摘 要:根據(jù)國家電網(wǎng)公司指導(dǎo)意見，2011年新建變電站將采用智能變電站設(shè)計模式。原220kV變壓器溫度監(jiān)測及風(fēng)冷控制系統(tǒng)已不能滿足需要，急需做出改進以適應(yīng)智能化的要求。

關(guān)鍵詞:智能變電站 220kv變壓器

中圖分類號:TM7\t\t\t文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A\t\t\t文章編號:1672-3791(2011)10(a)-0139-01

主變壓器的溫度測量主要有頂層油溫的測量和繞組熱點溫度的測量。主變頂層油溫的測量主要通過安裝在主變本體的頂層油面溫度計實現(xiàn)，油面溫度計(機械或電子式)輸出接點控制信號或模擬信號，通過端子箱接入站內(nèi)計算機監(jiān)控系統(tǒng)。變壓器繞組溫度檢測主要采用繞組溫度計間接檢測，即通過電流補償?shù)男问椒从忱@組溫度，不能真正反映繞組的熱點溫度。近年來光纖測溫技術(shù)發(fā)展迅速，是未來的發(fā)展方向。光纖測溫是通過預(yù)埋在繞組上的多個光纖溫度探頭實現(xiàn)測溫的。

主變風(fēng)冷系統(tǒng)的自動控制分為按主變溫度啟動以及按主變負(fù)荷啟動兩種方式，溫度啟動一般是靠安裝在主變本體的頂層油面溫度計的輸出接點去啟動，負(fù)荷啟動一般是靠安裝在主變本體端子箱的電流繼電器的輸出接點去啟動。

在常規(guī)綜自變電站的設(shè)計中，主變頂層油溫和繞組熱點溫度(無論是光纖直測還是模擬測溫)大多是通過4mA～20mA輸出方式送至站內(nèi)計算機監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)測得的模擬量值轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的溫度值，從而實現(xiàn)頂層油溫和繞組熱點溫度的監(jiān)測，該種監(jiān)測方式并沒有考慮環(huán)境溫度的影響，所測的的溫度并不能如實的反應(yīng)主變的實際溫度。風(fēng)冷控制系統(tǒng)采用常規(guī)接觸器和繼電器設(shè)計型式，沒有實現(xiàn)智能化控制，各組風(fēng)扇的無法自動實現(xiàn)輪流循環(huán)投入，其機械磨損程度不一致，各組風(fēng)扇的壽命離散性較大。

常規(guī)溫度監(jiān)測及風(fēng)冷控制系統(tǒng)經(jīng)智能化改造，增設(shè)PLC型式的風(fēng)冷控制箱，同時在此控制箱中配置專門的主變壓器冷卻監(jiān)測智能單元，冷卻監(jiān)測智能單元有三個主要功能:繞組熱點溫度計算、冷卻控制及絕緣老化程度監(jiān)測功能。

繞組熱點溫度計算:系統(tǒng)可實時采集變壓器負(fù)荷電流和頂部油溫，依IEEE和IEC油浸式電力變壓器繞組熱點計算公式，實時監(jiān)測繞組熱點溫度，估算出變壓器的可帶負(fù)載能力。其原理為將頂部油溫，繞組電流，額定負(fù)載電流，額定溫升，繞組參數(shù)依據(jù)IEC60076-7及GB/T15164標(biāo)準(zhǔn)計算各繞組的熱點溫度，輸出每個繞組的熱點溫度，實時顯示與趨勢分析數(shù)據(jù)到變電站智能后臺監(jiān)控系統(tǒng)，由后臺主機估算出變壓器負(fù)載狀況。計算圖形如圖1。

冷卻控制:系統(tǒng)具有冷卻器監(jiān)測及風(fēng)扇控制功能，采用“先啟先停，后啟后?！钡脑瓌t循環(huán)起停各組風(fēng)扇，使各組風(fēng)扇的機械磨損情況一致，延長風(fēng)扇的使用壽命。利用冷卻系統(tǒng)中的風(fēng)扇、油泵的運行電流來判斷風(fēng)扇、油泵的運行狀況，對風(fēng)扇、油泵實行狀況檢修，確保冷卻系統(tǒng)安全、可靠運行;利用接接收到的變壓器頂部油溫、繞組電流數(shù)據(jù)來判斷控制風(fēng)扇、油泵的運行方式，達(dá)到控制變壓器溫度、延長變壓器的運行壽命的目的。原理如下:頂部油溫，繞組電流，頂部油溫設(shè)置點，熱點溫度設(shè)置點，負(fù)載電流設(shè)置點通過傳感單元輸入到冷卻監(jiān)測智能單元，經(jīng)單元處理，輸出三類信息。風(fēng)扇控制信息輸出至變壓器冷卻風(fēng)扇，控制風(fēng)扇的開關(guān)與轉(zhuǎn)速。實時顯示與趨勢分析輸出至變電站智能后臺監(jiān)控系統(tǒng)，提供實時監(jiān)控及分析數(shù)據(jù)。冷卻故障報警輸出至變電站智能后臺監(jiān)控系統(tǒng)，以便后臺系統(tǒng)在風(fēng)扇故障時能及時發(fā)出報警聲光信號和將報警信號傳送至遠(yuǎn)端集控站。

絕緣老化監(jiān)測:系統(tǒng)根據(jù)變壓器傳輸?shù)挠泄β屎蜔o功功率等負(fù)荷參數(shù)，結(jié)合變壓器油中微水含量、繞組熱點溫度和環(huán)境溫濕度，按照IEEE C57.91-1995/IEC354標(biāo)準(zhǔn)，估算變壓器的壽命損失。系統(tǒng)將繞組熱點溫度作為主要參量，老化隨溫度成指數(shù)增長，同時考慮每相的嚴(yán)重負(fù)荷、濕度和氧化作用，絕緣老化按小時進行計算。

對于220kV變電站，主變壓器冷卻監(jiān)測智能元按變壓器臺數(shù)進行配置。主變壓器冷卻監(jiān)測智能元通過IEC 61850規(guī)約與后臺主機進行通信?？捎珊笈_系統(tǒng)將信息傳送至集控站和調(diào)度端。

通過溫度監(jiān)測及風(fēng)冷控制系統(tǒng)的智能化改進，能提高變壓器風(fēng)扇的使用效率及延長風(fēng)扇使用壽命，增強了運行人員對變壓器狀態(tài)監(jiān)測能力，能更有效的避免變壓器事故的發(fā)生，提高了變壓器運行的可靠性。