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智能电网中的通用电力变压器设计 一、智能变压器简介： 智能电力变压器是智能变电站的核心设备之一，是一种新型电力变压器，其核心是通过装备必要的传感器，采集更多有关电力变压器运行状态、控制状态和可靠性状态的信息，通过其智能组件对采集信息进行自主就地处理，形成智能化的结果信息，为电力变压器的智能控制、电网的优化运行以及电力变压器的优化检修提供不可替代的信息支撑。智能电力变压器的传感器应根据工程实际需要设置，对于运行在关键岗位的智能电力变压器，可能会装设较多传感器。传感器信号应能直接或间接反映电力变压器的运行、控制和可靠性状态。传感器信号会定时或在事件驱动下由相关智能电子装置(intelligent electronic devices，IED)采集。 二、智能电力变压器安置位置： 智能化变电站总体框图如下所示 可分为站控层、间隔层和过程层。 电力变压器是过程层中最重要的高压设备之一． 三、智能化变压器配置以及解决方案： 智能组件是电力变压器智能化的核心部件，信息流主要集中于智能组件。智能化变压器的构成包括变压器本体，内置或外置于变压器本体的传感器和控制器，实现对变压器进行测量、控制、计量、监测和保护的智能组件。变压器的冷却器控制器和有载分接开关控制器应具有可连接智能组件的接口，并可以响应智能组件的控制。变压器的状态监测主要包括局部放电监测、油中溶解气体监测、绕组光纤测温、侵入波监测、变压器振动波谱和噪声等。 以油浸式电力变压器为例，智能组件的IED常规配置如下图 配置框图示意 配置实物二维图示意 表一为智能组件（IED）常用传感器 智能变压器的测量功能及解决方案 测量内容为电力变压器常规告警和常规状态信息，包括接点信息和模拟量信息，由智能组件的测量IED承担。测量IED采集油面温度、绕组模拟温度、油位接点、轻瓦斯接点等信息。根据需要测量IED可扩展测量铁心接地电流、油位模拟量、油压模拟量、气体聚集模拟量、底层油温等信息。 测量功能的设计方案如下：首先，测量信息通过过程层网络报送至测控装置，由测控装置将测量信息报送至站监控主机和远动装置。其次，测量信息也是电力变压器运行状态、控制状态和可靠性状态分析依据的一部分，测量信息通过过程层网络同时报送至监测功能组主IED(简称监测主IED)。此外，测量IED中的油温、模拟绕组温度等信息也是冷却装置控制参量的一部分，因此，通过过程层网络，测量信息还要同时报送至冷却装置控制IED。测量功能示意图如下所示： 智能变压器的监测功能及解决方案 电力变压器的监测项目一般由专门的监测IED完成。对有载分接开关(on-load tap changer，OLTC)、冷却装置的状态监测由相关控制IED完成。无论应用了多少监测IED，目标都是反映电力变压器的运行状态、控制状态和可靠性状态。有的监测项目之间是互补关系，有的监测项目之间是互证关系。良好的信息流设计方案是能实现信息在各IED之间的高效、有序交互，支持包括监测信息在内的全部状态信息的聚合，然后进行综合分析，形成综合的智能化信息，最后报送至相关高级应用系统。 据此，监测功能的设计方案如下图所示，其中监测主IED承担了汇集所有监测IED、测量IED和控制IED的信息，此外，监测主IED在综合分析时还需要系统电压、负载电流等信息，这部分信息通过站控层网络获取(或经过程层网络直接获取合并单元采集量自行计算)。各种信息综合后进行分析，形成的格式化信息和智能化信息，由监测主IED通过站控层网络报送至站监控主机、远动装置及监测信息子站等相关设备。其中格式化信息仅报监测信息子站。需要指出的是，无论是各监测IED的单项分析，还是监测主IED的综合分析，都需要一定时间的数据积累，以便进行趋势分析或对信息的品质进行评估。必要时，还需要存储原始监测数据文件，以备深度分析的需要。因此，信息管理(含各类信息存储、检索、服务)是对各监测IED、控制IED和监测主IED的基本要求。至于存储时间范围、数据时间间隔等由各相关IED开发者根据分析需求自行确定。 智能变压器的控制功能及解决方案 组(部)件的智能控制是智能电力变压器的主要功能之一，由智能控制IED完成。智能控制IE除承担控制组(部)件运行、测量控制状态的基本功能以外，还承担监测受控组(部)件可靠性状态的功能。对于冷却装置控制IED，除根据冷却装置运行策略控制各组风机的投与退、采集控制状态信息之外，还可根据工程需要进一步监测各组风机、油泵的电压、电流等信息；对于OLTC控制IED，除根据控制策略或指令控制有载分接开关档位、采集控制状态信息之外，还可根据工程需要进一步监测驱动电机电流、电压、声学指纹等信息。特别需要指出的是，组(部)件智能控制所依据的信息包括系统指令和当前控制状态，同时，根据组(部)件的控制策