智能電網(wǎng)建設(shè)與智能變壓器課件

智能電網(wǎng)建設(shè)與智能變壓器主講：2023/7/291總目錄—智能電網(wǎng)建設(shè)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2023/7/292第一篇智能電網(wǎng)簡介

第一篇智能電網(wǎng)簡介2023/7/293

第一篇智能電網(wǎng)簡介

一、智能電網(wǎng)發(fā)展背景2023/7/294

第一篇智能電網(wǎng)簡介

2023/7/295

第一篇智能電網(wǎng)簡介

二-1堅強(qiáng)智能電網(wǎng)概念

堅強(qiáng)智能電網(wǎng)以堅強(qiáng)網(wǎng)架為基礎(chǔ)，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(wù)流”的高度一體化融合，是堅強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動的現(xiàn)代電網(wǎng)。2023/7/296

第一篇智能電網(wǎng)簡介

二-2國家電網(wǎng)對堅強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)2009年～2010年規(guī)劃試點(diǎn)階段，重點(diǎn)開展堅強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃工作，制定技術(shù)和管理標(biāo)準(zhǔn)，開展關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和設(shè)備研制，開展各環(huán)節(jié)的試點(diǎn)工作。2011年～2015年全面建設(shè)階段，加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè)，初步形成智能電網(wǎng)運(yùn)行控制和互動服務(wù)體系，關(guān)鍵技術(shù)和裝備實現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用。2016年～2020年引領(lǐng)提升階段，全面建成統(tǒng)一的堅強(qiáng)智能電網(wǎng)，技術(shù)和裝備全面達(dá)到國際先進(jìn)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(jī)比例達(dá)到35%，分布式電源實現(xiàn)“即插即用”，智能電表普及應(yīng)用。第一階段第二階段第三階段2023/7/297

第一篇智能電網(wǎng)簡介

二-3堅強(qiáng)智能電網(wǎng)的構(gòu)造強(qiáng)壯的“體魄”——堅強(qiáng)電網(wǎng)網(wǎng)架智慧的“大腦”——智能電網(wǎng)調(diào)度發(fā)達(dá)的“感官”——智能電網(wǎng)設(shè)備

信息是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)支撐，信息的獲取需要大量的智能設(shè)備來支持。在智能電網(wǎng)中，集成技術(shù)應(yīng)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(shè)備的外延大大拓寬?？梢灶A(yù)計的是，各種智設(shè)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(shè)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(shè)所需的先進(jìn)技術(shù)和智能設(shè)備。2023/7/298第二篇智能變電站簡介

第二篇

智

能

變

電

站簡介2023/7/299

第二篇智能變電站簡介

強(qiáng)壯的“體魄”——堅強(qiáng)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(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、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。2023/7/2910

第二篇智能變電站簡介

強(qiáng)壯的“體魄”——堅強(qiáng)電網(wǎng)網(wǎng)架智慧的“大腦”——智能電網(wǎng)調(diào)度二-2數(shù)字化變電站

變電站業(yè)務(wù)需求的變化和技術(shù)的進(jìn)步，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)，光電技術(shù)的發(fā)展，變電站一、二次設(shè)備技術(shù)的融合，以及變電站運(yùn)行方式的變革，由此產(chǎn)生了—“數(shù)字化變電站”智能變電站實現(xiàn)形式基于數(shù)字化變電站，但在支撐智能電網(wǎng)建設(shè)、可再生能源即插即退等智能性方面，有更高的要求。智能變電站更深層次體現(xiàn)出堅強(qiáng)智能電網(wǎng)的信息化、自動化和互動化的技術(shù)特點(diǎn)。數(shù)字化變電站電子式互感器應(yīng)用智能斷路器技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用高速工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的頒布和實施

2023/7/2911

第二篇智能變電站簡介

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

2023/7/2912第三篇智能變壓器介紹

第三篇

智

能變壓器介紹2023/7/2913第三篇智能變壓器介紹

一、一次設(shè)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(shè)備應(yīng)全部是智能化的，在網(wǎng)絡(luò)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(jì)、可靠運(yùn)行，一次設(shè)備智能化是發(fā)展智能變電站的基礎(chǔ)。2023/7/2914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(luò)與其它設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)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(jì)條件下運(yùn)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(yùn)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(guān)數(shù)據(jù)和指令，調(diào)整自身的運(yùn)行狀態(tài)。2023/7/2915第三篇智能變壓器介紹

三、智能化變壓器組成

2023/7/2916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)”

2023/7/2917第三篇智能變壓器介紹

3.1智能化變壓器本體2023/7/2918第三篇智能變壓器介紹

3.2智能化變壓器傳感器元件2023/7/2919第三篇智能變壓器介紹

智能化變壓器傳感器元件2023/7/2920第三篇智能變壓器介紹

3.3智能變壓器執(zhí)行件及標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)2023/7/2921第三篇智能變壓器介紹

