大量人力、物力，采用人海战术，每天安排人员对供电线路的电流、电压、温度等运行参数进行测量，不但劳动强度大，而且不安全。系统建设完成后，运维管理值班人员既可以通过手机APP实时掌握配电网运行情况，还可以通过PC登录前台系统，主动订阅异常告警信息，实现手机值班，大大减轻运维人员的劳动强度。
结束语
将智能配用电监测与管理系统运用于低压配电网系统的运维管理工作中，必定能大大提高低压配电网系统的供电可靠性，提高客户满意度，减少客户投诉，将给供电企业带来良好的经济和社会效益。
参考文献:
[1]新联电子配用电监测与管理系统操作手册
[2]新联电子DJGL23-XLNX01型能效集中采集终端使用说明书
[3]新联电子EEM-IVC型电力能效监测终端使用说明书
[4]新联电子CJJ-XL电力能效监测终端使用说明书
论文作者:和文昌,和立生
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/16
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