[信息与通信]西变智能变压器介绍

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4)将实时监测的油位、油箱内油压、油面温度、铁心接地电流等模拟量 转换成数字量,作为状态评估和故障分析的数据,或实时监测数据上 传。
智能变压器的技术要求
智能变压器的技术要求 (二)
5)监测吸湿器的干燥状态,并根据设定的判据,启停吸湿 器干燥装置。
6)定时从油气监测装置中获取油气分析数据和油中含水量 数据,分析变压器绝缘状态,记录其各种成分的变化趋势, 评估绝缘水平。关注异常数据,并按IEC 60599或GB/T 7252 或积累的经验推理,给出故障类型评估结果。对于 超过预定变化速率的气体,给出紧急故障评估类型报警, 同时给出原始数据。
三相汇控柜
IEC61850 Goose
系 统 IEC61850

保护用 跳闸信号
三相总示意图
以太网
以太网 或RS485接口
或CAN
系统层
IEC61850
三相 汇控柜
A相
B相
C相
备用相
本体箱
本体箱
本体箱
本体箱
智能三相变压器实现方案
三相变压器相对来说,柜子就少多了,考虑到变压器本体 位置空间有限和智能控制柜工作的可靠性,控制柜需要就地放 置,变压器本体信号与就地控制柜通过电缆连接,通过变压器 智能单元,实现对冷却器的智能控制和对各种信号的数字转化, 并通过光纤上传。非电量保护接收重瓦斯、轻瓦斯、压力释放 等本体信号,所有非电量保护跳闸均通过控制电缆引至主变各 侧断路器直接跳闸,所有非电量保护跳闸均通过光纤上传至系 统层(为了可靠,采用冗余设计)。由于CT信号对系统来说是 一个相对重要的信号,电子式CT的合并器抗电磁干扰的能力较 差,因此电子式CT的合并器直接组屏,放置在系统层,采用此 种方案可靠性较高。同时考虑到就地控制箱中的集成的设备较 多,如果将和方案二一样,将导致控制外形尺寸很大,制造成 本较大。
表等设备
二、方案介绍
智能变压器的技术要求
智能变压器的技术要求 (一)
根据智能变压器测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化、 信息互动化的总体要求,智能变压器要达到如下的技术要求。
1)根据实时获取的油箱顶部温度、环境温度、负荷电流评估绕组的热点 温度和寿命损耗(IEC 60354,IEC 70076-7)、过载能力、紧急过负 载时间。向冷却器控制系统发出操作指令,并评估冷却效率,超过设 定参数,主动启停相应设备,超过极限参数,主动发出信息或指令。
传统变压器的实现方案,如图所示:
在线监测部分
变压器本体(A相)
……

电缆


电缆




电缆

M …… M 分控箱 …… 分控箱
冷却控 制柜
380vAC
电缆 电缆
系 电缆 统

750kV智能研究进展情况
延安750kV智能变压器实现方案
智能变压器的实现方案,如图所示 :
采集器
A相
在线
监测
部分
智能变压器示意图
简单,由变压器生产商成套供应
工作量更小
三相一体变压器设备清单
序号 1
名称 智能控制柜
厂家 西变
2
智能模块
西电自 动化
在线监测系统
(含油色谱、微水、局
3
放、套管、铁心接地电 流、分析后台、光纤绕
阿海珐
组测温装置、油面温度
、环境温度)
4
电子式电流互感器 西电自 (含采集器和合并器) 动化
合计
型号 变压器监控单元 本体智能单元 非电量保护单元
系 统 IEC61850

750kV智能研究进展情况
延安750kV智能变压器实现方案
三相示意图:
750kV智能研究进展情况
延安750kV智能变压器实现方案
根据国网公司的规划方案,延安750kV站为国网公司智能电网的第一 批示范站之一,我司承担该站的变压器供应工作,在得知消息后,我 司及时与省网公司和省设计院联系,对该站的变压器智能化方案进行 了讨论,形成共识,达成了以上方案。 设计方案的介绍: • (1)从系统层向左看是智能化变压器,建立了标准数字化接口,符 合IEC61850标准。 • (2)将传统方案中的五箱体系变为四箱体系。 • (3)大量的电缆硬连接变为光纤连接。 • (4)传统电磁式互感器改为电子式互感器。 • (5)采用双冗余设计,增加可靠性。 (6)预留各类通信接口,可供油色谱分在线监测、局方在线监测等 设备。 • (7)模块化设计,可方便能够适合各种电压等级。 • (8)该台产品的在线监测系统为省公司自行采购,没有集成在智能 组件柜中
能集成
有运行经验
维护方面
较方便
具备标准的物理结构及接口,方便维 护和功能组件的更换
控制电缆用量 较少
极少
施工周期
技术问题
设备采购 现场调试

