智能变压器设备及智能组件介绍
Qualitrol产品简介
变电领域产品
Qualitrol 509-ITM 智能变压器监测系统
用于油浸式变压器全能型智能监控器
用于远方或者现场监视油浸式变压器的所有重要参数 包括：温度、压力、液位、气体、电流、分接档位等 配有 10 个继电器，可最多 16 路输入模块执行报警与控制 4 个电流环输出（0-1mA 或者 4-20mA） 就地设置配合 RS485，光缆远方通信和局域网接入设置 配有本地安装与下载日志的接口，实时记录各参数并保存 可用于控制冷却监视系统或详细性能的有载开关监视系统
机组类型 监测类型 传感器 主机/装置
水轮发电机 在线局放/磁通/端部振动持续监测
80pF EMC / TF Probe / EWV HydroGu局放/磁通/端部振动持续监测 在线局放/磁通/端部振动持续监测
SSC / TF Probe / EWV TurboGuardII
永久性安装 – 和大多数探头不同，它是安 装在定子齿上而不是槽内 – 不伸入气隙
变电领域产品qualitrol常规变压器用组件常规变压器用组件常规变压器用组件常规变压器用组件用于用于用于用于油浸式油浸式变压器变压器变压器变压器常规保护设备常规保护设备常规保护设备常规保护设备压力保护设备压力保护设备压力保护设备压力保护设备温度温度温度温度保护设备保护设备保护设备保护设备208208208208系列系列系列系列lprdlprdlprdlprd压力释放阀压力释放阀压力释放阀压力释放阀xprdxprdxprdxprd系列压力释放阀系列压力释放阀系列压力释放阀系列压力释放阀900910900910900910900910系列突发压力继电器系列突发压力继电器系列突发压力继电器系列突发压力继电器930930930930系列组合式压力监控器系列组合式压力监控器系列组合式压力监控器系列组合式压力监控器qualitrolqualitrolqualitrolqualitrol系列系列系列系列真空真空真空真空压力压力压力压力开关开关开关开关akm345akm345akm345akm345系列系列系列系列油面油面油面油面绕组温度计绕组温度计绕组温度计绕组温度计tr6000qttr6000qttr6000qttr6000qt系列系列系列系列油面油面油面油面绕组温度计绕组温度计绕组温度计绕组温度计akm44600akm44600akm44600akm44600系列系列系列系列直插式温度计直插式温度计直插式温度计直插式温度计118itm118itm118itm118itm系列系列系列系列干式变压器温度计干式变压器温度计干式变压器温度计干式变压器温度计变电领域产品qualitrol常规变压器用组件常规变压器用组件常规变压器用组件常规变压器用组件用于用于用于用于油浸式油浸式变压器变压器变压器变压器常规保护设备常规保护设备常规保护设备常规保护设备油流油流油流油流保护设备保护设备保护设备保护设备气体分析及密度监测产品气体分析及密度监测产品气体分析及密度监测产品气体分析及密度监测产品akmakmakmakm6769676967696769系列系列系列系列大型油位计大型油位计大型油位计大型油位计qualitrol042032qualitrol042032qualitrol042032qualitrol042032系列系列系列系列油位计qualiqualiqualiqualitrol015trol015trol015trol015系列系
关于智能变电站一次设备智能化的运行分析
关于智能变电站一次设备智能化的运行分析【摘要】智能变电站是智能电网的重要组成部分，智能变电站是变电站自动化技术的延伸，是集信息技术和自动化技术于一身的最新技术。
智能变电站与传统变电站和数字化变电站的区别主要是一次设备智能化。
本文首先简单介绍了智能变电站和一次设备智能化，然后重点分析了主要的一次设备的智能化及智能变电站一次设备智能化的应用。
【关键词】智能变电站；一次设备；智能化；运行引言在社会经济和科学技术的发展前提下，对变电站的技术要求也越来越高，变电站面临着自动化和智能化的挑战，一次设备的智能化可以有效的实现变电站的自动化，变压器、断路器、互感器、母线构成了变电站的一次设备，因此智能变电站一次设备的智能化就需要引进智能变压器、智能断路器等设备，而这些设备智能化的实现，依靠了先进的传感技术、微机处理技术、状态监测和故障诊断技术与抗电干扰技术。
一、智能变电站和一次设备智能化介绍随着我国用电量的扩大，变电站的增长速度很快，几乎每年都会出现近千座变电站。
所以变电站的管理面对着困难，这就需要利用先进的技术，实现变电站的自动化和智能化，从而提高变电站的利用率。
在变电站的自动化中，面向对象技术成为其发展的关键，在技术层面上，变电站的一次设备还会引进先进的测控设备，实现一次设备的智能化，让变电站的一次设备能够拥有监控、操作等功能，并形成信息库[1]。
随着变电站数量的增多和面向技术在变电站的运用，变电站的系统结构出现了改变，逐渐由原来的集中式向分散式发展，分散式系统结构可以改变目前变电站笨拙、落后的设施，取而代之的是简便的、快捷的操作。
二、主要的一次设备的智能化分析1、智能断路器智能断路器主要依靠计算机计术、微电子和新型传感器，对断路器进行二次系统的设计，实现了断路器开关的数字化控制。
智能断路器的设计主要是达到数字化控制与新型传感器的结合，能够做到检测断路器的缺陷和故障，确保在故障产生的条件具备时，发出报警信号，并且自动的采取应对措施，对问题解决[2]。
变压器智能组件技术研究
变压器智能组件
变压器智能组件示意图
变压器智能组件技术研究
1
智能变电站与变压器智能组件
2
变压器智能组件构成及技术要求
3
变压器智能组件设计方案
变压器智能化项目
测量IED
