淺談智能型配電變壓器技術(shù)與應(yīng)用
1、智能型配電變壓器技術(shù)
智能型配電變壓器是在傳統(tǒng)配電變壓器的基礎(chǔ)上整合功能先進(jìn)的智能化模塊而成的，它使傳統(tǒng)配電變壓器的功能得到大大提升。該技術(shù)產(chǎn)品既可提高變壓器的可靠性，又可提高用戶用電設(shè)備的安全性，且方便了電力部門的預(yù)付費、復(fù)費率用電、防竊電管理。
與傳統(tǒng)的配電變壓器相比較，智能型配電變壓器具有在線檢測、故障控制、防竊電、遠(yuǎn)程抄表、預(yù)付費及復(fù)費率用電管理、后臺監(jiān)控管理等功能。智能型配電變壓器實現(xiàn)了傳統(tǒng)變壓器所不能實現(xiàn)的很多功能，真正實現(xiàn)了電網(wǎng)的自動化、智能化。
該產(chǎn)品將現(xiàn)代移動通信技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)結(jié)合，形成了機(jī)電一體化的智能產(chǎn)品。其工作原理，三相四線電壓、電流通過電能芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并與單板機(jī)通信，在內(nèi)部對這些參數(shù)進(jìn)行計算、判斷，當(dāng)發(fā)生過壓或過流、缺相、短路、超溫等情況時，單板機(jī)對信號進(jìn)行處理，和GSM手機(jī)通信，發(fā)出相應(yīng)的GSM中文短信到設(shè)定的手機(jī)。當(dāng)手機(jī)板收到超負(fù)荷命令時，把三相電壓、電流、油溫、電度表電量數(shù)以短信方式發(fā)給請求方。當(dāng)手機(jī)板收到跳、合閘命令時，動作于大容量接觸器以切斷/接通低壓負(fù)荷。單板機(jī)通過RS485接口可以方便地和外部設(shè)備連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。220V電源經(jīng)小變壓器輸出+5V作為手機(jī)板備用電池的充電電源?？梢?，利用手機(jī)實現(xiàn)了對變壓器的移動式遙測和遙控。
該裝置配套的后臺PC機(jī)管理軟件，包含遠(yuǎn)程抄表管理子系統(tǒng)、電費預(yù)付費管理子系統(tǒng)、運(yùn)行負(fù)荷監(jiān)控管理子系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)度管理子系統(tǒng)等模塊，各子系統(tǒng)均有獨立的數(shù)據(jù)分析和報表打印功能，用戶使用很方便。這些軟件既可組合在一起運(yùn)行，也可單獨地在不同的PC機(jī)上運(yùn)行，靈活性高，維護(hù)方便。
2、智能型配電變壓器的功能
?。?）在線檢測功能。通過手機(jī)和監(jiān)控微機(jī)檢測在線運(yùn)行變壓器的負(fù)荷情況和有關(guān)數(shù)據(jù)，如輸出電流和電壓、變壓器油頂層溫度、用電量等，并可隨時調(diào)取變壓器任一時段的各項運(yùn)行參數(shù)。
（2）故障控制。故障控制主要有過負(fù)荷控制、斷電控制、缺相欠壓控制、過電壓控制、油頂層溫度控制等。①過負(fù)荷控制。變壓器允許正常過負(fù)荷，具體控制時間列于表2。過載時變壓器可自動切斷輸出。在切斷輸出前10min報警，并將信息發(fā)送到管理人員手機(jī)上，提醒及時調(diào)整負(fù)荷，以達(dá)到限流、限容的目的；切斷輸出后間隔1min自動恢復(fù)投入，在連續(xù)恢復(fù)3次自動投合后，將不再自動投合；若未能合上，則待管理人員處理后經(jīng)人工指令合閘，恢復(fù)正常負(fù)荷和原控制程序。當(dāng)一相發(fā)生過負(fù)荷時同樣可以實施控制，以保證三相輸出的相對平衡。②斷電控制。當(dāng)配電網(wǎng)絡(luò)停電后恢復(fù)供電時，控制系統(tǒng)自動合閘投入正常運(yùn)行。③缺相欠壓控制。當(dāng)缺相或欠壓（包括單相欠壓），且低于額定電壓75%時予以報警切斷，可有效保護(hù)用電設(shè)施的安全使用。④過電壓控制。當(dāng)電壓超過額定電壓20%時，予以報警提請管理人員處理。⑤油頂層溫度控制。油頂層溫度達(dá)到85℃時發(fā)15min報警；當(dāng)達(dá)95℃時則自動切斷；當(dāng)油頂層溫度降至85℃以下時可恢復(fù)投運(yùn)。這樣可提高變壓器的使用壽命。
