智能電網(wǎng)建設與智能變壓器

1、智能電網(wǎng)建設與智能變壓器主講：總總 目目 錄錄智能電網(wǎng)建設與智能變壓器智能電網(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目目 錄錄2022-5-213第一篇第一篇 智能電網(wǎng)簡介 第第 一一 篇篇 智智 能能 電電 網(wǎng)網(wǎng) 簡簡 介介2022-5-214 第一篇第一篇 智能電網(wǎng)簡介智能電網(wǎng)簡介 一、智能電網(wǎng)發(fā)展背景一、智能電網(wǎng)發(fā)展背景2022-5-215 第一篇第一篇 智能電網(wǎng)簡介智能電網(wǎng)簡介 2022-5-216 第一篇第一篇 智能電網(wǎng)簡介智能電網(wǎng)簡介 二二 - 1 - 1 堅強智能電網(wǎng)堅強智能電網(wǎng)概念概念

2、 堅強智能電網(wǎng)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)度發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個環(huán)節(jié)，各個環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級，實現(xiàn)覆蓋所有電壓等級，實現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務流電力流、信息流、業(yè)務流”的高度一體化融合，的高度一體化融合，是是堅強可靠、經(jīng)濟高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動堅強可靠、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)。的現(xiàn)代電網(wǎng)。2022-5-217 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2

3、009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2022-5-218 第一篇第一篇 智能電網(wǎng)簡介智能電網(wǎng)簡介 二二 - 3 - 3 堅強智

4、能電網(wǎng)的堅強智能電網(wǎng)的構造構造強壯的“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。先進技術和智能設備。2022-5-219第二篇第二篇 智能變電站智能變電站簡介

5、簡介 第第 二二 篇篇 智智 能能 變變 電電 站站 簡簡 介介2022-5-2110 第二篇第二篇 智能變電站智能變電站簡介簡介 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 二二 - 1 - 1 智能變電站智能變電站的概念的概念 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。2022-5-2111 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)

6、度 二 - 2 數(shù)字化變電站 變電站業(yè)務需求的變化和技術的進步，計算機網(wǎng)絡技術、通信技術，光電技術的發(fā)展，變電站一、二次設備技術的融合，以及變電站運行方式的變革，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、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)出堅強智能電網(wǎng)的信息化、自動化和互動化的技術特點。 數(shù)字化變電站電子式互感器應用 智能斷路器技術發(fā)展和應用 高速工業(yè)通信網(wǎng)絡技術發(fā)展 IEC61850標準的頒布和實施 2022-5-2112 第二篇第二篇 智能變電站智能變電站簡介簡介 強壯的“體魄”堅強電網(wǎng)網(wǎng)架 二二 - 3 - 3

7、 智能變電站智能變電站結構結構 2022-5-2113第三篇第三篇 智能智能變壓器介紹變壓器介紹 第第 三三 篇篇 智智 能能 變變 壓壓 器器 介介 紹紹2022-5-2114第三篇第三篇 智能智能變壓器介紹變壓器介紹 一、一、 一次設備智能化一次設備智能化 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。2022-5-2115第三篇第三篇 智能智能變壓器介紹變壓器介紹 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

8、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)和結構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)。2022-5-2116第三篇第三篇 智能智能變壓器介紹變壓器介紹 三、三、 智能化變壓器組成智能化變壓器組成 2022-5-2117第三篇第三篇 智能智能變壓器介紹變壓器介紹 “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)” 2022-5-2118第三篇第三篇 智能智能變壓器介紹變壓器

9、介紹 3 3.1 .1 智能化變壓器智能化變壓器本體本體2022-5-2119第三篇第三篇 智能智能變壓器介紹變壓器介紹 3.2 3.2 智能化變壓器智能化變壓器傳感器元件傳感器元件2022-5-2120第三篇第三篇 智能智能變壓器介紹變壓器介紹 智能化變壓器智能化變壓器傳感器元件傳感器元件2022-5-2121第三篇第三篇 智能智能變壓器介紹變壓器介紹 3.3 3.3 智能變壓器執(zhí)行件及標準化網(wǎng)絡智能變壓器執(zhí)行件及標準化網(wǎng)絡2022-5-2122第三篇第三篇 智能智能變壓器介紹變壓器介紹 3.4 3.4 智能化變壓器智能組件智能化變壓器智能組件及智能化輔助設備及智能化輔助設備3.4.1 3.