通信要求：测量 IED 接入过程层网络，需要向站控层设备传 输的数据可由测量 IED 直接接入站控层网络，或由测量 IED 通过过程层网络采用 GOOSE 方式发送至系统测控装置，由 系统测控装置发送至站控层网络。
变压器智能组件结构示意图
变压器智能组件技术研究
1
智能变电站与变压器智能组件2变压器智能组Fra bibliotek构成及技术要求
3
变压器智能组件设计方案
变压器智能组件研究内容
掌握表征变压器运行状态的关键特征参量及其数字 化、信息化手段； 实现传感器及其合理安装方式、信号传输方式与接 口等； 实现智能变压器数字化建模和状态评估标准化，制 定变压器状态评估方法和标准； 规范智能化变压器通信接口； 建立智能化变压器协调控制标准化模型，实现经济 运行辅助决策，实现智能化变压器状态评估和协调 控制。
智能变电站
智能变电站分为设备层、系统层。
设备层主要由高压设备、智能组件和智能设备构成，实 现DL/T860 （IEC61850）中所提及的变电站测量、控制、 保护、检测、计量等过程层和间隔层的功能。 系统层面向全站或一个以上高压设备，通过智能组件获 取并综合处理变电站中关联智能设备的相关信息，按照 变电站和电网安全稳定运行要求，控制各设备层协同完 成多个应用功能。系统层包含自动化系统、站域控制、 通信系统、对时系统等子系统，实现 DL/T860 中所提及 的站控层功能。
冷却装置控制 IED
智能变压器系统介绍概要
各类监测功能组的标题可以链接到各类监测页面。
可靠的电网来自全面 的感知和及时的操控
XYZ电力学院
系统总体功能
可靠的电网来自全面 的感知和及时的操控
XYZ电力学院
系统总体功能
仪表盘展示数据样例
可靠的电网来自全面 的感知和及时的操控
XYZ电力学院
仪表盘展示数据样例
可靠的电网来自全面 的感知和及时的操控
XYZ电力学院
新版完善内容—技术层面
更方便的定制和扩展，实现不更改源程序的定制和扩展 ➢ 用户界面 ➢ 报表 ➢ 数据库 ➢ 工作流程（与客户运维系统关联） ➢ 业务规则
组等修饰
▪ 数值项展示方式通过切换设置成数值框的也可以是仪表盘式的。
XYZ电力学院
组态实现—拖放配置数据展示界面 可靠的电网来自全面
的感知和及时的操控
数值展示工具
▪ 定义仪表盘属性
▪ 测量范围 ▪ 仪表盘形状类型
▪ 绑定数据源
▪ 将仪表盘的数据与具体的参量绑定 ▪ 设置仪表盘形状类型
XYZ电力学院
可靠的电网来自全面 的感知和及时的操控
应用“数据挖掘”深化历史数据应用
更大的灵活性及可扩展能力
XYZ电力学院
新版完善内容—业务层面
可靠的电网来自全面 的感知和及时的操控
建立设备诊断算法和评价中心，为远程诊断和评价提供技术支持。 建立典型故障数据收集管理机制，使这些数据做为共享资源。 构建柔性的、便利的系统功能扩展机制，包括专家的经验积累、算法的
XYZ电力学院
组态实现—拖放配置数据展示界面 可靠的电网来自全面
配电变压器智能终端TTU_202
CHINA ELECTRICAL电 工业· 专题器１） 高压、低压绝缘材料须达到Ｆ级绝缘。
２） 浇注后的高压线圈表面环氧树脂层应均匀、光滑平整、线圈表面不应补刷树脂及绝缘漆。
３） 低压线圈采用铜箔绕制，线圈端部采用ＤＭＤ材料及环氧树脂充填包封，端封应充填密实平整，线圈内部不留空隙。
４） 高压、低压引出线须经绝缘子与外部连接。
５） 铁芯及全部金属部件须有防锈处理。
８．增加出厂试验项目ａ．声级测量。
ｂ．测温装置的校验。
９、对环氧树脂浇注干式变压器技术发展的期望随着对干式变压器要求的提高，Ｈ级绝缘、敞开通风式干式变压器受到关注。
在环氧树脂浇注干式变压器在中国发展的同时，Ｈ级绝缘、敞开通风式干式变压器已经占据了欧洲及美国市场。
所有国内生产环氧树脂浇注干式变压器的制造厂家应该看到这种竞争的趋势。
随着对外开放的深入及视野的进一步扩大，国内企业会更全面了解世界范围内干式变压器技术发展，选择适合中国国情的干式变压器制造技术，在提高国内目前环氧浇注干式变压器的产品质量，增强该种变压器产品在市场中的竞争力的同时，也要吸收国际上更先进的技术，使我们电力企业可以更多的选择优质、具有良好防潮性能，制造工艺比较简单、工艺设备造成价低，安全性能特别是防火性能好、环保性能好、产品报废后易回收的产品，保证全社会的安全、可靠的用电。
摘要：本文介绍了我厂新研制的一种配电变压器智能终端ＴＴＵ－２０２的系统性能，对其组成原理进行了阐述，最后对ＴＴＵ联网通信功能进行了介绍。
关键词：变压器智能终端、采集监控、ＭＡＸ７０６４、ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７配电自动化系统，简称配电自动化（ＤＡ－ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ），是对配电网上的设备进行远方实时监视、协调及控制的一个集成系统，是现代计算机及通信技术在配电网监视与控制上的应用。
目前，西方发达工业国家正大力推广该技术，国内有的供电部门已经采用或在积极地调研考察准备采用这项技术。
02一二次融合
基本理念：一二次融合、标准化设计、工厂化加工、装配
式建设
主要优势：预装式智能变电站采用“产品式选型、标准化
设计、工厂化加工、装配式建设”的原则进行设计生产，简 化了终端用户的生产建设行为。其结构紧凑，安全防护等级 高，技术成熟，理念先进，为用户节省了大量人力物力与土 地资源，具有较大的推广意义。
油色谱现场运行实例
PS6800 监测系统 变压器监测界面
组合电器监测界面
目前存在的问题
三个“一体化”原则实施不到位：智能化带来的好 处大打折扣
新技术、新设备的成熟度亟待提高
电子设备的抗干扰能力； 通信技术的可靠性； 在线监测设备的在线率和准确度； 。。。
一二次设备运行维护的差异以及寿命匹配等问题
