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1、智能变压器基本概念智能电网需要智能化变电站支撑,一种终极智能化变电站其站内所有设备应所有是智能化的，在网络的支撑下实现信息高速交互，协同操作，从而保证更安全、经济、可靠运营,一次设备智能化是发展智能电站的基本。1智能高压设备的基本定义通过网络接受系统控制指令,将设备的运营状态实时反馈到系统。.智能变压器一种可以在智能系统环境下,通过网络与其她设备或系统进行交互的变压器。其内部嵌入的各类传感器和执行器在智能化单元的管理下,保证变压器在安全、可靠、经济条件下运营。出厂时将该产品的多种特性参数和构造信息植入智能化单元，运营过程中运用传感器收集到实时信息，自动分析目前的工作状态,与其她系统实时交互信息
2、，同步接受其她系统的有关数据和指令，调节自身的运营状态。3智能变压器构成变压器主体；检测设备多种状态的传感器;执行器;通讯网络;变压器智能化单元（TED）；智能化辅助设备。4变压器智能化单元可简称 TIED(asforerInelen Eectic Devc)，这是整个智能化变压器的核心,其内部潜有数据管理、综合数据记录分析、推理、信息交互管理等。变压器出厂时将多种技术参数、极限参数、构造数据,推理判据等，通过专家知识库的数据组织形式植入智能化单元。用原则合同与其她智能系统互换信息。多种传感器、执行器通过各自的数字化或智能化单元接入。某些简朴的模拟量、开关量可直接接入TD。对 TED的其她规定
3、：1) 支持原则通讯合同:IE185和TCP/P。2）具有互操作性,可以与同一厂家或不同厂家的I 互联。3) 内嵌 We 维护界面,支持远程维护功能。） 带有跟踪自诊断功能,保证系统异常后实时报警。5） 满足室外长期运营规定,必须保证可以在恶劣环境或极端环境和变电站强电磁干扰环境下，安全可靠运营。5智能变压器信号检测技术规定智能变压器与老式变压器最大的区别除所有信号采用统一原则的数字化传播外,在运营过程中应能将运营状态通过智能化单元实时反馈给系统，波及的核心参数及检测措施:.1 电压目前变压器各绕组的工作电压不在本体上监测或检测，而是由专门的PT完毕,供二次系统使用。智能变压器在运营过程中各绕
4、组的工作电压需要反映到智能化单元(ED),这是评估自身运营状态的重要参数之一,变压器承受的电压、电压谐波、过励磁状态、传播容量计算、调压过程监测都需要通过电压分析计算。各绕组电压参数的获取措施：） 在变压器内部或本体上集成电压传感器,具体传感器形式可不限制,电磁式、电容式、光电式等,目前可采用技术成熟的检测措施。传感器获得的低压模拟信号直接接入智能化单元(TED），数字化后作为TIED的分析输入参数或打包通过网络向系统传送的信号。传感器无论采用电磁式或电容式,其容量与老式 PT 相比很小。在满足精度和信噪比规定的前提下，仅供 转换用,低压侧1A 即满足规定。2) 变压器状态评估所需的各绕组的电
5、压实时信号，通过网络从其她智能化单元(ED)上获取。如：独立的智能化电压、电流测量单元。但必须是实时信号，而不是有效值信号。IE 中应支持以上两种电压信号获取方式。电压数字化规定: 辨别率:16it采样率:128 点/周波。精度：测量 .2%保护P5. 电流老式变压器各绕组的工作电流，无论是本体上带套管,还是独立测量，都是供二次保护或测量、计量系统使用，套管C 的二次通过变压器端子箱，以模拟信号的形式(0A 或0-5A)传给控制室。智能变压器在运营过程中各绕组工作电流的稳态或暂态量必须实时反映到智能化单元(TIED)，用于评估自身的运营状态,分析变压器负荷、电流谐波、调压过程监测等。电流信号的
