CN104283321A - 智能配电变压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能配电变压器，包括：变压器主体，包括绕组；用于对变压器的状态进行控制的控制装置；用于对变压器的运行状态进行实时监控的传感装置；用于执行指令的执行装置；用于连接上述装置的远程通信装置；用于对控制模块和传感采集模块的信息进行接收、分析和处理，并对执行装置发出指令的智能化单元，包括接口、显示屏、智能分析模型。通过网络技术实现了远程通讯、数据记录、查询、备份等功能；可以实时监测、分析数据信息；使变压器具有自我保护功能和防盗功能，确保变压器在安全、可靠、经济条件运行。同时可与智能化电网实时互交信息，接受其相关数据和指令，调整自身的运行状态。

Description

智能配电变压器

技术领域

本发明涉及一种变压器，具体地说，涉及一种用于电力网络***的智能配电变压器。

背景技术

在配电网***中，变压器是重要设备，它直接和用电设备连接，分布广、数量多，容量大，总损耗（变压器损耗，用电设备损耗）大。配电变压器的安全经济运行和降低损耗（降低变压器损耗和用电设备损耗）对电网发展的影响重大。随着电力工业的不断发展，电网变得日趋复杂，而现有的变压器安全性、可靠性和监测水平都比较低，一旦发生状况，比如变压器遇到突发性电路故障或者遭遇破坏、盗窃时，都会影响电网的的正常供电，需要技术人员到现场去检查维修，效率低下，而且不够安全可靠。

随着智能化电气的发展,特别是智能化开关、光电式互感器等机电一体化设备的出现,以及计算机高速网络在实时***中的开发应用,使变压器所有信息的采集、传输实现全智能化处理提供了理论和物质基础。

智能配变是智能电网的主要主成部分，而智能电网是以包括多种发电技术、输配电网络、用电设备和储能设备的物理电网为基础；高度集成先进的传感测量技术、网络通讯技术、计算技术、自动化与智能控制技术等；能够实现可观测（监测***所有设备的状态）、可控制（控制***所有设备的状态）、完全自动化（自适应并实现自愈）和***综合优化平衡（包括发、输、配、用各环节）；使电力***更加清洁、高效、安全、可靠。智能电网是实现能源整体革命的基础，是未来能源在生产、分配和利用等环节步入高级阶段的载体，也可以称为“未来电网”或者“下一代电网”。智能电网需要智能化变压器支撑，这就要求给智能电网匹配的变压器是智能的，能够在智能***环境下，通过网络与其他设备或***进行互交。

目前智能配电变压器还主要着以下不足之处：

(1)未能实现机电光一体化，自动化程度不高；

(2)材料器件方面存在着不少缺陷，使用寿命不长；

(3)EMC(电磁干扰与兼容)控制不够稳定，维护费用较高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种能够进行远程控制、运行周期长、运行和维护费用低的智能配电变压器。 

本发明的智能配电变压器，包括：变压器主体，包括绕组；用于对变压器的状态进行控制的控制装置；用于对变压器的运行状态进行实时监控的传感装置；用于执行指令的执行装置；用于连接上述装置的远程通信装置；用于对控制模块和传感采集模块的信息进行接收、分析和处理，并对执行装置发出指令的智能化单元，所述的智能化单元包括接口、显示屏、智能分析模型，其中智能分析模型能够自动分析目前的工作状态，与其他***实时交互信息，同时接收其他***的相关数据和指令，调整自身的运行状态，其中控制装置、传感装置和执行装置均与智能化单元相连。

所述的智能分析模型带有数据管理模块、综合数据统计分析模块、推理模块、信息交互管理模块。

所述的控制装置为有载调压分接开关。

所述的传感装置包括：用于监测各绕组电压参数的电压传感器，所述的电压传感器集成于变压器主体内；用于监测各绕组电流信号的电流互感器，所述的电流互感器集成于变压器主体内；用于监测变压器油温的温度传感器；用于监测绕组热点温度的光纤测温传感器；用于监测绕组变形情况的传感器；用于监测变压器内部油压的气体继电器和模拟压力传感器；用于监测变压器内部油中气体的气体传感器；用于监测变压器内部振动的传感器；用于监测变压器局放的传感器；所有的传感器均与智能化单元相连。

所述的执行装置包括冷却器控制单元、有载开关控制单元和充氮灭火控制单元。

本发明的的有益效果是：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、经济条件下运行。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明的智能配电变压器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图与实施例，对本发明作进一步的说明。应当理解，此处所描述的实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的智能配电变压器，包括：变压器主体1，包括绕组；用于对变压器的状态进行控制的控制装置2；用于对变压器的运行状态进行实时监控的传感装置3；用于执行指令的执行装置5；用于连接上述装置的远程通信装置6。用于对控制模块和传感采集模块的信息进行接收、分析和处理，并对执行装置发出指令的智能化单元4，智能化单元4包括接口、显示屏、智能分析模型41，其中智能分析模型41能够自动分析目前的工作状态，与其他***实时交互信息，同时接收其他***的相关数据和指令，调整自身的运行状态，其中控制装置2、传感装置3和执行装置5均与智能化单元4相连。