舱体吊装就位
预制电缆连接
生产过程控制
已投运预装式变电站
30
参数比较 建设投资 建设周期 占地面积 土建工程
建设方式 设计 选址
值守 模块化程度 虚拟制造技术
传统常规变电站 较高 6个月或更长 1000m2 ～ 2000m2 包含房屋土建建设与室外设 备基础等，土建施工量大
预装式智能变电站 较低 1-3个月 300m2 ～ 400m2 预制舱体基础即可
现场施工、安装 时间长、工作量大 负荷附近选址难，同时受环 境影响大
有人值守/无人值守 较少 无
工厂全预制，现场装配
时间短、工厂全预制
可深入负荷中心，受环境影响 小
无人值守
全模块化组合
在计算机三维虚拟设计平台上 进行整站设计及其各个组成部 分的虚拟设计、制造、装配等 活动
35kv移动变电站设计
35kV/10kV移动式智能变电站一、背景概述智能变电站就是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。
二、系统介绍1、系统组成及基本结构移动式智能变电站系统主要包括以下几个部分：⏹一次智能设备及在线监测（智能变压器、智能高压断路器、智能隔离开关、避雷器等）；⏹移动式智能变电站的继电保护系统（电子电压电流互感器及合并单元、智能终端、故障录波器等）；⏹电能质量管理单元⏹储能系统⏹分布式能源控制监控终端⏹智能辅助设施及管理单元⏹与分布式电源的接口。
2、结构模块功能介绍按智能电网设备配置和标准要求，按结构主要分为过程（设备）层、间隔层、站控层，按功能主要分为电力设备监测、继电保护及接口模块、智能辅助系统模块、高级功能模块。
各结构模块组成、内容和主要功能介绍如下：（1）过程（设备）层包含：变压器及在线监测系统；断路器及在线监测系统；隔离/接地开关及在线监测系统、电流电压互感器及在线检测系统、避雷器及在线监测系统，（2）间隔层包含：电量计量系统，电能质量管理系统，故障录波管理系统，储能设备及管理系统，”3G”接口设备及终端管理系统,继电保护系统，测控装置。
（3）站控层设备主要包括主机兼操作员工作站、远动通信装置、网络通信记录分析系统。
（4）智能辅助设备及管理系统：温度监测与报警和防潮、通风系统、消防管理系统、火灾自动报警系统、防火封堵、站用电源系统、安防系统、视频监控、照明系统。
高端设备及管理系统：室内外环境监测系统、视频与电力设备联动系统、自愈及黑启动系统、柔性交流输电系统等。
3.主要引用规范和标准如下：Q_GDW Z410-2010 《高压设备智能化技术导则》DL/T 860 《变电站通讯网络与系统》GB 2423.4 电工电子产品基本环境试验规程试验Db 交变湿热试验方法2 / 25GB/GDW 427-2010《智能变电站测控单元技术规范》GB/T 17626.2/3/4/5/6/8/9/10/11/12 电磁兼容性能试验GB/T 2423.1/2/3/22 低温、高温、恒定湿热、温度变化试验GB/T 11287 振动试验GB/T 14573 冲击试验GB/T4208 外壳防护性能试验GB/T 7261 绝缘电阻试验GB/T 7261 介质强度试验GB/T 7261 冲击电压试验GB/T 13729、GB/T 14285、DL/T 478、DL/T 769GB/GDW 441-2010《智能变电站继电保护技术规范》及编制说明Q/GDW Z414-2010《变电站智能化改造技术规范》Q/GDW 428-2010《智能变电站智能终端技术规范》Q/GDW 383—2009智能变电站技术导则Q/GDW 393—2009智能变电站设计规范Q/GDW 534-2010《变电设备在线监测系统技术导则》Q/GDW 534-2010《变电设备在线监测系统技术导则》3 / 25Q/GDW 534-2010《变电设备在线监测装置通用技术规范》GB 3836.1-2000 爆炸性气体环境用电设备第1部分通用要求GB 50062-2008电力装置的继电保护自动装置设计规范三、全智能移动电站系统说明变压器监测单元主要有套管绝缘在线监测、变压器局部放电在线监测、变压器油中微水在线监测、铁芯接地在线监测。
智能变电站在线监测
一、 智能变电站在线监测的背景意义
1.1 智能变电站在线监测的背景
据国外变电站的统计发现，高压电力设备的事故率比低压来的 更高，如德国的统计。
1980-93德国产设备的事故率（每年、每100
设备名称 断路器
有载分接开关 隔离开关 接地刀闸 变压器 PT CT 组合互感器 避雷器
110kV
监测系统间隔层
过程层
RS485/CAN
变压 器监 测单
元
断路器 GIS监 测单元
光缆/电线/无线
容性设 备及避 雷器监
测单元
油 温 传 感 器
油 位 传 感 器
局 放 传 感 器
油 色 谱 传 感 器
接
气气
地
位体体
电
移密压
流
传度力
传
感传传
感
器感感
器智能变电站在器线监测器
温 度 传 感 器
容泄 性漏 电电 流流 传传 感感 器器
3.1.1.变压器监测监测单元
⑦⑧
⑨
② ④⑤⑥
③⑦
10
11
①
⑦
智能变电站在线监测
1－局部放电 2－油中气体 3－油中水分 4—套管绝缘性能 5－铁芯接地电流 6－运行电压/电流 7－油温及环温 8－绕阻热点温度 9－有载调压开关 10- 冷却器状态 11- 绕组变形
2.2 智能化设计优化完善建议
智能变电站在线监测
2. 局部放电监测单元
• 局部放电监测单元是利用超声传感器将局部放电信号转换 成电信号，并经现场处理单元的A/D转换等，最终以数字 信号的形式通过CAN总线发送到局部放电IED进行处理。
远动终端 一体化信息平台
智能变电站结构
02
CATALOGUE
一次设备与二次设备
一次设备分类与特点
变压器
将电能从高电压转换 为低电压，或从低电 压转换为高电压。