3.4智能化變壓器智能組件及智能化輔助設(shè)備3.4.1智能化變壓器智能組件柜監(jiān)測頂層油溫、底層油溫、環(huán)境溫度和開關(guān)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(fù)荷狀況評估過負(fù)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(diǎn)溫度評估變壓器壽命損失和老化率監(jiān)測局部放電監(jiān)測油中氣體和微水監(jiān)測非電量保護(hù)跳閘信號冷卻器智能監(jiān)控冷卻效率評估有載開關(guān)智能監(jiān)控評估有載開關(guān)觸頭壽命綜合分析、評估變壓器狀態(tài)內(nèi)置Web服務(wù)器通訊符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)組件柜內(nèi)置恒溫系統(tǒng)，為監(jiān)測、保護(hù)、測量、智能組件提供微工作空間。內(nèi)置雙電源控制系統(tǒng)、進(jìn)線濾波器和電源分配器。提供標(biāo)準(zhǔn)過程層網(wǎng)絡(luò)和站控層網(wǎng)絡(luò)控制器，通訊符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)。為非電量保護(hù)單元、MU等提供安裝空間。2023/7/2922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(guān)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(fù)荷狀況評估過負(fù)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(diǎn)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(guān)智能監(jiān)控評估有載開關(guān)觸頭壽命綜合分析、評估變壓器狀態(tài)內(nèi)置Web服務(wù)器通訊符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)2023/7/2923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(guān)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(fù)荷狀況評估過負(fù)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(diǎn)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(guān)智能監(jiān)控評估有載開關(guān)觸頭壽命綜合分析、評估變壓器狀態(tài)2023/7/2924第三篇智能變壓器介紹

3.6智能化局放監(jiān)測系統(tǒng)2023/7/2925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(dāng)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(dú)立運(yùn)行模式，不能接受其他智能裝置的控制指令2023/7/2926第三篇智能變壓器介紹

3.8有載開關(guān)監(jiān)控單元

通過有載開關(guān)監(jiān)控單元實現(xiàn)對有載開關(guān)的數(shù)字化監(jiān)控。有載開關(guān)操作機(jī)構(gòu)的所有控制和狀態(tài)信號接入本單元,并將操作機(jī)構(gòu)動作故障檢測傳感器、有載開關(guān)室油溫、重瓦斯信號接入。通過網(wǎng)絡(luò)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。2023/7/2927第三篇智能變壓器介紹

四狀態(tài)檢修和在線診斷設(shè)備

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和系統(tǒng)維護(hù)技術(shù)的進(jìn)步，局部放電已成為衡量高壓電氣設(shè)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(biāo)之一。高壓電氣設(shè)備局部放電帶電巡回檢測方法，是一種對高壓電氣設(shè)備狀態(tài)維護(hù)的新方法，利用高壓電氣設(shè)備局部放電產(chǎn)生的脈沖電流變化，判斷高壓電氣設(shè)備運(yùn)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(shè)備的絕緣狀態(tài)進(jìn)行在線巡回檢測，建立異常變壓器的特殊檔案；使新投運(yùn)的高壓電氣設(shè)備的質(zhì)量控制得到更有力的保證，對運(yùn)行高壓電氣設(shè)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(shè)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(shù)和缺陷特征為高壓電氣設(shè)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(shè)備何時退出提供有力依據(jù)。

無須停電，可隨時了解運(yùn)行設(shè)備的絕緣狀況，局部放電變化趨勢。可隨時確定運(yùn)行設(shè)備的局部放電位置。在線檢測的數(shù)據(jù)可以為設(shè)備的維修提供依據(jù)?？蓪\(yùn)行設(shè)備的故障點(diǎn)進(jìn)行跟蹤測試。單臺巡檢儀可用于多臺被測設(shè)備，也可連續(xù)監(jiān)測運(yùn)行中的可疑設(shè)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(diǎn)定位試驗。 2023/7/2928第三篇智能變壓器介紹

帶電巡檢設(shè)備2023/7/2929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(luò)系統(tǒng)2023/7/2930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)2023/7/2931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(guān)于開展電網(wǎng)運(yùn)行管理控制技術(shù)研究和推廣應(yīng)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(shù)、高壓輸變電主設(shè)備安全運(yùn)行技術(shù)作為重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域，以便為建設(shè)堅強(qiáng)電網(wǎng)提供必要的技術(shù)支持和保障。數(shù)字化變電站也應(yīng)運(yùn)而生，國內(nèi)己有110kV數(shù)字化變電站建成的報道。有關(guān)專家曾將數(shù)字化變電站概括為一次設(shè)備智能化、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化、運(yùn)行狀態(tài)數(shù)字化。當(dāng)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(zhǔn)確，遠(yuǎn)傳需要轉(zhuǎn)換，且維護(hù)工作量大，故越來越多的用戶要求更換為數(shù)字式、免維護(hù)、可遠(yuǎn)傳的在線檢測儀表。

因此，適應(yīng)變電站自動化和數(shù)字化變電站建設(shè)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(yīng)用戶需求。2023/7/2932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(shù)的優(yōu)越之外是以微處理技術(shù)為核心，具有標(biāo)準(zhǔn)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(bǔ)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(shù)通過及時捕捉早期故障的先兆信息，不僅防止了故障向嚴(yán)重程度的發(fā)展，還能夠?qū)⒐收显斐傻膰?yán)重后果降到最低限度。變壓器在線監(jiān)測服務(wù)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(hù)成本，還降低了意外停電率。連接到監(jiān)測服務(wù)器的用戶數(shù)量不限，通過防火墻可進(jìn)入成套變電站。因此，變壓器在線監(jiān)測提高了運(yùn)行可靠性，延緩了維護(hù)費(fèi)用的投稿，延長了檢修周期和變壓器壽命。2023/7/2933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2023/7/2934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(yīng)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2023/7/2935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2023/7/2936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)2023/7/2937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(yīng)用2023/7/2938序號信號檢測范圍1頂層油溫-40～250℃2底層油溫-40～250℃3環(huán)境溫度