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智能电网中的智能化变压器

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智能电网中的智能化变压器

发布日期:2020-03-06 作者: 点击:

智能电网的发展和建设是一项系统工程,涉及诸多学科和行业,同时,智能电网没有现成的经验可供借鉴,必须坚持自主创新。因此,智能电网将会极大地提高我国电力工业及相关产业诸如变压器制造业的整体技术水平和创新能力。


智能电网具有坚强、自愈、兼容、经济、集成和优化等特征,同时具有信息化、自动化和互动化等技术特征。坚强智能电网基本架构如图 1 所示,其技术体系包含电网基础体系、技术支撑体系、智能应用体系和标准规范体系。电网基础体系是电网系统的物质载体,是实现坚强电网的重要基础。技术支撑体系是指先进的通信、信息和控制等应用技术,是实现智能化的基础。

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智能应用体系是保障电网安全、经济和高效运行,最大效率利用能源和社会资源,提供用户增值服务的具体体现。标准规范体系是指技术、管理方面的标准、规范、试验、认证和评估体系,是建设坚强智能电网的制度保障。


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、自动化和分析技术为基础,灵活、高效且可靠地满足发电、用电对电网提出的各种需求,实现提高电网安全性、可靠性、灵活性和资源优化配置水平的目标。变电站又是电力网络的节点,负责连接线路和输送电能,担负着变化电压等级,汇集电流,分配电能,控制电能流向和调整电压等功能。变电站的智能化运行是实现智能电网的最基础环节之一。


站控层包括自动化站级监视控制系统,站域控制、通信系统和对时系统等子系统,实现面向全站设备的监视、控制、告警及信息交互功能。完成数据采集和监视控制(SCADA)、操作闭锁以及同步矢量采集、电能量采集及保护信息管理等相关功能。站控层功能高度集成,可在一台计算机或嵌入式装置实现,也可分别在多台计算机或嵌入式装置中。


间隔层包括继电保护装置、系统测控装置和监测功能组主智能电子装置IED(Intelligent ElectronicDevice)等二次设备,实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能,即与各种远方输入、交互,使设备自诊断结果与调动决策和设备运行管输出、传感器和控制器通信。过程层包括变压器、断路器、隔离开关及电流/电压互感器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装置。


电力变压器是过程层中最重要的高压设备之一,由于其事故率高,故障影响大,对电网可靠性有较大影响。电力变压器也是结构最复杂,故障原因最复杂的电网设备。电力变压器在运行中有不少需要监测的参数,如负荷、油温、油位、油中气体和开关分接位置等;也有一些需要控制的部件,如冷却系统、有载调压系统等。综合这些因素可以看出,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。


智能化变电站主要对电力变压器的测量、控制、计量、监测和保护等部分的要求与常规变电站不同,智能化变电站对其智能化设备要求至少具有五项基本技术特征:


测量数字化 对相关参量就地数字化测量,所属参量包括变压器油温、有载分接开关分接位置,开关设备分、合闸位置等


控制网络化 对有控制需求的部件实现基于网络控制,如变压器冷却装置、有载分接开关和开关操作机构等


状态可视化 把设备状态信息,通过智能组件的自诊断,以可辨识的方式,使设备状态在电网中是可观测的,所谓状态可视,并非对运行人员而是对相关系统的,如设备运行管理系统与电网调动系统可基于智能组件状态可视化功能,看到设备健康状态,自动生成检修方案,优化电网运行


功能一体化 将相关测量、控制、计量、监测和保护等一体化融合设计,做到简洁、简单,减少占用空间


信息互动化 与调动系统交互,与设备运行管理系统理系统有机结合,可提供变压器运行自诊断结果。


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