ห้องสมุดไป่ตู้
断路器
用于控制和保护电路 ，在故障时能够切断 电流。
隔离开关
用于隔离电路，保证 安全。
电流互感器
将大电流转换为小电 流，便于测量和保护 。
电压互感器
将高电压转换为低电 压，便于测量和保护 。
05
CATALOGUE
运行维护与故障处理
运行维护流程与注意事项
定期巡检
对变电站的设备、线路、仪表等进行 定期巡检，确保设备正常运行。
设备检查
对关键设备进行定期检查，包括变压 器、断路器、隔离开关等，确保设备 无异常。
维护保养
对变电站的设备进行定期维护保养， 包括清洁、润滑、紧固等，确保设备 性能良好。
06
CATALOGUE
未来发展趋势与挑战应对
技术创新方向预测
01
02
03
数字化技术
利用先进的数字化技术， 实现智能变电站的全面数 字化，提高数据传输和处 理效率。
智能化技术
引入人工智能、机器学习 等技术，提高智能变电站 的智能化水平，实现故障 预测和自适应控制。
物联网技术
借助物联网技术，实现智 能变电站与外部系统的互 联互通，提高协同处理能 力。
特点
智能变电站具有高度自动化、智能化、网络化等特点，能够实现全站信息的数字化采集、传输和处理，提高电网 运行的安全性和经济性。
发展历程与趋势
发展历程
智能变电站的发展经历了多个阶段， 从最初的数字化变电站到现在的智能 变电站，其技术不断升级和完善。
智能化技术在电力系统中的应用
智能化技术在电力系统中的应用摘要：电力系统是由发电、输电、变电、配电以及电力调度等环节组成的电能生产、传输和分配的系统。
将智能化技术运用于电力系统中，可以提高电力系统的运行效率，推动电力系统发展。
变电站作为电力系统中电能转换和分配重要一环，其智能化技术应用显著。
关键词：智能化技术；电力系统；变电站；应用引言：变电站中的智能化技术利用先进的信息通信技术、计算机技术、控制技术及其他先进技术，实现高效运行、降低成本和环境的同时，尽可能提高系统可靠性、自愈能力和稳定性。
本次对智能变电站中的主要智能化技术进行介绍，介绍智能化变电站主要的一次、二次系统。
1.智能化技术在变电站中的应用1.1 智能化在变电站中的应用在电力系统中，变电站承担着电能转换和分配、调整电压及功率，以及能量传递的重要作用，而智能化的变电站更是发展智能电网的先决条件，它不仅是智能电网发展的可靠支撑，更是提高系统供电可靠性和经济性的有力保障。
智能变电站更加注重和强调面向全站的数据采集和共享、一二次设备的融合，以及系统的自动控制与调度。
智能变电站在设备上采用智能电子设备IED(Intelligent Electronic Device)，可实现设备运行状态的可视化，设备由定期检修转化成状态检修，提高了设备的使用效率和供电可靠性，这些措施都提高设备的整合度，简化设备配置，减少了安装、检修、运行与维护的成本；智能变电站主要由智能一次设备、智能二次设备和智能辅助设备组成。
智能化的一次设备能够通过传感器对自身电气、物理、化学等特性差异化信息进行采集和处理，并对设备可靠性和状态做出判断。
智能化一次设备能够通过状态检修提高一次设备的使用效率。
智能变电站主要一次设备包含：智能变压器、智能化高压开关设备、电子式互感器智能化的二次设备主要承担状态监测、系统保护、一体化信息传递及全站通讯的功能。
智能辅助设备则主要实现安防、消防、视频、环境监测等功能，并实现信息的统一管理，实现与监控系统的信息共享和操作联动，为无人值守提供技术支撑。
智能变压器设备及智能组件介绍概要
±500kV 换流变压器和平波电抗器全套设计制造技术，通过消化
吸收和推广应用，掌握了国际先进水平的输变电设备设计制造核 心技术，形成了具有自主知识产权、先进、完整、成熟的变压器
类产品设计、制造技术体系，具备了独立开发具有国际先进水平
的新产品、新技术的能力。
仅 2000 年以来，西，50％以上的产品
达到国际同期先进水平，20多项获得国家、部委、 省市科技奖，部分获得国家、部委和省市名优产
品，满足市场对新产品、新技术的需求。
目录：
一 二 三 四 五
西安西电变压器有限责任公司简介
国家电网对智能变压器定义
智能变压器方案 智能变压器研发情况 对智能变压器的思考
2000 年 8 月 通 过 华 信 技 术 检 验 有 限 公 司 ISO9001质量体系认证复评
2003 年通过 ISO9001—2000 版质量体系认证，
2006年通过质量体系认证复评 2005年在陕西省内首家通过ISO10012：2003 计量检测体系的认证，获得了该体系认证证 书
2007 年 9 月，西变公司 通过 ISO14001 环境体系
国网对智能变压器定义 国网公司对智能变压器的定义可以涵盖为：测量数字化、控 制网络化、状态可视化、功能一体化、信息互动化五大要求： 智能高压设备，具有以下基本功能： a）向站监控系统自主报告运行状态、控制状态及可靠性状 态，服务于运行监控。 b）向调度系统自主报告运行状态、控制状态及可靠性状态， 服务于电网优化运行，如负荷控制、退/运决策、故障预案等。 c）向生产管理系统自主报告反映 可靠性状态的格式化信息，服务于设备 运行管理，如状态检修、寿命周期成本 管理等
国网对智能变压器定义
5）信息互动化
智能站基础知上
• 兼容。支持可再生能源的有序、合理接入，适应分布式电源和微电
网的接入，能够实现与用户的交互和高效互动，满足用户多样化的电 力需求并提供对用户的增值服务。
• 经济。支持电力市场运营和电力交易的有效开展，实现资源的优化
配置，降低电网损耗，提高能源利用效率。
• 集成。实现电网信息的高度集成和共享，采用统一的平台和模型，
智能变电站基础知识
目录
1 2 3
智能变电站概念及结构 智能变电站一次设备
智能变电站二次设备
智能变电站高级应用 新一代智能变电站
4
5 6
