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行业动态

智能化变压器

智能电网的发展和建造是一项体系工程,涉及许多学科和职业,一起,智能电网没有现成的经历可供学习,必须坚持自主立异。因此,智能电网将会极大地进步我国电力工业及相关工业比如变压器制造业的整体技能水平和立异才能。
  智能电网具有刚强、自愈、兼容、经济、集成和优化等特征,一起具有信息化、主动化和互动化等技能特征。其技能体系包括电网根底体系、技能支撑体系、智能应用体系和标准标准体系。电网根底体系是电网体系的物质载体,是完结刚强电网的重要根底。技能支撑体系是指先进的通讯、信息和操控等应用技能,是完结智能化的根底。
  智能应用体系是保证电网安全、经济和高效运转,最大效率运用动力和社会资源,供给用户增值效劳的详细表现。标准标准体系是指技能、办理方面的标准、标准、实验、认证和评估体系,是建造刚强智能电网的制度保证。
  智能化变电站对变压器的要求
  智能化变电站以先进的信息化、主动化和剖析技能为根底,灵敏、高效且可靠地满意发电、用电对电网提出的各种需求,完结进步电网安全性、可靠性、灵敏性和资源优化装备水平的目标。变电站又是电力网络的节点,担任衔接线路和运送电能,担负着改变电压等级,汇集电流,分配电能,操控电能流向和调整电压等功用。变电站的智能化运转是完结智能电网的最根底环节之一。
  站控层包括主动化站级监督操控体系,站域操控、通讯体系和对时体系等子体系,完结面向全站设备的监督、操控、告警及信息交互功用。完结数据收集和监督操控(SCADA)、操作闭锁以及同步矢量收集、电能量收集及维护信息办理等相关功用。站控层功用高度集成,可在一台计算机或嵌入式设备完结,也可分别在多台计算机或嵌入式设备中。
  电力变压器是进程层中最重要的高压设备之一,因为其事端率高,毛病影响大,对电网可靠性有较大影响。电力变压器也是结构最杂乱,毛病原因最杂乱的电网设备。电力变压器在运转中有不少需求监测的参数,如负荷、油温、油位、油中气体和开关分接方位等;也有一些需求操控的部件,如冷却体系、有载调压体系等。综合这些要素能够看出,电力变压器具有智能化价值,是高压设备智能化重要设备之一。
  智能化变电站首要对电力变压器的丈量、操控、计量、监测和维护等部分的要求与惯例变电站不同,智能化变电站对其智能化设备要求至少具有五项根本技能特征:
  丈量数字化 对相关参量就地数字化丈量,所属参量包括变压器油温、有载分接开关分接方位,开关设备分、合闸方位等
  操控网络化 对有操控需求的部件完结依据网络操控,如变压器冷却设备、有载分接开关和开关操作组织等
  情况可视化 把设备情况信息,经过智能组件的自确诊,以可辨识的方法,使设备情况在电网中是可观测的,所谓情况可视,并非对运转人员而是对相关体系的,如设备运转办理体系与电网调集体系可依据智能组件情况可视化功用,看到设备健康情况,主动生成检修方案,优化电网运转
  功用一体化 将相关丈量、操控、计量、监测和维护等一体化交融规划,做到简练、简单,削减占用空间
  信息互动化 与调集体系交互,与设备运转办理体系理体系有机结合,可供给变压器运转自确诊结果。
  智能化变压器装备以及解决方案智能化变压器的构成包括变压器本体,内置或外置于变压器本体的传感器和操控器,完结对变压器进行丈量、操控、计量、监测和维护的智能组件。变压器的冷却器操控器和有载分接开关操控器应具有可衔接智能组件的接口,并能够呼应智能组件的操控。变压器的情况监测首要包括部分放电监测、油中溶解气体监测、绕组光纤测温、侵入波监测、变压器振荡波谱和噪声等。
  1. 智能变压器的丈量功用及解决方案
  供给主油箱顶层和底部油温度的丈量,可判别变压器是否过热,冷却设备运转是否反常。收集来自气体继电器节点信息和压力开释阀情况信号,用于检测是否因为内部毛病发作严峻放电或短路。
  依据主油箱油位和分接开关油箱油位的丈量,给出合理的油位上限、下限。丈量电扇电动机电流和电压,观察和剖析电扇及电扇电动机的作业情况。依据油流继电器供给的信号,剖析油泵是否反常。有载分接开关驱动电源电压丈量便于观测操作电源情况,有载分接开关切换次数丈量便于剖析机械寿数,有载分接开关当时分接方位丈量可供给当时作业的情况量。