?。?）防盜、防竊電功能。當(dāng)變壓器及導(dǎo)線被盜時，控制系統(tǒng)向管理人員發(fā)出信號遠(yuǎn)程報警。變壓器輸出端子設(shè)在控制箱內(nèi)，當(dāng)竊電者打開控制箱時，同時發(fā)出信號報警。這樣可有效地解決電力設(shè)備和電能被盜竊的問題。
?。?）遠(yuǎn)程抄表、復(fù)費率管理功能。利用GSM移動通信網(wǎng)絡(luò)，用手機(jī)或計算機(jī)對遠(yuǎn)方電能表進(jìn)行讀取數(shù)據(jù)，并能實現(xiàn)預(yù)付費和復(fù)費率管理。預(yù)付費管理可解決電費拖欠問題。復(fù)費率管理是通過后臺微機(jī)的一個指令實現(xiàn)的，它可同時改變所在運(yùn)行表的費率及時段。該功能能使供用雙方隨時查詢電費余額。
?。?）后臺監(jiān)控管理功能。后臺監(jiān)控管理由后臺管理軟件實現(xiàn)。該系統(tǒng)監(jiān)控軟件與智能型配電變壓器配套可對其進(jìn)行監(jiān)控記錄及預(yù)付費和復(fù)費率用電管理。該軟件也具有客戶信息管理，變壓器檔案維護(hù)，變壓器工作運(yùn)行情況控制，變壓器工作情況記錄以及查詢、報警、遠(yuǎn)程抄表等功能。這樣可使供電部門對所屬變壓器進(jìn)行有效控制。
?。?）可擴(kuò)充性。在現(xiàn)有配電變壓器的基礎(chǔ)上很容易實現(xiàn)擴(kuò)充。
（7）通信方式可眩對多種通信方式，如GSM方式、直接光纖或通信電纜方式等進(jìn)行選擇。
3、文章結(jié)語
智能型配電變壓器主要存在以下問題：①配電變壓器在長時間停電的情況下，備用電池的電量會耗盡，從而失去控制；②采用GSM方式通信，需要網(wǎng)絡(luò)支持。
智能型配電變壓器是在傳統(tǒng)配電變壓器的基礎(chǔ)上整合功能先進(jìn)的智能化模塊而成的，它使傳統(tǒng)配電變壓器的功能得到大大提升。該技術(shù)產(chǎn)品既可提高變壓器的可靠性，又可提高用戶用電設(shè)備的安全性，且方便了電力部門的預(yù)付費、復(fù)費率用電、防竊電管理。
與傳統(tǒng)的配電變壓器相比較，智能型配電變壓器具有在線檢測、故障控制、防竊電、遠(yuǎn)程抄表、預(yù)付費及復(fù)費率用電管理、后臺監(jiān)控管理等功能。智能型配電變壓器實現(xiàn)了傳統(tǒng)變壓器所不能實現(xiàn)的很多功能，真正實現(xiàn)了電網(wǎng)的自動化、智能化。
該產(chǎn)品將現(xiàn)代移動通信技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)結(jié)合，形成了機(jī)電一體化的智能產(chǎn)品。其工作原理，三相四線電壓、電流通過電能芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并與單板機(jī)通信，在內(nèi)部對這些參數(shù)進(jìn)行計算、判斷，當(dāng)發(fā)生過壓或過流、缺相、短路、超溫等情況時，單板機(jī)對信號進(jìn)行處理，和GSM手機(jī)通信，發(fā)出相應(yīng)的GSM中文短信到設(shè)定的手機(jī)。當(dāng)手機(jī)板收到超負(fù)荷命令時，把三相電壓、電流、油溫、電度表電量數(shù)以短信方式發(fā)給請求方。當(dāng)手機(jī)板收到跳、合閘命令時，動作于大容量接觸器以切斷/接通低壓負(fù)荷。單板機(jī)通過RS485接口可以方便地和外部設(shè)備連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。220V電源經(jīng)小變壓器輸出+5V作為手機(jī)板備用電池的充電電源?？梢?，利用手機(jī)實現(xiàn)了對變壓器的移動式遙測和遙控。
該裝置配套的后臺PC機(jī)管理軟件，包含遠(yuǎn)程抄表管理子系統(tǒng)、電費預(yù)付費管理子系統(tǒng)、運(yùn)行負(fù)荷監(jiān)控管理子系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)度管理子系統(tǒng)等模塊，各子系統(tǒng)均有獨立的數(shù)據(jù)分析和報表打印功能，用戶使用很方便。這些軟件既可組合在一起運(yùn)行，也可單獨地在不同的PC機(jī)上運(yùn)行，靈活性高，維護(hù)方便。
