CSC1700变压器智能化技术方案教程

变压器智能化技术方案

四方特变电工智能电气有限公司

2012-3-9

目录

1、工程概述 (1)

2、标准和规范 (4)

3、智能变压器组件 (5)

3.1.智能组件整体配置 (5)

3.2.变压器测量IED (7)

3.3.有载调压IED (8)

3.4.冷却器控制IED (9)

3.5.监测功能组主IED (12)

3.6.局部放电监测IED (13)

3.7.光纤绕组测温IED (14)

3.8.油中溶解气体IED (14)

3.9.综合诊断系统 (15)

4、智能组件柜 (16)

4.1柜体 (16)

4.2电源 (17)

5、智能组件试验 (18)

5.1 出厂试验 (18)

5.2 现场试验 (18)

1、工程概述

本文是变压器智能化工程技术方案。

智能变压器是由变压器本体、内置或外置于变压器本体的传感器和控制器等组成，实现对变压器的测量、控制和监测功能。变压器器智能组件是由测量、控制、监测等IED集合而成，承担变压器本体智能化的核心功能的一种变压器组件，通过电缆或光纤与变压器本体连接成一个有机整体，通常安装于变压器本体近旁。

CSC1700变压器智能组件安装于主变就地智能柜内，集成测控、非电量保护和监测功能，实现了主变一次设备的智能化。产品满足智能变电站建设要求，依据Q／GDW 383-2009《智能变电站技术导则》、Q／GDW Z410-2010《高压设备智能化技术导则》设计，即：

●一次设备采用“一次设备本体+传感器+智能组件形式”；

●在硬件处理能力允许的情况下，同一电压等级的同一类设备宜多间隔、多参量共用

状态监测IED，减少硬件装置硬件数量；

●状态监测IED之间或状态监测IED与后台系统间宜采用DL/T 860标准通信，通信

网络宜采用100M及以上高速以太网。

本方案的变压器智能化的测控与监测项包括：

●变压器测量

◆油位接点

◆油位连续监测

◆顶层油温

◆底层油温

◆绕组模拟温度计

◆环境温度

◆铁心接地电流

●冷却器智能控制

●有载调压智能控制

●局部放电监测

●光纤绕组温度监测

●油中溶解气体监测（色谱法）

本方案的变压器智能化的保护功能包括*：

●非电量保护

●主变中性点合并单元

*注：根据工程经验，此设备可能由二次专业招标，如果本工程需要，我方也可提供，其产品由北京四方继保自动化股份有限公司授权我司使用。

变压器智能组件依托生产管理系统（PMS）建立输变电设备状态监测和评估系统，结合变电站站控层设备和远方管理中心的监测服务器共同构建一套完整的体系，最大程度上让变压器智能组件融入现有电力系统。变压器智能组件分属于不同的安全分区内，满足《电力二次系统安全防护总体方案》和《变电站二次系统安全防护方案》的要求。

变压器智能组件的基本技术特征如图1所示为测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化、信息互动化。

图1 CSC1700系列变压器智能组件基本技术特征示意图

测量数字化：传统测量全部就地数字化测量；

重要参量由接点信息转化为连续测量信息（如油压、气体聚集量等），

增加测点（如底层油温等）；

控制网络化：受控部件支持基于IEC61850 的网络化控制；

基于信息交互，支持多参量聚合的智能控制；

状态可视化：支持运行可靠性状态、控制可靠性状态、负载能力状态的就地分析；

满足监控、调度、生产之信息需求；

功能一体化：传感器与高压设备的一体化；

` 互感器与变压器、GIS、断路器等的一体化；

传统一次与二次的一体化；

信息互动化：智能组件内部各IED、MU、监测IED、保护IED之间的信息互动；

智能组件与站监控系统的信息互动；

智能组件与调度(远动)的信息互动；

智能组件与PMIS的信息互动；

智能变压器综合诊断系统根据各IED信息对变压器故障进行诊断，或对变压器整体运行状况进行评估，及时确定变压器的健康状态并将评估结果上送，供决策者做出正确判断。智能变压器综合诊断系统整合了传统变压器的在线监测、控制等功能，并在变压器智能组件上实现。变压器智能组件通过DL/T860方式接入数字化/智能化变电站系统，实现站内数据共享和互操作功能，其系统结构如图2所示。

图2 变压器智能组件系统结构

2、标准和规范

CSC1700系列变压器智能组件满足表1给出标准的要求。

表1 智能组件及其IED需要满足的主要标准

3、 变压器智能组件

3.1. 智能组件整体配置

如图3所示，在常规变电站中，变压器本体的信号通过电缆方式连接至安装在继电器室内的主变测控以及非电量保护装置等，而变压器监测类产品，如油色谱装置、局放监测装置等均独立设置，冷却器控制系统往往由独立于变电站合自动化系统的PLC 来完成；这样的方式带来的问题是，主变本体至各设备之间需要敷设大量的电缆，且终点是不同的，并且各功能设备之间缺乏横向的联系，控制量的发出与完成是基于各设备自身的算法与逻辑的；而完整的智能变压器的智能组件系统则涵盖了保护、测量、控制、监测、计量等一系列功能，且该系统可以一体化设计，如果条件允许的话，各功能IED 可以统一布置在智能组件内，就近安装于主变附近，取消了主变至控制室的电缆敷设而代之以光缆和短电缆，见图4所示；另外一个方面，智能组件系统内的IED 可以基于DL/T860标准实现设备互操作，并且与变电站综合自动化系统的站控层及过程层实现连接，各IED 可以依托网络从变电站的海量数据中读取与变压器相关的各类熟数据，从而真正实现变压器的状态监测与智能化控制。

光纤绕组

测温

局部放

电监测

冷却器控制

PLC

铁芯接地

电流监测

主变测控

主变保护

油色谱在线分析

图3 常规变压器测控与监测设备布置方式

变压器智能组件包括智能组件柜和站控层综合诊断软件，智能组件各IED 通过站控层交换机和过程层交换机连接，柜内所有IED 均接入柜内过程层交换机，实现组件柜内的信息共享。综合诊断系统位于站控层，通过站控层交换机和组件柜连接。