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摘要：配电网络为顺应社会快速发展，在新环境下提出了新的要求，过去的单一的柱上式变压器、配电房因信息化技术不成熟，被迫采用人工值守监控，甚至处于无监控状态，因而配电智能化技术及应用的发展成为必然趋势。配电智能化技术及应用需要完成三个目标：第一，实现传统变压器技术升级为智能节能变压器；第二，实现随时随地的实时监控；第三，构建智能节能监控平台，为客户提供信息数据。
关键词：智能配电变压器、智能节能监控平台；
引言：随着云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等新一代技术的快速发展，推动智能技术从学术驱动转变为应用驱动，从专用智能迈向通用智能。
一、配电设备智能化
目前，配电行业存在以铝代铜，使用劣质油、二次片，线圈结构不合理及容量不足等问题，导致配电设备质量下降、噪音超标等严重影响电网安全稳定运行；此外，传统配电设备还存在高耗能、监控难、噪音大等缺点。针对配电行业乱象，智能配电设备在供电安全可靠性、电能质量、运行效率等方面较传统配电设备具有实质性的提高。高效节能立体卷铁心变压器与智能化技术的组合是突破传统配电变压器局限的主要途径。
立体卷铁心是一种异于传统平面铁心结构，是由通过若干根整条铁心料带连续卷绕的三个相同的单框拼合而成，三个心柱呈等边三角形排列，三个心柱的磁路长度完全一致且最短，采用完全退火工艺，大幅度降低空载损耗和空载电流；三角形结构，稳定性强，从而增强了抗短路能力，运行噪音低。立体卷铁心变压器无疑是安全、可靠、绿色、高效的配电变压器。
智能油浸式配电变压器：配置智能监控保护装置，是一种新型的集注油，油位、油温及压力释放显示及报警于一体的智能组件，可实现配电变压器在线监测、数据传输收集、故障预警等功能。
智能敞开式干式配电变压器：采用NOMEX绝缘纸和艾路塔斯绝缘漆作为主要绝缘材料，配合真空浸渍工艺，具有防火防爆、防尘防潮的技术特点。可实现温度、噪音、局放等的信息收集与传输。
二、配电管理智能化
目前传统配电设备运行管理现状：1.需要定时或定期对设备进行检查，检查会存在盲点；2.设备带电运行时，巡检人员无法全面掌握设备的运行状态；3.隐患故障不可预知，难以及时发现问题；4.轻微故障或隐患不及时处理，往往会造成事故扩大；5.部分设备管理人员缺乏专业知识，故障诊断时间长，故障诊断不到位；6.因故障问题造成供电中断，从而造成企业或个人的经济损失；7.现场人工管理成本高。为有效解决传统配电设备运行管理的不足及配合智能电网发展需要，推出智能节能监控系统配合管理。
配电管理智能化的架构是由设备层、通讯层、主站层组成。
1、设备层：
设备层包括智能高压柜、智能低压柜、智能配电变压器、智能变电站。
为了解决上述问题，并根据配电变压器以往的运行状况来分析，变压器运行时可能出现问题有：
A.变压器运行温度过高。
B.变压器运行油位过低。
C.变压器运行压力释放阀动作。
D.变压器运行烧毁。
配电变压器智能化后可以有效的避免故障发生，更准确的分析故障原因：
A.变压器运行温度过高：监控平台通过监测变压器电流参量及运行温度可分析变压器是自身问题还过电流导致，油浸式变压器是监测油面温度，干式变压器是监测线圈温度。
B.变压器运行油位过低：监控平台通过监测变压器运行温度及低油位报警可分析变压器是漏油还是缺油。
C.变压器运行压力释放阀动作：监控平台通过监测变压器运行温度、电压参量、电流参量、运行油位状态及压力释放阀状态可分析变压器是发生故障还是只是释放压力。