回顾与总结
目录
1 2 3
智能变电站概念及结构 智能变电站一次设备
智能变电站二次设备
智能变电站高级应用 新一代智能变电站
4
5 6
回顾与总结
智能电网的概念
• 由于经济发展状况、电网建设水平、内外部发展环境不同，世界各国 在智能电网建设的远景和侧重点上有些差异，对智能电网概念的描述 也不尽相同。
电子式互感器 智能一次设备
以太网、 IEC61850 规约
间隔层
过程层
智能变电站
工作站1 工作站2 远动站
过程层（设备层）
站控层
以太网、 IEC61850 规约
常规变电站中无过程层。
由电子互感器、智能单元、合并 单元等远方I/O、智能传感器和执行 器等构成。采用GOOSE网络跳合闸机 制。 完成一次设备开关量、模拟量的 采集以及控制命令的执行等。
智能电子设备 IED（intelligent electronic device）
包含一个或多个处理器，可接收来自外部源的数据，或向外部发送数据， 或进行控制的装置，例如：电子多功能仪表、数字保护、控制器等。为 具有一个或多个特定环境中特定逻辑接点行为且受制于其接口的装置。
《智能变电站》课件
分析智能变压器在智能变电站中 的应用场景、技术优势和应用效 果，探讨其对提升变电站智能化 水平和运行效率的作用。
案例三：智能高压设备在智能变电站中的应用
总结词
技术特点、实施难点
详细描述
介绍智能高压设备在智能变电站中的 应用情况，分析其技术特点、实施难 点和解决方案，并探讨其对提升变电 站智能化水平和安全稳定运行的作用 。
02
CATALOGUE
智能变电站的架构与技术
智能变电站的架构
智能变电站的基本架构
智能变电站主要由站控层、间隔层和 过程层三部分组成，各层之间通过网 络通信实现信息交互。
站控层功能
站控层主要负责全站的控制、监视和 保护，包括人机交互、数据采集与处 理、设备控制等功能。
间隔层功能
间隔层主要负责各设备的保护、测控 和计量等功能，通过高速网络实现与 站控层的信息交互。
故障处理流程
故障处理案例分析
介绍智能变电站故障处理的流程，包括故 障发现、诊断、定位和修复等环节。
通过实际案例，分析智能变电站故障诊断 与处理的成功经验和存在的问题，并提出 改进措施。
智能变电站的维护与检修
维护与检修概述
介绍智能变电站维护与检修的概念、目 的和意义，以及与传统变电站的区别。
维护与检修技术
过程层功能
过程层主要负责一次设备的状态监测 、控制和执行，包括智能终端、合并 单元等设备。
智能变电站的关键技术
一次设备智能化技术
通过集成传感器和执行器，实 现一次设备的状态监测和智能
控制。
网络通信技术
采用高速以太网通信技术，实 现站内各层之间的信息交互和 共享。
数据处理与分析技术
通过采集和处理大量数据，实 现对变电站运行状态的实时监 测和预警。
变压器智能化实施方案
变压器智能化实施方案变压器智能组件包括测量、控制和在线监测等基本功能。
某些工程，还包括同间隔电子式互感器合并单元、测控、保护等扩展功能。
下图为变压器智能组件的组成示意图。
原则上，一台变压器设一个智能组件，但在具体工程实际中可以由多个独立的物理设备实现智能组件的功能。
1）套管监测装置：监测变压器套管介损，采集套管泄漏电流、阻性电流等。
2）局放监测装置：采用超声波和特高频法监测变压器内部局部放电现象，并定量和定性分析局部放电类型、位置等。
3）油色谱监测装置：采用色谱法，在变压器不停电条件下监测变压器油中气体，包括H2、CO、CH4、C2H4、C2H2、C2H6、CO2、H2O。
4）非电量保护：根据非电量信号完成对变压器的保护，采用电缆直采直跳方式。
5）变压器测控装置；接收本间隔合并单元采样值，并将处理结果传送至站控层网络，同时完成对本间隔开关、刀闸就地和远方遥控功能。
6）变压器保护装置；接收合并单元的电流、电压采样数字信号，根据电流、电压等电量信号完成对变压器的保护，采用GOOSE方式完成开关、刀闸的位置信号采集和跳、合闸控制功能。
7）合并单元；采集本间隔CT、PT（常规或电子式）信号，并将电流、电压合并信号传至过程层网络。
一、变压器非电量保护实施方案变压器非电量保护采用南瑞继保成熟产品PCS-974FG装置，可以完成变压器的非电量保护、非全相保护及断路器失灵起动等功能，用于500kV及以上电压等级的分相式变压器。
采用IEC61850通讯规约方便接入站控层MMS网，满足数字化变电站综合自动化系统的要求。
1. 保护配置PCS－974FG装置可提供：●非电量保护装置每相设有11路非电量信号接口，5路非电量直接跳闸接口，4路非电量延时跳闸接口。
所有的非电量信号均可IEC61850送入站控层网络。
●非全相保护可整定选择经过零序、负序电流闭锁，可整定选择使用第一组或两组TA；非全相第二时限可整定是否经过发变组动作接点闭锁即是否经过相电流闭锁。
探究变压器智能组件的设计方案
探究变压器智能组件的设计方案摘要：变压器智能组件能够实现变压器数字化采集、网络化控制等功能，可以增强在线监测系统和变电站自动化系统之间的信息互动，本文主要提出了如何构建变压器智能组件，推进智能组件的功能更趋集成化、结构一体化和状态可视化发展。
关键词：变压器智能组件设计方案一、智能组件整体方案介绍变压器智能组件它所必备的功能是对变压器设备进行测量、控制和监测，设计的主要目的是为实现测量、控制和监测功能的集成化。
（1）变压器智能组件监控IED和主变本体智能终端之间完成主变本体信息采集、非电量保护、有载分接开关和风冷系统的控制是通过使用通用面向对象变电站时间通信的。
与此同时，通过与高压侧开关合并单元和中压侧开关合并单元的通信，监控IED还可以实现对高压侧和中压侧三态信息的采集。
