摘要:本文在分析智能变压器在线监测研究现状的基础上,时智能变电站一体化在线监测系统框架设计等方面进行了研究,为智能变电站的建设莫定了基础。
0 引言
建设智能变电站,对建立更加可靠、安全、高效的电网系统具有重要意义,而实现变电设备状态的监测是建设智能变电站的关键,也是建设智能变电站的核心内容之一。长期以来,预防性试验对保障电力变压器安全运行起到了很大的作用。然而传统预防性试验的局限性也越来越明显,主要体现在:需停电、按固定周期进行,不能及时发现电力变压器绝缘缺陷和反映电力变压器即时状况;停电试验与设备实际运行状态在环境、状态参数(如工作电压、温度)等方面存在很大差异,试验结果影响电力变压器状态评价的准确性。本文阐述了智能变电站网络架构及技术特征,分析了智能变压器运行状态参数,提出了智能变压器在线监测系统网络结构,以实现对变压器的分析、评估和预报,判断故障性质、类型、程度和原因。
1 智能变电站网络架构及技术特征
根据IEC 61850标准,智能变电站系统结构主要分为 “三层两网”结构,即过程层、间隔层和站控层。其中,过程层主要包括一次设备、合并单元及监测单元;间隔层主要包括测控、保护、计量、故障录波、网络分析一体化、备自投、低频低压减负荷等装置;站控层主要包括站域控制、远动通信、五防、在线监测、辅助决策等子系统和一体化信息平台。过程层与间隔层设备通过过程层网络连接,而间隔层与站控层设备通过站控层网络连接。
智能变压器具备以下技术特征。
(1)测量数字化:就地对监测数据进行数字化,可通过网络读取、调用监测数据,用于对其状态的监控。
(2)控制网络化:对变压器及其附件实现基于网络的控制。
(3)状态可视化:可通过智能电网中其它系统获取并显示变压器在线监测装置获得并共享的状态信息,即可在电网中观测变压器的运行状态。
(4)功能一体化:在不影响功能的条件下,实现各部件与变压器的集成,将测量、控制、保护等功能融为一体。
(5)信息互动化:通过数字化网络实现变压器与其它系统的信息交换。
2 智能变压器运行状态参数分析
智能变压器在线监测的对象包括变压器辅助和本体设备:辅助设备监测对象有冷却器、有载分接开关和保护功能器件;变压器本体监测项目主要有温度及负荷监测、油中溶解气体监测、铁芯接地电流检测、局部放电监测和套管绝缘监测。智能变压器监测状态参数如图1所示。
3 关键技术
智能变压器一体化在线监测系统架构如图2所示,主要由套管绝缘监测TED、工况信息监测TED、局部放电监测TED与油色谱及微水监测TED组成。其中,套管绝缘监测TED主要接收高压套管的介质损耗、末屏电流、等值电容量参量;工况信息监测TED主要接收来自主变本体、有载调压分接开关及辅助设备监测终端监测的电流、电压、温度及湿度等主变运行参数;局部放电监测IED主要接收来自局部放电监测终端采集的主变局部放电信号;油色谱及微水监测IED主要接收来自油色谱在线监测单元分析的油中色谱分析及微水数据。各IED对数据进行预处理后,将监测数据和结果传送至监测主IED,实现了在线监测系统的一体化。监测主IED根据传送的数据对变压器进行综合故障诊断和综合评估,同时将监测数据和诊断结果通过站控层网络用光纤送至控制室服务器,运行人员可通过控制室服务器浏览器或一体化信息平台对主IED进行访问。
4 结束语
本文分析了智能变电站的系统配置及网络架构,介绍了智能变压器需要监测的部位与状态参数,在此基础上研究了智能变压器在线监测技术的架构、功能、构成及工作原理,进而提出了兼顾技术发展和实际需求的智能变压器一体化在线监测系统典型应用方案,为运行、检修人员提供及时的参考信息,从而提高了资源、信息共享的能力及状态检修的自动化程度。