6、获取措施:) 在变压器内部集成电流互感器，具体形式不限制，电磁式、电子式、光纤式等。目前套管CT 技术成熟,并且数字化后C 的容量很小，目前还应以这种形式为主，在变压器本体安装优于其她形式。从套管T 获取的模拟电流信号（0-1mA 或0-5mA)直接送TED 数字化，作为TIED的分析输入信号或打包通过网络向系统传送。与电压信号类似,电流信号本地直接数字化,在满足精度和信噪比规定的前提下，容量可以很小。2） 外部获取，与电压信号外部获取相似。在变压器智能化单元中应支持以上两种电流信号获取方式。电流数字化规定： 辨别率：16bit采样率:18 点周波。精度:测量0.2% 保护：5P5.3 油温老
7、式变压器的油温检测采用油面温度计(机械或电子式），输出接点控制信号或模拟信号（如:2mA）直接控制冷却器或通过端子箱接入主控室,有些变压器根据顾客规定检测油面温度和油箱底部温度。智能变压器油温检测采用 PT100,监测油面温度、油箱底部温度和环境温度。T10直接接到ID或温度监测智能化单元。智能化单元至少应具有 路T100 温度检测输入接口。油面温度:2 路；底部温度： 2 路;环境温度: 1 路精度规定与目前变压器上使用的相似。各路温度信号直接在T 数字化，控制冷却器或打包传播，冷却器控制指令由智能化单元给出。4 绕组热点温度：目前变压器绕组温度检测重要采用绕组温度计间接检测，即通过电流补偿
8、的形式反映绕组温度，不能真正反映绕组的热点温度。新技术重要以光纤测温为研究热点。光纤测温是通过预埋在绕组上的多种光纤温度探头实现测温的，但由于存在诸多问题，有待进一步完善和探讨。1）将光纤探头预埋在绕组上，目前需要在变压器线圈绕制过程中预埋，工艺难度较大,且线圈绕完后需要通过多道工序解决（整形、干燥、吊装等）,进入总装后尚有多道工序才干完毕整体装配。光纤细而强度低，在此过程中很容易损坏。我公司根据顾客规定生产过几台类似产品，但装配完后,光纤没有100%完好的。2) 光纤探头测量的是单点温度，预埋的位置是设计人员根据计算评估拟定的,很难与实际热点温度吻合。) 光纤在变压器绕组内部受振动、温度、油
9、浸等多种因素影响，寿命和精度都很难保证。由于在线圈内部,损坏后主线无法修复或更换。有些在3-5 年后基本都退出运营了。总之用光纤测量绕组热点温度是发展趋势，但需要在测量措施和安装工艺上进行改善，才干进入实用阶段。变压器绕组热点温度测量要用改善的光纤测温措施实现。.5 绕组变形智能变压器需要监测绕组变形状况，目前还没有带电在线监测手段。非带电检测绕组变形也处在评估水平。如:频响法、阻抗法、高压脉冲法等。这些手段也仅限于非带电评估检测。真正的绕组变形检测需要内置传感器，可以考虑采用光纤检测绕组变形。第一阶段的智能变压器可以不考虑绕组变形检测。6 油压与老式变压器不同,智能变压器油箱内部的油压需要通
10、过传感器以模拟信号或数字信号的形式反映给TIED。同步还要保存气体继电器的接点信号（轻瓦斯和重瓦斯），油压如果采用模拟传感器，可在TIE内直接量化，也可通过A/D 转换层量化。油压传感器规定,目前气体继电器模拟压力传感器。5.7 油中气体反映变压器运营状态的重要分析数据是油中气体含量，目前不仅有有关原则和问题分析基本判据,也有大量的经验积累。在既有技术上开发的油气监测装置,从原理上重要有四种：1)老式气象色谱法：精度高,能精确分析多种气体含量,但用于在线监测，构造复杂、故障率高、消耗载气,色谱柱寿命短。2）光声光谱法:精度适中,可分析多种气体，但对环境规定高，稳定性一般，但不需要载气和耗材。)