监测主IED 和各子IED之间是通过采用RS-485总线或以太网的方式进行通信的，跟采用光纤通信方式比起来，优点在于不需要敷设光缆和进行光纤熔接；监测主IED向各监测子IED上送信息按照一定要求进行建模和协议进行转换，一般通过采用DL/T860的标准将信息传送给站端在线监测系统，以解决站控层通信的互操作性。
（2）国家有命令对变电站的二次系统安全分区做出了要求，为了不违反国家法律的要求，一体化信息平台将在线监测信息送给在线监测站端服务器和生产管理系统是通过防火墙来进行的，这样操作可以解决传统在线监测信息相对于变电站自动化系统和调度系统存在的信息孤岛现象，有利于提高一体化平台信息的综合利用率和实现对一次设备在线监测信息的可视化。
二、智能组件主IED设计方案变压器智能组件的主IED是一个汇聚点，它主要汇聚了变压器设备测量、监测和非电量保护信息，同时也是作为一个决策点对冷却系统进行控制。
（一）硬件设计方案主IED是由测控IED和监测主IED两个部分组成，这两个部分之间的联系是通过内部的以太网通信来实现的。
变压器冷却系统智能控制和变压器综合诊断功能的实现，是需要有高压侧和中压侧运行信息支持的，所以基于这种需求，智能组件测控IED需要设计一种模件，这种模件称为三态信息采集和计算模件，并基于数字采样技术实现。
智能变电站介绍
减少变电站生命周期成本
变电站生命周期成本高
数字化变电站的基本特征
数字化变电站三层两网 结构
数字化站与常规综自站的直观比较
传统互感器改变为数字式互感器 一次设备智能化、合并单元 一、二次设备之间电缆连接改变为光纤网络连接 发展方向：传统一、二次设备逐步融合高度集成
现场就地化
2.智能电网发展的需求
数字化变电站的优势和影响
变电站建设模式的变革
光缆取代电缆更易于GIS设备集成 占地面积减少土建工程量降低 二次回路简化大幅减少铜质电缆用量 二次系统建设、调试免对线、对点 实现最大化工厂工作量最小化现场工作量：过程层装置可在设备 厂家调试完成现场只进行光缆连接现场工作简单且更有质量保证减少 建设、调试工程量成倍缩短建设工期 建成后运维更简单
数字化变电站的优势和影响
信息平台化处理
高质量信息数据同步、全站、唯一、标准网络化信息平台共享 同步：全网信息同一时钟同步 全站：站内各类信息完备 唯一：一处采集全网共享 标准：符合IEC61850系列标准具备自描述可机读不同厂家设 备互换通用实现互操作 信号传输效率提高各工作环节有效监控提高了自动化水平避免 设备重复设置简化设备构成利于改造和扩建
采用光纤连接避免电缆带来的电磁兼容、传输过电压 和两点接地等问题
常规变电站
信息难以共享 系统扩展性差
电缆传输可靠性差 常规互感器精度误差较大
系统可靠性受二次电缆影响
一、二次设备智能化解决了设备间的互操作问题
设备之间不具备互操作性
进一步提高自动化和管理水平所用功能均可遥控实现 许多自动化技术和可靠性自能停留在实验室
智能变电站常用术语
MMS/GOOSE/IEEE1588 A网 MMS/GOOSE/IEEE1588 B网
智能一体化电源的组成和工作原理分析
智能一体化电源的组成和工作原理分析新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830000摘要：智能一体化电源是一种综合不间断供电系统，它主要由隔离单元、稳压单元、UPS单元、蓄电池组、输出馈电单元等组成。
本文主要对智能一体化电源的组成和工作原理进行分析。
关键词：隔离变压器、可控硅、稳压、光耦合器、UPS、逆变、工频机型UPS、高频机型UPS、IGBT、可控硅、蓄电池。
智能一体化电源是一种综合不间断供电系统，这一系统主要由以下部分组成：隔离单元、稳压单元、UPS单元、蓄电池组、输出馈线单元等部分组成。
设备组成框图如下：智能一体化电源在设备组成元器件上使用了SCR、IGBT模块、双DSP数字控制与变压器、开关元器件。
一、隔离单元主要由隔离变压器，避雷器、ATS切换开关组成。
组成原理图如下：隔离变压器的原理和普通变压器的原理是一样的。
都是利用电磁感应原理。
隔离变压器一般是指1：1的变压器（但不全是）。
为避免这种干扰，隔离变压器的原、副绕组一般分置于不同的心柱上，以减小两者之间的电容；也有采用原、副绕组同心放置的，但在绕组之间加置静电屏蔽，以获得高的抗干扰性。
二、稳压单元主要由无触点交流稳压电路、控制系统组成。
稳压单元能够进一步扩大智能一体化电源系统的稳压范围。
这里的无触点交流稳压电路使用双向可控硅稳压电路来完成，控制系统使用光耦合器驱动技术来控制双向可控硅进行稳压工作。
双向可控硅的工作原理和结构图如下：双双向可控硅是晶闸管的一个子集（类似于继电器，因为很小的电压和电流可以控制更大的电压和电流）并且与可控硅整流器(SCR)相关。
双向可控硅与SCR的不同之处在于它允许两个方向的电流流动，而SCR只能在一个方向上传导电流。
可控硅稳压电路原理可以简单描述为下图：这一电路的工作过程为，当市电电压小于220V时，双向可控硅SCR2控制极上的电压也随电网电压减小而降低，致使双向触发二极管VD2导通角变小，C1两端电压上升，从而使双向可控硅SCR1控制极电压升高，使输出电压上升。
智能变电站-智能组件
智能变电站—智能组件智能变电站分为设备层、系统层：➢设备层主要由高压设备、智能组件和智能设备构成，实现DL/T860 （IEC61850）中所提及的变电站测量、控制、保护、检测、计量等过程层和间隔层的功能。
➢系统层面向全站或一个以上高压设备，通过智能组件获取并综合处理变电站中关联智能设备的相关信息，按照变电站和电网安全稳定运行要求，控制各设备层协同完成多个应用功能。
系统层包含自动化系统、站域控制、通信系统、对时系统等子系统，实现DL/T860 中所提及的站控层功能。
智能组件：由若干智能电子装置集合组成，承担宿主设备（高压一次设备）的测量、控制和监测等基本功能，在满足相关标准要求时，智能组件还可承担相关计量、保护等功能。