要求各电力功能元件具备智能接 口
繁杂,多个元件需采购 工作量小
很短
将各功能模块除油色谱在线监测装置 箱外整合至一个智能组件柜内, 在统一的平台上实现逻辑关系不 同的功能,对智能组件柜的兼容 性要求较高。
2)根据设定的冷却器控制方式(自动、手动),控制并监视冷却器的运 行,制定冷却器投切策略、优化冷却器投切。监视冷却器:a、每组风 机的工作状态(工作、停止、故障);b、电源状态(正常、断相、停 电、故障);根据冷却效率提示是否清理。给出分类故障报警,紧急 情况下主动发出指令。
3)实时将气体继电器状态(轻瓦斯、重瓦斯);压力释放器状态动作跳 闸;压力继电器动作跳闸等以最高优先级,发出信息。
本体箱
本体箱
智能单相变压器实现方案二
方案是在变压器本体上安装有本体控制箱,将变压器的常 规监测信号统一集中在本体控制箱,本体控制箱的智能控制 单元主要控制变压器的冷却器,同时将本体常规监测转化为 光信号传输到三相汇总箱,在线监测综合分析系统集成在三 相汇总箱中,非电量保护接收重瓦斯、轻瓦斯、压力释放等 本体信号,所有非电量保护跳闸均通过控制电缆引至主变各 侧断路器直接跳闸,所有非电量保护跳闸均通过光纤上传至 系统层。CT信号接入三相汇总箱,通过合并器和交换机将信 号通过1根光纤输出到系统层,该方案的集成度较高,但是, 由于CT信号对系统来说是一个相对重要的信号,电子式CT 的合并器抗电磁干扰的能力较差,因此,采用此种方案可靠 性不如第一种方案。同时三相汇总箱的尺寸将比较大。
MS3000
数量 1 1 1 1
价格 10万 12 25 10
1套
150万
1套
86万
323万
单相变压器设备清单
变压器本体 本体控制箱
……
M …… M
1个分
8个分
控箱 …… 控箱
电缆
本体智能单元
SC1 SC2 SC3 SC4
SC5 SC6 SC7 SC8
SY
SS ST
SH
电缆
跳闸信号
LCD显示
变压器智 能单元
三相汇控柜
非电量 保护单元
三相汇控柜
合并器
合并器
IEC61850 Goose
IEC61850 Goose
750kV智能研究进展情况
延安750kV智能变压器实施方案
智能单元功能 • 1监测变压器本体的基本信号量并将其数字化后上传至变压器监控单
元以便显示或预警处理。 • 2监测冷却器组的工作状态,实现冷却控制系统的控制,具有以下功能: • A.在变压器投入电网的同时,控制冷却器能自动投入预先选定的相应
数量的工作冷却器。 • B.切除变压器时,控制全部投入运行的冷却器能自动切除。 • C.变压器顶层油温达到规定值时,控制尚未投入运行的辅助冷却器自
111112222233333444445555562468024680246802468024680246800000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
年生产能力实现60000MVA
7)在油气数据异常的情况下,结合负荷数据,评估故障性 质。
8)接受变压器绕组热点温度监测装置数据,评估变压器负 荷状态、寿命损耗、过负荷能力、并动态优化冷却方式。
9)用户根据需要可随时调出变压器本体的各种性能参数和 结构特性数据和必要的图形。
750kV智能研究进展情况
延安750kV智能变压器实现方案
一、企业概况
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
创新—吸纳百川 品质—精益求精 服务—wenku.baidu.com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60000MVA的 年生产能力。
工作,一路为备用。当工作电源发生故障时,自动投入备用电源;当 工作电源恢复时,备用电源自动退出;保证冷却器继续运行。
智能变压器实现方案一
该方案是在变压器本体上安装有本体控制箱,将变压器的 常规监测信号统一集中在本体控制箱,本体控制箱的智能控 制单元主要控制变压器的冷却器,同时将本体常规监测转化 为光信号传输到三相汇总箱,在线监测综合分析系统集成在 三相汇总箱中,非电量保护接收重瓦斯、轻瓦斯、压力释放 等本体信号,所有非电量保护跳闸均通过控制电缆引至主变 各侧断路器直接跳闸,所有非电量保护跳闸均通过光纤上传 至系统层。由于CT信号对系统来说是一个相对重要的信号, 电子式CT的合并器抗电磁干扰的能力较差,因此电子式CT 的合并器直接组屏,放置在系统层,采用此种方案可靠性较 高。同时三相汇总箱的尺寸和常规的三相汇总箱相差不大, 易于布置
产量MVA
1959 1960 1966 1971 1979 1988 1995 1999 2000 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
西变公司产量汇总表
特高压试验大厅
亚洲最大的试验大厅
长78m,宽40m,高39m 主要设备:
■ 2×300t 气垫运输车 ■ 60MW发电机组 ■ 4800kV/720kJ冲击电压发生器(含截断装置) ■ 1600kV直流电压发生器(包括极性反转装置) ■ 480Mvar补偿电容器 ■ 1000kV/2A工频试验变压器 ■ 610MVA/1700kV电力变压器 ■ 直流局放测试仪等必要的专用试验仪器、仪
750kV智能研究进展情况
集成在线监测的智能变压器方案
采集器 采集器
A相
智能变压器示意图
在线监测 信号检测部分
变压器本体
……
M …… M
1个分
8个分
控箱 …… 控箱
本体智能单元
本体控制箱
SC1 SC2 SC3 SC4
SC5 SC6 SC7 SC8
SY
SS ST
SH
在线监测 分析系统
跳闸信号
LCD 显示
采集器 采集器
A相
智能变压器示意图
在线监测 信号检测
合并器
合并器
变压器本体
……
M …… M
1个分
8个分
控箱 …… 控箱
本体智能单元
本体控制箱
SC1 SC2 SC3 SC4
SC5 SC6 SC7 SC8
SY
SS ST
SH
交换机
在线监测 分析系统
跳闸信号
LCD 显示
变三压相器汇控智柜 能单元
非电量 保护单元
IEC61850 Goose
系 统 IEC61850