11、燃料电池法：仅能反映综合气体，且以氢气为主,精度一般。4) 气体传感器法：多种传感器,分别检测不同气体成分。目前技术不成熟，只要是单组分传感器。智能变压器在第一阶段可采用目前成熟的多组分气象色谱法在线监测装置。在线监测装置内置IED 单元,通过原则总线与TIE通讯。数据包格式需要进一步具体定义。58 局放在智能化变压器中局放监测是必不可少的。与油气相比，反映速度快、敏捷度高、可实现定位。近年来随着检测措施和手段的改善，逐渐受到注重,已成为衡量变压器绝缘性能的核心指标。随着在线监测和分析措施的改善，已完全进入实际应用阶段。目前变压器局放监测重要有如下几种措施：1）脉冲电流法:这是原则指定的措施，
12、校验和检测均有原则,通过视在放电量衡量变压器的放电水平。频段在0kHz-400H，此措施是变压器出厂实验和验收实验指定的措施。用于在线监测如何克服现场干扰是核心问题，随着滤波和放电信号辨认算法的改善,已进入实用阶段。检测传感器安装在套管末屏或铁心（夹件）接地线上。2） 超高频(或特高频）法：这是为克服现场干扰问题而开发的一种措施。频带在20Hz 1500MHz之间,通过高频天线接受某个干扰小的频段信号，检测放电量。这种措施用于变压器局放在线监测还存在诸多问题：1.高频信号特别是特高频，传播衰减不久，受被测设备构造影响很大，变压器内部重要是金属部件,监测天线无论装在什么位置都会有盲区。2定量困难
13、,不仅非线性,并且受放电位置影响很大,目前没有原则。.在变压器上安装困难，需要开安装孔，对保证高压变压器内部油质有影响，且在单一点检测有盲区。） 超声法：与超高频法类似，存在定量困难、检测有盲区的缺陷。目前重要用于局放定位,由于局放信号声电传播速度差明显,可实现局放定位。受多种电信号干扰小。大型变压器在箱体外部检测超声,由于油箱磁屏蔽和箱壁的影响,敏捷度较低，一般可检测量在00pC 以上(受放电性质和位置影响）。鉴于上述特点，智能变压器局放检测传感器应采用内外结合放置。外置传感器：1）铁心接地线上安装高频电流传感器。实践证明对于变压器本体破坏性放电,铁心接地线上都能检测到。）高压套管末屏上安装
14、高频电流传感器,植于套管末屏引出线端,监测变压器本体的同步,监测套管放电。内置传感器：必须在保证变压器运营安全可靠的基本上,植入内部传感器,且更换或维护不能停运或吊开变压器。满足上述条件的传感器必须是无源的，并且在变压器内部不能有电子线路。内置传感器采用内外分置安装法。由于脉冲电流传感器内外安装没有区别，仅考虑在外部安装。） 超声波传感器的分置安装在变压器箱壁上选定 2-6 个位置安装广角超声波导杆,将局放超声信号传导至油箱外部的传感器。波导杆组件与箱壁通过法兰连接，外部安装超声传感器。） 超高频传感器的分置安装,在变压器箱壁上选定 -4个重点检测部位,安装平板型高频接受天线，天线组件与箱壁通
15、过法兰连接,外部设传感器安装法兰。在智能变压器中内外分置的两种传感器,超声优于超高频,由于超声可同步评估放电部位。但对电抗器的局部放电监测,内置传感器应采用超高频。智能变压器局放监测装置（内置IE）将各传感器接受到的信号，分析解决后，通过原则通讯合同送IE 单元。局放监测重要技术规定:在线监测敏捷度：铁心接地线检测：00C。箱壁超声或超高频监测:0pC。具有位置评估和放电记录分析功能。5.9铁心接地电流铁心接地电流由接地电流互感器转换成（0-10m）模拟信号或数字化信号直接接入IE 单元。5.10 油质监测目前可与油气在线监测集成在一起,监测油含水量,分析成果通过自身的IE 单元送TD，作为评估变压器绝缘状态的参数之一。5.1 内部振动监测重要检测运营中变压器内部零部件的松动,目前还处在摸索阶段,传感器可分置安装。.12其他接点状态信号气体继电器:重瓦斯、轻瓦斯压力释放器：状态量压力继电器：状态量油位：上限、下限油流:油流状态充氮灭火:状态信号电吸湿器：状态量预留状态输入信号：8 个。这些开关量直接通过无源接点方式送 TE,