可包括测量、控制、状态监测、计量、保护等全部或部分装置。
现阶段一次设备智能组件一般包括：智能终端、合并单元、状态监测IED等。
智能终端：与一次设备采用电缆相接，与保护、测控等二次设备采用光纤连接，实现对一次设备（如：断路器、刀闸、主变等）的测量、控制等功能。
➢采集本间隔开关设备位置信号、报警信号等实时数据，通过GOOSE 服务发布至过程层网络；➢接收过程层网络的控制指令或继电保护装置的直接控制指令，并驱动相应的出口回路完成本间隔内各开关元件分合闸控制功能；➢接收授时命令，并准备对时、授时。
状态监测IED：是一种带有处理器、具有以下全部或部分功能的一种电子装置：➢采集或处理数据；➢接收或发送数据；➢接收或发送控制指令；➢执行控制指令。
目前比较成熟的状态监测技术主要包括机构状态监测技术，SF6气体状态监测技术，局部放电监测技术、避雷器状态监测技术等。
机构状态监测包括断路器的分合闸时间的监测、分合闸速度、分合闸电流波形的监测等。
SF6气体状态监测主要包括SF6气体的密度和水分。
合并单元：用以对来自二次转换器的电流和/或电压数据进行时间相关组合的物理单元。
其主要功能是通过一台合并单元（MU）,汇集/或合并多个互感器的数据，取得电力系统电流和电压瞬时值，并以确定的数据品质传输到保护/测控装置；其每个数据通道可以承载一台和/或多台CT和/或PT的采样值数据。
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目录：
一 二 三 四 五
西安西电变压器有限责任公司简介
国家电网公司对智能变压器定义
智能变压器方案 智能变压器研发情况 对智能变压器的思考
西变公司
——隶属中国西电集团 ——是中国三大变压器制造企业之一； ——是我国超高压、特高压变压器类产品的核心制造企业
西变公司质量方针
国网对智能变压器定义
5）信息互动化
基于智能变电站的站控层网络，信息互动化包括以下三个方 面： a）与站监控主机进行信息交互，以自主或召唤方式，报送 结果信息，以支持对宿主设备状态的有效监控；。 b）通过远动装臵与调度系统进行信息交互，以自主或召唤 方式，报送结果信息，以支持电网的优化运行。 c）通过站监测信息子站与电网生产 管理信息系统（PMIS）进行信息交互， 将各监测IED的格式化信息报送到PMIS。 相关标准许可时，智能组件亦可从PMIS 获取智能评估需要的其它信息。
西变对智能变压器的思考
未来智能组件的形式应该是本体安装传感器，各个传感器采集的信息 直接接入主IED，由主IED直接分析和上传信息。采用此种方案的优点如下： １.可有效降低智能组件的采购成本 采用该方案，在线监测部分的采购只有前端探头，此部分的成本不高，最高 就几万元，而现在各个单独的在线监测的价格基本都在几十万元以上，有 的甚至到上百万元。因此可有效降低智能组件的采购成本。 ２.集成程度非常高 取消各个子IED，将各子IED全部集成在一起。 3.缩减智能组件的体积，方便现场安装 4.可以根据需要，灵活配臵，方便用户将来加装 需要的监测扩展。
2009年，国家电网公司提出建设“坚强的智能电网”，西变 公司针对用户需求，研制成功了延安700MVA/750kV智能变压器， 目前正在安装调试中。 该产品是世界上电压等级最高、容量最大的智能变压器 从1995年开始，西变公司一直致力于智能变压器的研究，目 前已经掌握了变压器的油中气体及微水、变压器局部放电、变压 器套管、变压器开关、变压器绕组光纤测温等多项在线监测技术 及变压器智能冷却控制技术，掌握了较全面的智能变压器核心技 术，实现了测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化、 信息互动化的智能变压器。 智能变压器的核心是变压器状态综合分析，可为运行和调 度提供准确可靠的参考，是智能电网的重要组成部分。
2000年，开始研究变压器局放在线监测装臵的应用，并在多 台产品上ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ行了使用。
2006年，开始对变压器用智能冷却器进行了研究，同年在陕西黄陵变 电站150MVA/330kV变压器上进行了应用，实现了变压器智能冷却控制，根 据变压器油面温度、绕组温度、负载情况，改变冷却器的风机转速，达到 节能环保的目的，效果良好。 2007年，西变公司开始了对变压器综合状态监测的研究，并在多 个重大项目中进行了应用， 2007年出口越南的山罗变电站的产品上首次进行了使用，在该产 品中，实现了变压器综合状态监测、评估、分析诊断。主要监测设备有底 层油温、顶层油温、环境温度、变压器负载、油中气体及微水、局部放电 监测、铁心接地电流监测、套管介损及电容在线监测、绕组光纤测温装臵、 有载开关的状态监测、集成了有载开关电压自动调整器，是西变公司智能 变压器中监测功能最齐全的产品，该产品已经投入运行。 后期，在出口美国的变压器、出口菲律宾、出口印尼的项目中均有 应用。
国网对智能变压器定义
3）状态可视化
指智能高压设备的运行状态、控制状态和可靠性状态对电 网是可获取、可辨识、可应用的。状态可视化由智能组件基于传 感器信息的聚合并经综合分析实现。
国网对智能变压器定义
4）功能一体化
包括以下三个方面： a）传感器与高压设备或其组（部）件的一体化设计，更好地 满足测量、监测和控制要求，同时提升智能高压设备的可靠性。 b）电子式互感器与电力变压器、GIS、罐式断路器等高压设 备的一体化设计，以减少变电站占地、降低主绝缘事故风险。 c）在智能组件中，相关测量、控制、监测、计量、保护等的 一体化设计，实现基于信息聚合的智能应用。
国网对智能变压器定义
1）测量数字化