10、4.1 智能化變壓器智能組件智能化變壓器智能組件柜柜u 監(jiān)測頂層油溫、底層油溫、環(huán)境溫度和開關室油溫度u 監(jiān)測高、低壓側電壓、電流u 監(jiān)測鐵心接地電流u 監(jiān)測油壓力、油位u 監(jiān)測負荷狀況u 評估過負載能力和緊急過載時間u 統(tǒng)計電量，電能質(zhì)量分析u 計算繞組熱點溫度u 評估變壓器壽命損失和老化率u 監(jiān)測局部放電u 監(jiān)測油中氣體和微水u 監(jiān)測非電量保護跳閘信號u 冷卻器智能監(jiān)控u 冷卻效率評估u 有載開關智能監(jiān)控u 評估有載開關觸頭壽命u 綜合分析、評估變壓器狀態(tài)u 內(nèi)置Web服務器u 通訊符合IEC61850標準p 組件柜內(nèi)置恒溫系統(tǒng)，為監(jiān)測、保護、測量、智能組件提供微工作空間。p 內(nèi)置雙電源控

11、制系統(tǒng)、進線濾波器和電源分配器。p 提供標準過程層網(wǎng)絡和站控層網(wǎng)絡控制器，通訊符合IEC61850標準。p為非電量保護單元、MU等提供安裝空間。2022-5-2123第三篇第三篇 智能智能變壓器介紹變壓器介紹 3.4.2 3.4.2 變壓器智能化單元變壓器智能化單元u 監(jiān)測頂層油溫、底層油溫、環(huán)境溫度和開關室油溫度u 監(jiān)測高、低壓側電壓、電流u 監(jiān)測鐵心接地電流u 監(jiān)測油壓力、油位u 監(jiān)測負荷狀況u 評估過負載能力和緊急過載時間u 統(tǒng)計電量，電能質(zhì)量分析u 計算繞組熱點溫度u 評估變壓器壽命損失和老化率u 冷卻器智能監(jiān)控u 冷卻效率評估u 有載開關智能監(jiān)控u 評估有載開關觸頭壽命u 綜合分析、

12、評估變壓器狀態(tài)u 內(nèi)置Web服務器u 通訊符合IEC61850標準2022-5-2124第三篇第三篇 智能智能變壓器介紹變壓器介紹 3.5 3.5 變壓器綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)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)2022-5-2125第三篇第三篇 智能智能變壓器介紹

13、變壓器介紹 3.6 3.6 智能化局放監(jiān)測智能化局放監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)2022-5-2126第三篇第三篇 智能智能變壓器介紹變壓器介紹 3.7 3.7 智能化變壓器控制箱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2022-5-2127第三篇第三篇 智能智能變壓器介紹變壓器介紹 3.8 3.8 有載開關監(jiān)控單元有載開關監(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。有載開關操作機構的所有控制和狀態(tài)信號接入

14、本單元,并將操作機構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。2022-5-2128第三篇第三篇 智能智能變壓器介紹變壓器介紹 四四 狀態(tài)檢修和在線診斷設備狀態(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

15、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)。u 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。u 可隨時確定運行設備的局部放電位置。u 在線檢測的數(shù)據(jù)可以為設備的維修提供依據(jù)。u 可對運行設備的故障點進行跟蹤測試。u 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。u

16、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。2022-5-2129第三篇第三篇 智能智能變壓器介紹變壓器介紹 帶電巡檢設備帶電巡檢設備2022-5-2130第三篇第三篇 智能智能變壓器介紹變壓器介紹 五五 智能化變壓器智能化變壓器通訊協(xié)議及網(wǎng)絡系統(tǒng)通訊協(xié)議及網(wǎng)絡系統(tǒng)2022-5-2131第四篇第四篇 智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng) 第第 四四 篇篇 智智 能能 變變 壓壓 器器 安安 全全 監(jiān)監(jiān) 測測 系系 統(tǒng)統(tǒng) 2022-5-2132第四篇第四篇 智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)一、一、智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)的提出智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)的

17、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)公司的實施意見、國家電網(wǎng)公司“十一五十一五”科技發(fā)展規(guī)劃，將變電站綜合自動科技發(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110kV110kV數(shù)字數(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

18、設備智能化、二次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，輸出結果不準確，遠傳需要轉換，且維護工作量大，故計等，大多是模擬式的，輸出結果不準確，遠傳需要轉換，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。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)智能變壓器安全因此，適應變電站自動化和數(shù)字化變電站建設需要

19、，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。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。2022-5-2133第四篇第四篇 智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)二、二、智能變壓器安全監(jiān)測的意義智能變壓器安全監(jiān)測的意義 智能智能變壓器在線監(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

20、早期故障內(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，還能夠將故障造成的嚴重后果的先兆信息，不僅防止了故障向嚴重程度的發(fā)展，還能夠將故障造成的嚴重后果降到最低限度。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降到最低限度。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，率。連接到監(jiān)測服務器的用戶數(shù)量不

21、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。變壓器壽命。2022-5-2134第四篇第四篇 智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)三、三、智能變壓器的常見故障智能變壓器的常見故障2022-5-2135第四篇第四篇 智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)四、四、傳感器在智能變壓器安全監(jiān)測中的應用傳感器在智能變壓器安全監(jiān)測中的應用4.14.1、傳感器監(jiān)測繞組傳感器監(jiān)測繞組溫度溫度光纖光柵溫度傳感器測繞組溫度的工作原理圖光纖光柵溫度傳感器測繞組溫度的工作原理圖2022-5-2136第四篇第四篇 智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)智能變壓器安全監(jiān)測系統(tǒng)4.24.2、油箱內(nèi)部溫度的監(jiān)測油箱內(nèi)部溫度的監(jiān)測 紅外傳感器測溫示意圖紅