智能電網(wǎng)建設與智能變壓器課件

智能電網(wǎng)建設與智能變壓器主講：2022/12/201總目錄—智能電網(wǎng)建設與智能變壓器第一篇智能電網(wǎng)簡介................................3第二篇智能變電站簡介..............................9

第三篇智能變壓器介紹.............................13第四篇智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)......................31目錄2022/12/202第一篇智能電網(wǎng)簡介

第一篇智能電網(wǎng)簡介2022/12/203

第一篇智能電網(wǎng)簡介

2022/12/205

第一篇智能電網(wǎng)簡介

二-1堅強智能電網(wǎng)概念

堅強智能電網(wǎng)以堅強網(wǎng)架為基礎，以通信信息平臺為支撐，以智能控制為手段，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級，實現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務流”的高度一體化融合，是堅強可靠、經(jīng)濟高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動的現(xiàn)代電網(wǎng)。2022/12/206

第一篇智能電網(wǎng)簡介

二-2國家電網(wǎng)對堅強智能電網(wǎng)的發(fā)展目標2009年～2010年規(guī)劃試點階段，重點開展堅強智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃工作，制定技術和管理標準，開展關鍵技術研發(fā)和設備研制，開展各環(huán)節(jié)的試點工作。2011年～2015年全面建設階段，加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設，初步形成智能電網(wǎng)運行控制和互動服務體系，關鍵技術和裝備實現(xiàn)重大突破和廣泛應用。2016年～2020年引領提升階段，全面建成統(tǒng)一的堅強智能電網(wǎng)，技術和裝備全面達到國際先進水平。屆時，電網(wǎng)優(yōu)化配置資源能力大幅提升，清潔能源裝機比例達到35%，分布式電源實現(xiàn)“即插即用”，智能電表普及應用。第一階段第二階段第三階段2022/12/207

第一篇智能電網(wǎng)簡介

二-3堅強智能電網(wǎng)的構(gòu)造強壯的“體魄”——堅強電網(wǎng)網(wǎng)架智慧的“大腦”——智能電網(wǎng)調(diào)度發(fā)達的“感官”——智能電網(wǎng)設備

信息是智能電網(wǎng)的基礎支撐，信息的獲取需要大量的智能設備來支持。在智能電網(wǎng)中，集成技術應用將日益廣泛，專業(yè)界限的模糊將使得智能電網(wǎng)中智能設備的外延大大拓寬?？梢灶A計的是，各種智設備在智能電網(wǎng)中將呈現(xiàn)功能日益整合、形態(tài)相互交融、工程實施靈活組態(tài)發(fā)展趨勢。因此，在今后電網(wǎng)建設和改造中，需要鼓勵和優(yōu)先采用適用于未來智能電網(wǎng)建設所需的先進技術和智能設備。2022/12/208

第二篇智能變電站簡介

強壯的“體魄”——堅強電網(wǎng)網(wǎng)架智慧的“大腦”——智能電網(wǎng)調(diào)度二-1智能變電站的概念

智能變電站是采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能的變電站。2022/12/2010

第二篇智能變電站簡介

強壯的“體魄”——堅強電網(wǎng)網(wǎng)架二-3智能變電站結(jié)構(gòu)

2022/12/2012第三篇智能變壓器介紹

一、一次設備智能化

智能電網(wǎng)需要智能化變電站支撐，一個終極智能化變電站其站內(nèi)所有設備應全部是智能化的，在網(wǎng)絡的支撐下實現(xiàn)信息高速交互，協(xié)同操作，從而保證更安全、經(jīng)濟、可靠運行，一次設備智能化是發(fā)展智能變電站的基礎。2022/12/2014第三篇智能變壓器介紹

二、智能變壓器概念能夠在智能系統(tǒng)環(huán)境下，通過網(wǎng)絡與其它設備或系統(tǒng)進行交互的變壓器。其內(nèi)部嵌入的各類傳感器和執(zhí)行器在智能化單元的管理下，保證變壓器在安全、可靠、經(jīng)濟條件下運行。出廠時將該產(chǎn)品的各種特性參數(shù)和結(jié)構(gòu)信息植入智能化單元，運行過程中利用傳感器收集到實時信息，自動分析目前的工作狀態(tài)，與其他系統(tǒng)實時交互信息，同時接受其他系統(tǒng)的相關數(shù)據(jù)和指令，調(diào)整自身的運行狀態(tài)。2022/12/2015第三篇智能變壓器介紹