  智能变压器的丈量功用还应包括各侧负荷电流及中性点电流丈量,其首要效果应用于维护和情况量。智能变压器的丈量功用还应包括各侧负荷电流及中性点电流丈量,其首要效果应用于维护和情况感知。
  2.智能变压器的操控功用及解决方案
  关于冷却操控体系,主油箱油顶层温度和底部油温度以及绕组光纤测温相同用于判别变压器是否过热,冷却设备运转是否反常,冷却设备开起组数参量用于操控冷却设备负荷匹配及运转情况。铁心接地电流的首要效果在于监控铁心毛病,如是否存在多点接地。
  变压器各侧电流和环境温度可对变压器进行发热毛病原因判别和温度猜测,变压器各侧电压则用于监控是否有过励磁情况发作。关于有载分接开关操控体系,开关分接方位、变压器各侧电流及变压器各侧电压均用于操控参考量,分接开关运转情况则用于智能操控。
  智能化变压器测控单元的装备依据变压器本体测控参量,经过Modbus 通讯协议将本体操控箱与智能操控柜中的测控单元IED进行衔接。智能化变压器测控单元IED的首要功用是承受来自间隔层或站控层的指令,对PLC经过串口通讯进行协议转化,不只能够向间隔层或站控层发送数据,还能够有效地对数据进行存储,图3给出了智能化变压器测控单元的根本结构。
  3、智能化变压器的监测功用及解决方案
  智能化变压器的部分放电在线监测一般用于500kV级以上的变压器,所选用的部分放电监测技能具有杰出的抗电晕搅扰才能,可监测的视在放电量一般可操控在500~5000pC。部分放电监测原理依据特高频的全频带动态扫频检测技能,运用特高频传感器可做到输出阻抗主动平衡,不需阻抗变换器,能够带电检修,一起选用四通道高速同步采样、复合除噪技能和主动阈值小波除噪技能等。
  油中溶解气体监测一般挑选色谱柱法技能,油气分离选用负压动态真空脱气技能,运用灵敏度高,呼应速度快的纳米晶半导体气敏传感器,整个设备支撑 IEC61850 通讯协议(见图4)。油中溶解气体监测满意智能组件情况可视化的根本要求,氢气和乙炔监测为必选,其他气体及水分为可选。
  绕组光纤在线测温可有效地监测绕组内部最热门温升,对剖析变压器热绝缘寿数衰减具有重大意义。绕组光纤丈量不确定度≤2 °C,丈量规模一般操控在5~180 °C之间。绕组光纤测温选用在绕组热门处预埋光纤,以到达实时丈量绕组最热门温升的意图。绕组内部光纤经过安装在油箱壁上的贯穿器与外部光纤相衔接,外部光纤终端衔接至光纤操控器,光纤操控器经过串口通讯衔接到主IED。
  在线监测铁心接地电流的意图是经过对铁心接地电流的监测来发现箱体内异物、内部绝缘受潮或损害、油箱堆积油泥及铁心多点接地等类型的毛病,然后及早发现埋伏危险,提出预警,防止事端的发作(见图6)。运用高灵敏度电流传感器,不失真地收集变压器铁心对地的走漏电流信号。信息传输选用IEC61850 通讯协议,经过对电流信号的运算和处理,除掉杂波搅扰信号,得到实践接地走漏电流信息,最终运用专家体系剖析、判别并猜测铁心绝缘的健康情况。
  智能变压器的监测功用还包括气体集合量(轻瓦斯)、主油箱底部油温、电容式套管电容量、套管介质损耗因数以及用于500kV变压器的振荡波谱和噪声的正常指纹等项目。其间,振荡波谱和噪声应供给变压器毛病或缺点时的特征指纹,并供给相应指纹剖析技能,传感器方位、监测频率及灵敏度等应满意监测要求,监测频率大致在0.1~20kHz,最小可丈量≤0.001 G。
  4.智能化变压器的维护功用及解决方案
  110 kV 变压器电量维护主张按双套装备,选用主、后备维护一体化装备。220 kV 及以上变压器电量维护按两层化装备,每套维护包括完好的主、后备维护功用。
  变压器维护直接采样,直接跳各侧断路器,非电量维护选用就地直接电缆跳闸方法,变压器非电量维护量包括瓦斯信号、油温信号、绕组信号、压力开释阀信号及冷却设备全停信号。变压器维护可选用分布式维护,分布式维护由主单元和若干个子单元组成,子单元不应跨电压等级。集成继电维护功用,满意可靠性、挑选性、灵敏性和速动性的要求,进步维护的功能和智能化水平。

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