智能分析模型41带有数据管理模块411、综合数据统计分析模块412、推理模块413、信息交互管理模块414。

控制装置2为有载调压分接开关。

传感装置3包括：

1）用于监测各绕组电压参数的电压传感器31，电压传感器31集成于变压器主体1内；

2）用于监测各绕组电流信号的电流互感器32，电流互感器32集成于变压器主体1内；

3）用于监测变压器油温的温度传感器33；

4）用于监测绕组热点温度的光纤测温传感器34；

5）用于监测绕组变形情况的传感器35；

6）用于监测变压器内部油压的气体继电器和模拟压力传感器36；

7）用于监测变压器内部油中气体的气体传感器37；

8）用于监测变压器内部振动的传感器38；

9）用于监测变压器局放的传感器39；

所有的传感器均与智能化单元4相连。

执行装置5包括冷却器控制单元51、有载开关控制单元52和充氮灭火控制单元53。

本发明的智能配电变压器的工作步骤如下：

a.将变压器的各种特性参数植入智能化单元；

b.传感器装置对变压器运行参数例如电压、电流、功率、功率因数、温度等参数进行监测和实时控制，并且通过远程通信装置传输给智能化单元；

c.智能化单元对接收到的数据进行分析、处理和记录，进行如下操作：在线动态监测电流、电压、温度、绕组热点温度、绕组变形、油压、油中气体含量、油位、局放等数据，进行数据监测和故障报警，如果数据超出设立范围，则向冷却器控制单元、有载开关控制单元或充氮灭火控制单元，发出指令，指示其进行工作，超出极限范围，则发出警示信息。如果出现故障，则进行故障诊断，实现状态检修，减少人力维护成本，提高设备可靠率；在变压器供电区域内发生故障时，向上级检修管理部门发送故障数据，在上级管理***中显示故障点、故障类型、故障数据等，帮助检修人员快速定位故障和安排检修计划；对于过压、过流以及内部器件损坏引起的故障进行智能化保护；记录设备运行参数，进行变压器使用寿命计算，为检修和设备管理提供信息。

智能配电变压器的核心是智能化单元。变压器出厂时将各种技术参数、极限参数、结构数据，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。用标准协议与其他智能***交换信息。各种传感器、执行器通过各自的数字化或智能化单元接入。一些简单的模拟量、开关量可直接接入智能化单元。智能化单元的核心是智能分析模型。采用运筹学理论建立的智能分析模型，能够自动分析目前的工作状态，与其他***实时交互信息，同时接收其他***的相关数据和指令，调整自身的运行状态。智能化单元具备以下功能：支持标准通讯协议；具有互操作性，能够与同一厂家或不同厂家的智能模块互联；内嵌Web维护界面，支持远程维护功能；带有跟踪自诊断功能，确保***异常后实时报警；满足室外长期运行要求，必须保证能够在恶劣环境或极端环境和变电站强电磁干扰环境下，安全可靠运行。

出厂时将该产品的各种特性参数和结构信息植入智能化单元，运行过程中利用传感器收集到实时信息，自动分析目前的工作状态，与其他***实时交互信息，同时接收其他***的相关数据和指令，调整自身的运行状态。通过网络技术实现了远程通讯、数据记录、查询、备份等功能，实时监测网络中各变压器的三相电流，电压，有功电量，无功电量，有功功率，无功功率，功率因数等，可以进行分析打印、输出各种报表、绘制各种分析曲线。与传统变压器相比，管理人员只要坐在办公室电脑前就可以对配网变压器运行可以实时监测，变压器的运行状况，电压、质量、负荷状况等随时可以调看；二是在城网、农网改造中为配网自动化提供一种新的选择方案，性价比高；三是网络***的应用可以进一步扩展用途，比如根据无功功率、电压和电流数据投切电容器组，接受并响应主机发来的命令，使变压器具有自我保护功能和防盗功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、同等替换和改进等，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种智能配电变压器，其特征在于，包括：

变压器主体，包括绕组；

用于对变压器的状态进行控制的控制装置；

用于对变压器的运行状态进行实时监控的传感装置；

用于执行指令的执行装置；

用于连接上述装置的远程通信装置；

用于对控制模块和传感采集模块的信息进行接收、分析和处理，并对执行装置发出指令的智能化单元，所述的智能化单元包括接口、显示屏、智能分析模型，其中智能分析模型能够自动分析目前的工作状态，与其他***实时交互信息，同时接收其他***的相关数据和指令，调整自身的运行状态；

所述的控制装置、传感装置和执行装置均与智能化单元相连。

2.根据权利要求1所述的智能配电变压器，其特征在于，所述的智能分析模型带有数据管理模块、综合数据统计分析模块、推理模块和信息交互管理模块。

3.根据权利要求1所述的智能配电变压器，其特征在于，所述的控制装置为有载调压分接开关。

4.根据权利要求1所述的智能配电变压器，其特征在于，所述的传感装置包括：

用于监测各绕组电压参数的电压传感器，所述的电压传感器集成于变压器主体内；

用于监测各绕组电流信号的电流互感器，所述的电流互感器集成于变压器主体内；

用于监测变压器油温的温度传感器；

用于监测绕组热点温度的光纤测温传感器；

用于监测绕组变形情况的传感器；

用于监测变压器内部油压的气体继电器和模拟压力传感器；

用于监测变压器内部油中气体的气体传感器；

用于监测变压器内部振动的传感器；

用于监测变压器局放的传感器；

所有的传感器均与智能化单元相连。

5.根据权利要求1所述的智能配电变压器，其特征在于，所述的执行装置包括冷却器控制单元、有载开关控制单元和充氮灭火控制单元。