三、智能化變壓器組成

2022/12/2016第三篇智能變壓器介紹

“身體”

變壓器主體智能組件“大腦”狀態(tài)感知元件指令執(zhí)行元件“神經(jīng)”

2022/12/2017第三篇智能變壓器介紹

3.1智能化變壓器本體2022/12/2018第三篇智能變壓器介紹

智能化變壓器傳感器元件2022/12/2020第三篇智能變壓器介紹

3.3智能變壓器執(zhí)行件及標準化網(wǎng)絡2022/12/2021第三篇智能變壓器介紹

3.4.2變壓器智能化單元監(jiān)測頂層油溫、底層油溫、環(huán)境溫度和開關室油溫度監(jiān)測高、低壓側(cè)電壓、電流監(jiān)測鐵心接地電流監(jiān)測油壓力、油位監(jiān)測負荷狀況評估過負載能力和緊急過載時間統(tǒng)計電量，電能質(zhì)量分析計算繞組熱點溫度評估變壓器壽命損失和老化率冷卻器智能監(jiān)控冷卻效率評估有載開關智能監(jiān)控評估有載開關觸頭壽命綜合分析、評估變壓器狀態(tài)內(nèi)置Web服務器通訊符合IEC61850標準2022/12/2023第三篇智能變壓器介紹

3.5變壓器綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)

監(jiān)測頂層油溫、底層油溫、環(huán)境溫度和開關室油溫度監(jiān)測高、低壓側(cè)電壓、電流監(jiān)測鐵心接地電流監(jiān)測油壓力、油位監(jiān)測負荷狀況評估過負載能力和緊急過載時間統(tǒng)計電量，電能質(zhì)量分析計算繞組熱點溫度評估變壓器壽命損失和老化率監(jiān)測局部放電監(jiān)測油中氣體和微水冷卻器智能監(jiān)控冷卻效率評估有載開關智能監(jiān)控評估有載開關觸頭壽命綜合分析、評估變壓器狀態(tài)2022/12/2024第三篇智能變壓器介紹

3.7智能化變壓器控制箱內(nèi)置智能控制器和電控元件，智能組件通過聯(lián)網(wǎng)給智能控制器發(fā)送指令實現(xiàn)對冷卻器的智能控制。當智能控制器檢測不到智能組件的控制指令時，立即切換到本地自控模式。而傳統(tǒng)控制箱僅為獨立運行模式，不能接受其他智能裝置的控制指令2022/12/2026第三篇智能變壓器介紹

3.8有載開關監(jiān)控單元

通過有載開關監(jiān)控單元實現(xiàn)對有載開關的數(shù)字化監(jiān)控。有載開關操作機構(gòu)的所有控制和狀態(tài)信號接入本單元,并將操作機構(gòu)動作故障檢測傳感器、有載開關室油溫、重瓦斯信號接入。通過網(wǎng)絡接入變壓器智能化單元，接受智能化單元的控制，并將狀態(tài)反饋給智能化單元。2022/12/2027第三篇智能變壓器介紹

四狀態(tài)檢修和在線診斷設備

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和系統(tǒng)維護技術的進步，局部放電已成為衡量高壓電氣設備是否存在潛在性絕緣問題和質(zhì)量缺陷的最重要考核指標之一。高壓電氣設備局部放電帶電巡回檢測方法，是一種對高壓電氣設備狀態(tài)維護的新方法，利用高壓電氣設備局部放電產(chǎn)生的脈沖電流變化，判斷高壓電氣設備運行健康狀況。局部放電帶電巡回檢測系統(tǒng)，可對高壓電氣設備的絕緣狀態(tài)進行在線巡回檢測，建立異常變壓器的特殊檔案；使新投運的高壓電氣設備的質(zhì)量控制得到更有力的保證，對運行高壓電氣設備的狀態(tài)情況提供更好的依據(jù)，以及個別可能存在有隱患的高壓電氣設備有計劃地安排停電檢修，避免了無計劃的停電。已建立的檢測技術和缺陷特征為高壓電氣設備的狀態(tài)監(jiān)測提供了一個有用的工具。利用長期的測量結(jié)果建立的數(shù)據(jù)庫，將來對老設備何時退出提供有力依據(jù)。