2、智能型配電變壓器的功能
?。?）在線檢測功能。通過手機(jī)和監(jiān)控微機(jī)檢測在線運(yùn)行變壓器的負(fù)荷情況和有關(guān)數(shù)據(jù)，如輸出電流和電壓、變壓器油頂層溫度、用電量等，并可隨時調(diào)取變壓器任一時段的各項運(yùn)行參數(shù)。
（2）故障控制。故障控制主要有過負(fù)荷控制、斷電控制、缺相欠壓控制、過電壓控制、油頂層溫度控制等。①過負(fù)荷控制。變壓器允許正常過負(fù)荷，具體控制時間列于表2。過載時變壓器可自動切斷輸出。在切斷輸出前10min報警，并將信息發(fā)送到管理人員手機(jī)上，提醒及時調(diào)整負(fù)荷，以達(dá)到限流、限容的目的；切斷輸出后間隔1min自動恢復(fù)投入，在連續(xù)恢復(fù)3次自動投合后，將不再自動投合；若未能合上，則待管理人員處理后經(jīng)人工指令合閘，恢復(fù)正常負(fù)荷和原控制程序。當(dāng)一相發(fā)生過負(fù)荷時同樣可以實施控制，以保證三相輸出的相對平衡。②斷電控制。當(dāng)配電網(wǎng)絡(luò)停電后恢復(fù)供電時，控制系統(tǒng)自動合閘投入正常運(yùn)行。③缺相欠壓控制。當(dāng)缺相或欠壓（包括單相欠壓），且低于額定電壓75%時予以報警切斷，可有效保護(hù)用電設(shè)施的安全使用。④過電壓控制。當(dāng)電壓超過額定電壓20%時，予以報警提請管理人員處理。⑤油頂層溫度控制。油頂層溫度達(dá)到85℃時發(fā)15min報警；當(dāng)達(dá)95℃時則自動切斷；當(dāng)油頂層溫度降至85℃以下時可恢復(fù)投運(yùn)。這樣可提高變壓器的使用壽命。
?。?）防盜、防竊電功能。當(dāng)變壓器及導(dǎo)線被盜時，控制系統(tǒng)向管理人員發(fā)出信號遠(yuǎn)程報警。變壓器輸出端子設(shè)在控制箱內(nèi)，當(dāng)竊電者打開控制箱時，同時發(fā)出信號報警。這樣可有效地解決電力設(shè)備和電能被盜竊的問題。
?。?）遠(yuǎn)程抄表、復(fù)費率管理功能。利用GSM移動通信網(wǎng)絡(luò)，用手機(jī)或計算機(jī)對遠(yuǎn)方電能表進(jìn)行讀取數(shù)據(jù)，并能實現(xiàn)預(yù)付費和復(fù)費率管理。預(yù)付費管理可解決電費拖欠問題。復(fù)費率管理是通過后臺微機(jī)的一個指令實現(xiàn)的，它可同時改變所在運(yùn)行表的費率及時段。該功能能使供用雙方隨時查詢電費余額。
?。?）后臺監(jiān)控管理功能。后臺監(jiān)控管理由后臺管理軟件實現(xiàn)。該系統(tǒng)監(jiān)控軟件與智能型配電變壓器配套可對其進(jìn)行監(jiān)控記錄及預(yù)付費和復(fù)費率用電管理。該軟件也具有客戶信息管理，變壓器檔案維護(hù)，變壓器工作運(yùn)行情況控制，變壓器工作情況記錄以及查詢、報警、遠(yuǎn)程抄表等功能。這樣可使供電部門對所屬變壓器進(jìn)行有效控制。
?。?）可擴(kuò)充性。在現(xiàn)有配電變壓器的基礎(chǔ)上很容易實現(xiàn)擴(kuò)充。
（7）通信方式可眩對多種通信方式，如GSM方式、直接光纖或通信電纜方式等進(jìn)行選擇。
3、文章結(jié)語
智能型配電變壓器主要存在以下問題：①配電變壓器在長時間停電的情況下，備用電池的電量會耗盡，從而失去控制；②采用GSM方式通信，需要網(wǎng)絡(luò)支持。
智能型配電變壓器的推廣應(yīng)用，將大大提高我國配電網(wǎng)的自動化程度，提高配電變壓器的運(yùn)行壽命，減少變壓器的維護(hù)次數(shù)及維修費用。另外，該產(chǎn)品在出現(xiàn)故障時可進(jìn)行自動控制并及時將故障原因信息發(fā)送至管理人員，因此可減少因事故造成的停電時間，提高了城鄉(xiāng)居民的用電可靠性。
信息整理：www.coffeeupcyclellc.com
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