保护用 跳闸信号
方案一
方案二
可靠性
所有元器件间均采用电缆/光缆连 所有元器件间均采用电缆/光缆连接,
接,不存在电磁干扰、交流
不存在电磁干扰、交流串入直流
串入直流引起装置误动可能
引起装置误动可能
运行经验
已有产品投入运行,具备部分功 智能组件柜内设备均为成熟产品,已
动启动。 • D.变压器负荷达到规定值时,控制尚未投入运行的辅助冷却器自动启
动。 • E.当运行中的冷却器发生故障时,控制备用冷却器自动启动。 • F.显示8组冷却器的工作状态:工作、停止。辅助、备用、 • G.显示每台风机和油泵的工作状态:工作、停止。 • H.整个冷却系统接入两路独立电源。两路独立电源可任意选择一路为
变压器智
能三单相元汇控柜
非电量 保护单元
三相汇控柜
合并器
合并器
IEC61850 Goose
IEC61850 Goose
系 统 IEC61850

保护用 跳闸信号
三相总示意图
合并柜
合并柜
合并柜
系统层
以太网
以太网 或RS485接口
或CAN
IEC61850
三相 汇控柜
交换机
A相
B相
C相
备用相
本体箱
本体箱
采集器 采集器
智能变压器示意图
在线监测 检测部分
就地控制柜
在线监测 分析系统
变压器本体
……
M …… M
1个分
8个分
控箱 …… 控箱
变压器本体基本信号量 跳闸信号
LCD 显示
变压器智能单元
非电量 保护单元
三相汇控柜
SC1 SC2 SC3 SC4
SC5
SC6
SC7
SC8
SY
SS
ST
SH
合并器
合并器
IEC61850 Goose
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