所有常规变电站中采用模拟方法测量的参量，如电力变压器 油温等，采用就地数字化测量，通常由测量IED完成，是智能 组件功能的一部分 。
国网对智能变压器定义
2）控制网络化
对有控制需求的组（部）件实现基于智能变电站通信网络的 控制，支撑信息、控制指令和控制反馈信息等均为网络传输。 如电力变压器的冷却装臵、有载分接开关等。控制方式包括： a）站控层设备通过智能组件进行控制，如对载分接开关的 控制。 b）智能组件就地自主控制，如对变压器冷却装臵的控制。 正常运行情况下，控制的优先顺序是： 直接控制、站控层设备控制和自主控制。
创新—吸纳百川 品质—精益求精 服务—永无止境
西变公司职业健康安全/环境方针
安全第一 保障健康 节能降耗 污染预防 遵守法规 持续改进
西变公司 “十五”以来进行了1000kV变压器、并联 电抗器和±800kV直流输电工程用换流变压器、平波电抗
器批量生产能力的技术改造，目前已经实现 80000MVA 的
西变对智能变压器的思考
按照国网公司的组网要求，整个智能组件的构架将非常复杂，智能组 件柜的外形尺寸也很大，智能组件柜的布臵将成很大的难题。 按照要求，各个分IED需要先将信号传递至过程层，主IED再从过程层 提取信号进行综合状态分析，采用此种方式，各个分IED的主要作用是将其 前端传感器采集的信号数字化，然后传输到过程层，由过程层将数据再返 回主IED进行分析判断，连线非常繁杂，同时，过程层返回数据的同步性将 是需要研究的问题，因此我司考虑改为各分IED与主IED直接通讯，由主IED 向过程层和站控层直接发送所需要的信号，尽可能的减少现场接线。
认证
2007年西变220kV以上电力变压器和并联电抗器获得
国家名牌产品称号
西变公司获得
国家用户满意企业称号
新产品与技术创新
西变在 50 多年的发展历程中，始终坚持走自主研发的道路，
不断进行关键技术科研攻关和技术创新，形成了具有西变特色的
专有技术研发平台；同时，紧跟世界输变电技术发展潮流，先后 引进了法国、日本、瑞典等国家的牵引变压器、电力变压器、
2000 年 8 月 通 过 华 信 技 术 检 验 有 限 公 司 ISO9001质量体系认证复评
2003 年通过 ISO9001—2000 版质量体系认证，
2006年通过质量体系认证复评 2005年在陕西省内首家通过ISO10012：2003 计量检测体系的认证，获得了该体系认证证 书
2007 年 9 月，西变公司 通过 ISO14001 环境体系
±500kV 换流变压器和平波电抗器全套设计制造技术，通过消化
吸收和推广应用，掌握了国际先进水平的输变电设备设计制造核 心技术，形成了具有自主知识产权、先进、完整、成熟的变压器
类产品设计、制造技术体系，具备了独立开发具有国际先进水平
的新产品、新技术的能力。
仅 2000 年以来，西变公司开发新产品 100 多
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国网对智能变压器定义
智能变压器方案 西变公司智能变压器研发情况 西变对智能变压器的思考
智能组件组网示意图
站控层通信网络 用于监测 站控层通信网络 用于测控 站控层通信网络 控制参量测量IED 冷却装置控制IED OLTC IED 监测主IED 局部放电监测IED DGA IED 铁心接地电流IED 光纤绕组测温IED DGA IED 非电量保护装置 合并单元 主变各 侧开关 控制器 监测 功能组 控制参量测量IED 冷却装置控制IED OLTC IED 非电量保护装置 合并单元 监测主IED 局部放电监测IED 铁心接地电流IED 光纤绕组测温IED DGA IED 主变各 侧开关 控制器 监测 功能组
国网对智能变压器定义 国网公司对智能变压器的定义可以涵盖为：测量数字化、控 制网络化、状态可视化、功能一体化、信息互动化五大要求： 智能高压设备，具有以下基本功能： a）向站监控系统自主报告运行状态、控制状态及可靠性状 态，服务于运行监控。 b）向调度系统自主报告运行状态、控制状态及可靠性状态， 服务于电网优化运行，如负荷控制、退/运决策、故障预案等。 c）向生产管理系统自主报告反映 可靠性状态的格式化信息，服务于设备 运行管理，如状态检修、寿命周期成本 管理等
过程层通信网络
过程层通信网络 用于监测
过程层通信网络 用于测控
智能组件（方式1）的组成示意图
智能组件（方式2）的组成示意图
网络通信技术要求
•GOOSE信息处理时延应满足站内各种情况下最大不超过4ms。 GOOSE用于传输模拟量时，应支持死区配臵。 •装臵光通信接口输出最低功率应为-22.5dbm，裕度应在10dbm 以上；输入最低功率应为-30dbm，裕度应为10dbm。 •智能组件对外通信接口至少应支持100Mbit/s。 •智能组件对外通信接口应采用光纤接口。 •快速以太网接口支持100Mbit/s或1000Mbit/s,可选择 （SC/ST/FC）类型端口模块。
项，42项通过国家两行业鉴定，50％以上的产品
达到国际同期先进水平，20多项获得国家、部委、 省市科技奖，部分获得国家、部委和省市名优产
品，满足市场对新产品、新技术的需求。
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国家电网对智能变压器定义
智能变压器方案 智能变压器研发情况 对智能变压器的思考
年生产能力。
西变试验中心是国内变压器制 造厂家中首个取得中国实验室国家
认可委员会（CNAS）认可的试验室。
2009年11月，西变试验中心通 过机械工业特高压变电技术工程实 验室建设项目验收，组建成功行业 内首个特高压工程实验室。
1996年12月通过ISO9001— 94版质量体系认
证，并获得美国FMRC公司质量体系认证证书