论柱上变压器智能化改造及物联网技术的应用

才效英 李煜 陆渤

【摘 要】科技的进步和社会的发展，促使电力建设逐渐向着智能化发展，供电企业对智能电网的重视程度也与日俱增。基于此，文章从柱上变压器的结构和保护方式入手，分析柱上变压器存在的不足，并基于物联网，探究智能化改造方案，旨在为相关人员提供参考，为电网的正常运行提供保障。

【关键词】柱上变压器；智能化改造；物联网技术；应用

一、柱上变压器的组成及保护方式

（一）柱上变压器的组成

当前配电变压器一般有以下部分组成：一，跌落式熔断器开关；二，高压避雷器；三，变压器；四，低压配电箱。图1所示是一种常见的柱上变压器的布置图。

（二）柱上变压器的保护方式

传统的柱上变压器主要由跌落式熔断器提供短路过流保护，虽然使用简单、成本低，但其短路保护及过流保护性能都难以满足安全运行需要，而且由于市场上厂家繁多，质量参差不齐，常见误动、异常脱落或保护不作用等，引起配电事故，进而引起主站保护跳闸，全线路停电。另外，跌落式熔断器保护动作时，可能会发生缺相运行。熔断器由于熔断时不一定完全同步，一相先熔断灭弧后，其余的熔丝还没完全熔断，导致变压器缺相运行。

（三）运维方式

当前柱上变压器一般采用人工现场运维的方式，尽管部分地区在低压侧安装了无线集抄系统，能够为运维人员提供一些辅助信息，但是变压器本身的运行情况仍需要运维人员现场观察和处理，图2为运维人员正在进行现场检查。

当前运维工作内容主要包括：一，现场查看有油温油位，检查外观，各部位是否有渗油漏油；二，有条件的用红外测温仪测变压器外壳温度、低压接线端头温度；三，定期试验：包括变压器油的耐压试验等。

二、基于物联网的智能改造方案

物联网就是物物相连的互联网。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。

（一）系统方案总述

微型高压断路器用于代替熔断器，为实现变压器设备的可靠保护和快速恢复供电提供了可能。而作为柱上配电变压器智能化的核心，数据测控单元、数据处理单元、数据通讯单元等则是智能变压器设备的中枢大脑。

具体而言各部分功能如下：

一，数据通讯单元根据相应的协议，采用无线通讯技术，对客户端或者远程主站的访问进行身份辨别，响应和处理认证客户端的请求，同时加密和解密通讯传输数据，分级授权用户权限，为信息的安全性提供保障；

二，传感器是系统的眼睛，感知设备的高低压电流、电压、油温、油位、接线端头温度、环境温度等等，测控单元对设备的关键参数采集和控制；

三，数据处理单元对测控单元采集到的数据进行处理、存储以及进行评估计算，得出准确的评估结果。评估计算模型主要从以下几个方面考虑：首先，变压器高压电流、低压电流的差流是否正常；其次，油温油位关系是否正常；再次，长期历史数据与实时数据相关性对比；最后，长期油温记录测算绝缘寿命。

（二）微型高压断路器

应用断路器做开关是智能电网未来的方向，也是本次改造方案的重要内容。相较于熔断器，使用断路器做开关，能够在很大程度上提升柱上变压器的保护范围、保护能力，提升柱上变压器的可靠性。

此方案的思路是直接在变压器的高压端头处安装断路器，如图3所示。所以适合对已运行的变压器的改造升级，也方便与不同厂家的变压器的配合安装。主要特点是：

一，利用现有的固封绝缘技术，尽量减少断路器开关的体积，已达到小型化；

二，跟不同的变压器配套，只需選配不同的安装底座则可；

三，控制系统集成在开关上，功能简单实用，预留通讯接口；

四，高压的接线全部实现密闭，提高安全性；

五，开关支持电动操作、机械手动分合；

六，安装简单灵活。

（三）变压器智能化改造后的运维方式变化

对柱上变压器进行智能化改造之后，其运维方式会发生较大变化。首先，如果有有远程主站系统的话，安坐电脑终端前，可知所有变压器的状态；其次，如果没有远程主站系统，可以坐巡检车辆，无需下车，一路用手持终端通过近距离无线通讯系统，调取各个变压器的运行数据，然后回到电脑前，鼠标轻点，读取手持终端的数据，自动生成报表。

因此，无论以上哪种方式，都能够降低劳动强度，提升工作效率，提升运维工作的合理性。

三、结语

总而言之，对柱上变压器进行改造能够有效降低变压器的运行成本，减轻工作人员的压力，因此，相关人员应深入分析物联网技术，积极将物联网应用在柱上变压器中，实现柱上变压器的智能化改造，简化运维流程，促使电网向着智能化方向前进，进而促使电网更好地为社会服务。

【参考文献】

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