無須停電，可隨時了解運行設備的絕緣狀況，局部放電變化趨勢?？呻S時確定運行設備的局部放電位置。在線檢測的數(shù)據(jù)可以為設備的維修提供依據(jù)。可對運行設備的故障點進行跟蹤測試。單臺巡檢儀可用于多臺被測設備，也可連續(xù)監(jiān)測運行中的可疑設備。巡檢儀既可以實現(xiàn)帶電巡回檢測也可以完成離線局部放電試驗和放電點定位試驗。 2022/12/2028第三篇智能變壓器介紹

五

智能化變壓器通訊協(xié)議及網(wǎng)絡系統(tǒng)2022/12/2030第四篇智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)第四篇

智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)2022/12/2031第四篇智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)一、智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)的提出

國家電網(wǎng)公司先后出臺了《關于開展電網(wǎng)運行管理控制技術研究和推廣應用的實施意見》、《國家電網(wǎng)公司“十一五”科技發(fā)展規(guī)劃》，將變電站綜合自動化技術、高壓輸變電主設備安全運行技術作為重點技術領域，以便為建設堅強電網(wǎng)提供必要的技術支持和保障。數(shù)字化變電站也應運而生，國內(nèi)己有110kV數(shù)字化變電站建成的報道。有關專家曾將數(shù)字化變電站概括為一次設備智能化、二次設備網(wǎng)絡化、運行狀態(tài)數(shù)字化。當前，變壓器配套的監(jiān)測儀表，如溫度計、油位計等，大多是模擬式的，輸出結(jié)果不準確，遠傳需要轉(zhuǎn)換，且維護工作量大，故越來越多的用戶要求更換為數(shù)字式、免維護、可遠傳的在線檢測儀表。

因此，適應變電站自動化和數(shù)字化變電站建設需要，開發(fā)智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)，既與國網(wǎng)公司的政策相吻合，又能適應用戶需求。2022/12/2032第四篇智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)二、智能變壓器安全監(jiān)測的意義智能變壓器在線監(jiān)測技術的優(yōu)越之外是以微處理技術為核心，具有標準程序軟件，可將傳感器、數(shù)據(jù)收集硬件、通信系統(tǒng)和分析功能組裝成一體，彌補了室內(nèi)常規(guī)檢測方法和裝置的不足。變壓器綜合在線監(jiān)測技術通過及時捕捉早期故障的先兆信息，不僅防止了故障向嚴重程度的發(fā)展，還能夠?qū)⒐收显斐傻膰乐睾蠊档阶畹拖薅?。變壓器在線監(jiān)測服務器與電力部門連接，使各連接部門都可隨時獲取變壓器狀態(tài)信息，這種方式不僅降低了變壓器維護成本，還降低了意外停電率。連接到監(jiān)測服務器的用戶數(shù)量不限，通過防火墻可進入成套變電站。因此，變壓器在線監(jiān)測提高了運行可靠性，延緩了維護費用的投稿，延長了檢修周期和變壓器壽命。2022/12/2033第四篇智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)三、智能變壓器的常見故障2022/12/2034第四篇智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)四、傳感器在智能變壓器安全監(jiān)測中的應用4.1、傳感器監(jiān)測繞組溫度光纖光柵溫度傳感器測繞組溫度的工作原理圖2022/12/2035第四篇智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)4.2、油箱內(nèi)部溫度的監(jiān)測紅外傳感器測溫示意圖4.3、對油壓的監(jiān)測智能變壓器油壓監(jiān)測示意圖2022/12/2036第四篇智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)4.4、對油中氣體含量的監(jiān)測油中氣體含量分析系統(tǒng)2022/12/2037第四篇智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)4.5、傳感器在監(jiān)測局放上的應用2022/12/2038第四篇智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)五、監(jiān)測參數(shù)的技術指標2022/12/2039第四篇智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)六、智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)整體框圖

監(jiān)測系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集層、通信管理層、站端控制層、遠方監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集管