在當今不斷變化的能源格局中，停電通過中斷制造等關鍵運營，繼續(xù)使企業(yè)損失數(shù)百萬美元。此外，世界各地運行的一些電網(wǎng)設備已經(jīng)老化，在一些地區(qū)，大風暴變得越來越普遍。面對這些嚴峻的挑戰(zhàn)，公用事業(yè)公司可以通過多種方式應對未來服務中斷的風險，包括實現(xiàn)配電網(wǎng)絡的現(xiàn)代化、管理樹葉生長以及雇用更多的線路維修人員。所有這些選項的評估都可能很復雜，因為它們具有不同程度的成本、技術風險和社會效益。

公用事業(yè)公司最近的重點是尋找、雇用和培訓更多的線路維修人員，以改善停電響應并為客戶取得更好的結果。但在世界許多地方，勞動力老齡化的影響是眾所周知的，因為越來越難以找到熟練勞動力和填補空缺的生產(chǎn)線工作人員職位。面對長期服務中斷、客戶不滿意以及政府干預的可能性，公用事業(yè)公司需要更好的解決方案。如果能夠改善生產(chǎn)線工作人員的工作活動，以便他們將更多時間分配給實際維修和高優(yōu)先級維護，并花更少的時間尋找斷線，那會怎樣？

捕獲電網(wǎng)節(jié)點的數(shù)據(jù)是關鍵

在過去幾年中，許多國家經(jīng)歷了長時間停電，僅僅是因為問題的根源難以找到。但是，公用事業(yè)公司如何改進配電網(wǎng)架構以實現(xiàn)更好的停電響應？答案在于利用更好的線路傳感器技術，從而降低系統(tǒng)成本并部署到電力基礎設施內(nèi)的更多節(jié)點。該技術具有更高的集成度，有助于實現(xiàn)更好的測量精度，消耗更少的功率，并且需要更少的維護。

新型線路傳感器最常見的用例之一是稱為故障指示器的節(jié)點監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可在出現(xiàn)問題時檢測并發(fā)送警報，以便線路工作人員能夠以最小的延遲維修故障設備。圖1中的圖表顯示了配電線路上使用的故障指示器。不同地區(qū)和不同供應商使用許多名稱來描述同一系統(tǒng)，包括線路監(jiān)視器、故障監(jiān)視器和故障電路指示器。在本文中，作者將使用通用術語故障指示器來表示系統(tǒng)和用于檢測電力線物理狀態(tài)的基礎技術的線路傳感器。

圖2.用于檢測電源線物理狀態(tài)的線路傳感器。

在地下應用中，故障指示器放置在每根主電纜的電纜終端處。故障上游指示燈將跳閘，故障下游指示燈將保持在非跳閘位置。因此，服務團隊可以輕松識別電纜或設備的故障部分，而無需經(jīng)歷耗時的隔離過程。地下應用包括變壓器、開關設備、機柜、接線盒和接頭。

在架空應用中，故障指示器上易于發(fā)現(xiàn)的顯示將線路工作人員引導至線路的問題部分。架空應用包括未熔絲抽頭、帶中線重合閘的長饋線、分段開關設備、過渡和饋線。

與現(xiàn)有故障指示器相關的兩個最大挑戰(zhàn)是：1）批量購買成本可能很高，2）需要定期維護才能保持正常運行。累積購買成本和經(jīng)常性維護是預算和資源有限的公用事業(yè)公司無法在其龐大的電力基礎設施中部署更多故障指示器的兩個主要原因。

通過更高級的電源管理改善故障指示器

為了應對這些挑戰(zhàn)，ADI公司為故障指示器開發(fā)了一種新型線路傳感器架構，該架構能夠以高效率收集功率，并且需要更少的維護（圖3）。

圖3.功率收集故障指示器設計。

雖然基本功能看似簡單，但功率收集故障指示器設計相當復雜，尤其是電源架構。不僅有三個獨立的電源（電源線傳感器、可充電電池和超級電容器），而且還必須有一種控制算法，知道如何平衡不斷變化的電源條件和不斷變化的負載條件，同時保證始終在線運行。關鍵創(chuàng)新是用于多電源路徑設計的新技術，可實現(xiàn)更快的啟動速度、更低的功耗和更平穩(wěn)的系統(tǒng)運行。通過采用更好的電源管理，故障指示器將需要更少的維護，因為線路工作人員可以減少更換電池的頻率，并且可以執(zhí)行更少的系統(tǒng)檢查。

新的故障指示器設計還可以利用更復雜的數(shù)據(jù)收集和更強大的無線通信來提高性能。通過使用高速精密轉換器以遠高于電功率頻率的數(shù)據(jù)速率收集電力線信息，它們可以捕獲更精細的粒度。集成短波無線電和GSM協(xié)議等無線通信也提高了這些設備的覆蓋范圍。故障指示器可以傳輸數(shù)據(jù)并傳達其狀態(tài)，以便線路工作人員花費更少的時間搜索故障，而將更多的時間用于故障排除。

推動更好能源智能的大數(shù)據(jù)分析機會

利用先進線路傳感器技術的故障指示器為改變公用事業(yè)公司的運營方式提供了機會。通過在節(jié)點上收集更精細、連接更好且維護成本更低的數(shù)據(jù)，公用事業(yè)公司可以更快、更自信地識別和響應中斷。但還有其他可能性需要考慮。例如，整個故障指示器群可以提供歷史數(shù)據(jù)和警報，以便公用事業(yè)公司可以應用機器學習算法和分析來推動更高效的線路工作人員活動、降低運營費用并實現(xiàn)更好的業(yè)務成果。

結論

由于問題難以定位，公用事業(yè)客戶繼續(xù)遇到長時間停電?？朔@種情況的一種方法是更廣泛地采用故障指示器。但是，與當今故障指示器相關的兩個最大缺點是批量購買的高價格標簽和定期維護需求。

有一種用于故障指示器的新型線路傳感器技術，通過高效收集電力并減少維護來克服這些挑戰(zhàn)。未來，公用事業(yè)公司可以利用下一代故障指示器，并從更短的停電時間、更低的運營費用和更滿意的客戶中受益。

審核編輯：郭婷