D.变压器运行烧毁：监控平台通过监测变压器运行温度、电压参量、电流参量、运行油位状态及压力释放阀状态等数据或状态量来分析故障原因。
2、通讯层
通讯层包括了监测装置到智能网关的通信和智能网关到服务器的通信两部分，负责采集监控装置数据并转发服务器的功能。一般需要的通讯硬件有智能网关、通讯管理机、交换机及光纤、屏蔽双绞线等，因智能网关支持4G移动通信网络且服务端为云服务器，通讯设备仅需要智能网关、4G物联网卡、屏蔽双绞线，即可完成数据采集与数据远传功能，且避免了布设有线网络带来的困难，可以随时随地接入以太网。
监控装置通过RS-485现场总线方式接入智能网关，抗干扰性强，可靠性高。智能网关可遵循Modbus、IEC61850、IEC60870-5-101/102/103/104等协议实现与监控装置的通讯，可以采集数据并实现远程控制功能。
智能网关通过4G移动通信网络、有线网口、WiFi接入以太网，绑定服务器IP后，通过身份验证、心跳重连、通讯加密等步骤与服务器构成稳定、安全的通讯链路。相比一般数据传输单元（DTU）具有多种突出优点：
A.多种通讯规约转换及时向服务器传输采集数据。
B.智能网关具备断点续传功能，能在与服务器通讯出现故障时临时存储采集数据，恢复正常通讯后向服务器补全缺失的数据，保证了数据的完整性与系统的健壮性。
C.能实现远程配置、调试和维护，与传统技术人员现场调试的工作模式相比可极大降低维护管理成本。
D.具备决策前移功能，内嵌Linux操作系统，能实现脚本语言编程，可及时判断接入到同一智能网关的计量装置参数，做下一步的控制或告警处理，减少网络通讯可能出现的延时问题，做到决策前移，执行安全策略更迅速。
3、主站层
主站层包括了，软件：智能节能监控平台，硬件：系统服务器（云服务器）、智能视频终端、监控主机、UPS、打印机、操作台等。
智能节能监控平台软件从网络连接模式分为两部分，数据采集软件和智能节能监控平台浏览器端。第一部分，数据采集软件，主要负责数据采集并存储于数据库中。第二部分，智能节能监控平台浏览器端，提供客户通过电脑或移动设备访问监控平台的全部功能。
通过监控平台监控首页实时展示用户最关心的数据，从电子地图中看到监控站点的在线状况，设备是否安全运行、告警信息、负载率走势、峰谷平、参考电费预算等数据，轻松掌握各监控站点的整体运行情况，平台侦查到告警情况会及时通知值班人员或预设的负责人。
三、配电智能化方案优势
传统配电变压器处于人工值守甚至无人值守状态，智能节能配电变压器的成功研制，代表将其分布在全国各地均能实现可靠的实时状态监控。
功能完备的智能节能监控平台将替代大部分的人力工作，且提升了配电可靠性和配电质量，大幅度缩短事故处理时间，减少事故牵涉范围，使设备达到最佳工况运行，提高生产效率与企业经济效应。当事故发生时，断点续传功能可以保护数据的完整性，避免数据丢失；视频监控功能可以提供记录回放，复原故障发生的第一现场，让故障排查更准确，让不法分子无所遁形；远程控制与智能网关的决策前移功能，让故障问题恢复更加迅速便捷。
四、小结
配电智能化是电网设备技术发展的必然趋势。通讯、计算机、自动化等技术及新技术配电设备在电网中得到广泛深入的应用，并与电力设备技术有机融合，极大地提升了配电智能化水平，有利于企业精简人员，提高工作效率，并能将各配电设备的性能与工况调整到最优状态。传感器技术与信息技术在电力设备中的应用，为监控平台在状态分析和辅助决策中提供了技术支持，使电力设备自愈成为可能。
参考文献：
张正祥、周海滨、谢志成等 基于物联网的大型变压器运输监测系统设计及应用 变压器 2020 5 第57卷