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1、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。,西变公司产量汇总表,年生产能力实现60000MVA,长78m，宽40m，高39m,主要设备：, 2300t 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
2、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 表等设备,特 高 压 试 验 大 厅,亚洲最大的试验大厅,二、方案介绍,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
3、动启停相应设备，超过极限参数，主动发出信息或指令。 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。 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
4、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。 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
5、和必要的图形。,智能变压器的技术要求,延安750kV智能变压器实现方案,750kV智能研究进展情况,传统变压器的实现方案，如图所示：,延安750kV智能变压器实现方案,750kV智能研究进展情况,智能变压器的实现方案，如图所示 ：,延安750kV智能变压器实现方案,750kV智能研究进展情况,三相示意图：,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
6、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,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
7、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
8、作电源恢复时，备用电源自动退出；保证冷却器继续运行。,750kV智能研究进展情况,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
9、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,智能变压器实现方案一,集成在线监测的智能变压器方案,750kV智能研究进展情况,三相总示意图,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
10、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。,三相总示意图,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
11、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。,三相一体变压器设备清单,单相变压器设备清单,智能组件研制情况,智能组件研制情况,智能组件的研制工作在我司已经展开，并进行了科研立项，智能单元由西电自动化公司专业研制，预期在2010年4月份进行试验。后期系统的硬件集成工作也在研制当中，目标是实现模块化设计。 智能冷却器在我司已经研制成功，
12、并已经随工程成功应用，智能风冷却器技术水平国内首创、达到国际先进水。 智能风冷却器已于2005年12月顺利通过中国原子能科学研究院风冷却器型式试验 智能风冷却器已于2006年2月在沈阳变压器研究所进行型号注册。 智能风冷却器已于2006年7月正式获国家实用新型专利，专利号 ZL200620079322.0,智能组件研制情况,智能组件研制情况,智能风冷却器已于2006年9月顺利通过我司变压器模拟运行试验 智能风冷却器已于2006年9月正式使用于我司司重点变压器产品延安供电局黄陵330变电站 智能风冷却器已于2006年10月顺利通过变压器现场调试并正式投入运行至今，受到用户、行业及专家的极大关注及
13、好评 智能风冷却器 于2006年12月顺利通过国家两行业新产品技术鉴定 智能风冷却器于2009年11月顺利通过国家两行业新产品运行鉴定,变压器在线监测与设备一体化制造研究情况,变压器在线监测与设备一体化制造研究情况,冷却器智能控制与变压器状态监测系统集成与变压器智能综合分析系统的研究目前不太多，法国AREVA公司在变压器状态在线监测的集成与综合分析方面有所研究，并已经有成果，我司在此方面也有应用的经验。冷却器智能控制方面的研究较多，而且控制方法已经成熟。我司已经有了自己的一套智能控制系统，应用非常广泛。但是目前世界方位内，没有在将变压器控制与在线监测系统集成在一起的研究，为了满足智能电网中针对
14、一次设备智能化的要求，达到测、监、控高度融合的要求，我司已经开始研制。,电子式电流互感器应用情况,电子式电流互感器应用情况,目前，电子式电流互感器变压器上尚无应用的实例，在延安750kV变压器上，目前讨论的方案是采用外置式，即将电子式电流互感器装在套管空气端的底部，此种方式对变压器内部无任何影响，就是电子式电流互感器的外形尺寸偏大。目前我司已经在进行电子式电流互感器内置的论证和试制工作，电子式电流互感器内置理论上是可行的。,变压器绕组光纤测温技术应用的可行性,750kV变压器绕组光纤测温技术应用的可行性,目前，绕组光纤测温技术在工程中应用的最高电压等级为500kV变压器，我司已经与绕组光纤测温
15、的厂家进行了沟通，请厂家做光纤在750kV电压等级下的绝缘试验，如果能够通过试验，则可以直接使用，如果不能通过试验，则请厂家给出绝缘覆盖的方案，保证在750kV变压器中使用安全可靠，过些时间应该会有答复。,变压器绕组光纤测温的安装（线圈垫块）,变压器绕组光纤测温的安装（线圈引出）,三、常用组件介绍,变压器的保护装置,传统的变压器的保护装置有：速动油压继电器、压力释放阀、气体继电器、油面温度计、绕组温度计、油位计（装在储油柜上）等。 同时还配有冷却装置、套管以及及必要的监测装置。,1.速动油压继电器,速动油压继电器是一种以油箱内部压力变化速度作为测量信号源的压力保护继电器。当油箱内部变压器油在单
16、位时间内的压力升高速度达到整定限值时，速动油压继电器将迅速动作使控制回路及时发出信号，保护变压器油箱的安全 。,工作原理 速动油压继电器的下部和变压器油连通，其内有一个检测波纹管。继电器的内部有一个密封的硅油管路系统。在硅油管路系统中，有两个控制波纹管，其中一个控制波纹管的管路中有一个控制小孔。当变压器油的压力变化时，使检测波纹管变形，这一作用传递到控制波纹管，如果油压是缓慢变化的，则两个控制波纹管同样变化，速动油压继电器的开关不动作；当变压器油的压力突然变化时，检测波纹管变形，一个控制波纹管发生变形，另一个控制波纹管因控制小孔的作用不发生变形。传动连杆移动，使电气开关发出信号，切断变压器的电源。,2.压力释放阀,压力释放阀是用来保护油浸式变压器等电气设备过压力保护的安全装置，可以避免油箱变形或爆裂。 当油浸式变压器内部发生事故时，油箱内的油被气化，产生大量气体，使油箱内部压力急剧升高。此压力如不及时释放，将造成油箱变形或爆裂。安装压力释放阀就是当油箱内压力升高到压力释放阀的开启压力时，压力释放阀在2ms内迅速开启，使油箱内
