一种用于判断负载点和服务变压器之间的原理关系的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明设计一种用于判断服务变压器区域网络的边界的配电网信号，尤其用于识别为受测负载点提供电源的服务变压器。
【背景技术】
[0002]次级配电站包括一个或多个次级变压器，用于将电压从高压传输线等级(典型的是130kV至700kV)降至中压等级(典型的是从4kV至大约35kV)，进而传输给分配服务区域内的用电者们。配电网有许多服务变压器，用于将配电网的中压转换成用于商业、工业和住户的低压(在美国，典型的是120、208、240、277或480V)。包括这些电压的其他电压被用于世界的其他地方。每个服务变压器为一个或多个受测负载供电。受测负载可以是住宅、商业建筑房或工业建筑房，例如一系列街灯、农业装置，例如灌溉系统，或是可以从配电网或这些负载中获取电量的任何其他受测结构。
[0003]除了连接用户负载和相关检测装置于变压器的线，在电能实际被送往用户前，月艮务变压器是电网的最外层部件。典型地，测量仪表被连接在将电力从服务变压器送外变压器的点上。服务变压器可以是三相或单相的，检测仪表也是。被包括在从服务变压器到至少一个电表的集合内的功率通量路径内的电气装置，被判断为变压器区域网络(TAN)。一个变压器区域网络可以有一放射状拓扑结构，这在美国是常见的，或者它可以有一线性或“总线”拓部结构，这在欧洲和世界的其他地方更为常见。
[0004]传统的，读取电表是电气应用带来的最大运行成本之一。原始的电气仪表是带有视觉读取功能的模拟设备，但是不得不每月人工检查以完成电表对账。70年代初，数字化监测信息和自动收集技术开始应用。这些技术从电表可以使用短程无线信号显示它现有读数的无线抄表系统进化而来，接收该信号由带有电表指示器的设备完成。这些早期系统作为自动检测读取系统或AMR广为人知。最近，各种特定用途的信息采集网络，通常采用网孔配置的带有用于传输几种读数的装备宽带拖回方的法采集点的短距离射频中继器。
[0005]在实用服务中心，这些网络能够在“监测前端”之间和该信息采集网络的边缘处的检测装置之间双向通信，这通常被称为高级计量架构(或者AMI)。高级计量架构可以频繁收集和读取，典型的是每15分钟一次，且可以那样频繁地报告结果。假如该装置被谨慎地使用，它们可以读取任何需要的监测装置，也可以连接或不连接在任何监测装置上。高级计量架构可以传递信号给拥堵设备，用来进行能量保存、需求管理和变速计费。因为除了计量仪表的交叉点以外，高级计量架构网络与电力配电网分离开，高级计量架构监测装置不知道也对电网拓扑或某种电网状态的改变不敏感。然而，引入高级计量架构经常是真实的智能电网应用方向的第一步。
[0006]高级计量架构网络通常没有超过仪表读取和需求管理的支持智能电网应用的全部能力。有意义的是，高级计量架构网络通常不使用电网作为传输媒质。它仅监测受测负载点，因此不会监测配电网上其他位置的电变化和状态。更进一步地，从边缘到中心集中器的信息携带能力，典型地，足以满足计量信息及稍多一些信息的要求。针对能量存储、财产保护、负载平衡、故障隔离和恢复管理的复杂智能电网应用，需要关于电网资产、负载和状态的图表关系信息以及双模态和多模态资产的当前状态的精确信息。这个信息，连同相同资产的地理空间位置，被称为电网地图，且典型地被存储在数据库中。一般来说，高级计量架构网络既没有监控能力，也没有带宽来提供这些种类的信息，结果使得现代的电网地图数据库很少实时更新。
[0007]实用技术典型地包括两个地图或者配电网的模型。一个物理网络模型(P匪)聚集电网的资产的地理空间位置。P匪S，由于现代GPS技术，相对于点资产是适度地精确的，例如变电站、电容器组、变压器和甚至单独的监测装置。当修复或改变开始时，不精确的定位是由于未能升级地图。举个例子，一个服务变压器可能从街的一侧移动到其他侧，原因是街拓展。这样的动作可能额外导致一区域内的服务变压器中的受测负载的分区的改变。
[0008]纵向资产，特别是埋下的电缆，未能很好地在P匪中被描述出来。P匪可以包含与纵向资产的位置有关的设计用数据，但是由于在许多地方，铺设电缆发生在全球定位技术成熟以前，这些设计基于地平面勘测，且原始地图可能或可能没有被升级以反映这些改变。因此，来自设计用数据的位置可以是不精确的，后续的表面改变使得改变由中压和低压配电线采用的地理路径的问题更加复杂。
[0009]第二模型是逻辑网络模型，或者LNMIMI描述了电网各部件如何在没有参考它们的地理位置的情况下被连接的。L匪频繁地改变。在修复的过程中，变压器连接至头部和侧面，且监测装置连接至变压器的方式可能被改变。此改变可以影响L匪和PNM。在许多应用中，此改变被外部代理手动记录下来。手动报告可能或可能没有在LNM和PM1中升级，当升级时出现在维护发生的时间间隔之间时，它被记录会是有意义的。
[0010]电网地图的“最后路程”问题与确定什么服务变压器和什么相或者服务变压器的相有关，当然是在变压器有多相且为一个特殊的计量仪器供电的情况下。在变压器被安装在杆上的位置，接头线在地面上方，这可能是显而易见的。但是，在那些位置，由风暴、交通事故或定期建设产生的停电发生以后，以将变压器转移至计量仪器被安装的位置的方式维修是非常容易的。在稠密的近邻社区，如何将电力线十字连接在建筑和变压器之间并非总是显而易见的，尤其是在多个变压器被安装在一根杆上时。
[0011]变压器被焊接安装或位于地底的情况下，分接头铺设在地底，该设施可以先于电网地图建设。在那种情况下，仅可使用的数据是由勘测产生的原理图设计。一般来说，没有关于电网的“最后路程”是否根据说明书或随后的修正版本严格建设的可参考的记录存在。当接头不可见时，获得TAN的精确地图充其量需要的是劳动强度。
[0012]有精确TAN级电网地图的实际收益是资产保护和盗窃检测。这两项收益一定程度上相关，正如非计量电源盗窃是变压器过载的一个原因，尽管不是唯一原因。所需要的是精确的TAN地图，以帮助家庭建立一种状态，使得从变压器获取的所有电源都被计量，并使得大消耗不可预测负载可以被公断，例如快充电气车用蓄电池。精确的TAN地图对于在配电网的边缘处计划和预订修改、升级和修订来说是有益的。
【发明内容】
[0013]本发明涉及一种能够可靠地确定为候选TAN集合中的每个受测负载供电的变压器。单一TAN包括特定的受测负载，因为配电网的年代可以是未知的，因为电网计划和实际建设的电网之间的不同，因为随时间的改变和维修等。候选TAN的集合典型地仅由靠近负载或问题负载选择，但也可能是根据现有计划或电网地图所依赖的东西选择。
[0014]通过外观检查确定供电变压器经常是困难的，正如下文所描述的那样。由于所存在的服务变压器被各种各样的形状因子采用，且因为在变压器处于运行状态时打开变压器的外壳是不现实的，本发明的多个实施例仅通过连接变压器的外壳来运行操作。本发明的一些实施例运行时根本不接触变压器。
[0015]本发明包括一并网变压器，用于在传输电能给用户的电力线上传输一信号，以及一接收装置，用于检测声频服务变压器上