智能电网中变压器的应用

于正华（国网江苏省电力公司盐城供电公司，江苏 盐城 224002）



智能电网中变压器的应用

于正华
（国网江苏省电力公司盐城供电公司，江苏 盐城 224002）

作为电力行业中的关键设备，变压器在智能电网中发挥核心作用。现代科技发展带动了智能化变压器的发展，通过传感元件，控制系统充分实现了新型监测保护体系，同时具有节能环保的特点。对电网长期稳定运行、资源合理配置具有积极影响。本文针对变压器智能化的特点、功能及发展趋势进行了充分分析，旨在为电网工程的安全稳定运行提供一定理论支撑。

智能电网；变压器控制；智能电网

智能电网的发展涉及范围广、专业多，需要不断进行新科技工艺的利用，对我国电力行业的长期稳定发展具有重大影响作用。智能电网由于具有经济合理、集成配置、优化性能、信息自动化程度高等优势，是电力行业的主要研究对象。智能电网根据现阶段实际情况，一般包括基础框架、支撑结构和标准体系。需要加强整个电网系统的物质载体控制，保证信息通知、应用安全等充分实现智能化控制。本文针对变压器智能化必要性、功能、发展趋势进行充分探讨。

1 变压设备智能化控制要点

变压器一般作为变电站中的基础设备，对电能的传输、转换具有重要影响作用，保证变压器稳定运行是维持整个电网安全稳定的基础。作为工业基础设备，变压器主要材料为金属、绝缘材料，与金属材料相比，绝缘材料更容易发生老化、性能降低等状况。现阶段，社会发展、科技进步带动了整体系统的控制程度更加智能合理，另一方面借助计算机、电信传感手段的发展，社会对设备制造厂家、控制系统提出了更为苛刻的要求。如设计制造环节中需要加强数字化接口的控制，保证其与设备充分连接，加强产品设备的可靠程度、技术含量。避免未来电力系统故障状况下发生安全隐患，对于企业经济效益、社会长期稳定用电需求具有十分显著的社会意义。

2 变压器的构成

智能化变压器通过将信息控制技术、传感系统理论、计算机知识、变压器理论基础等充分结合，实现了现代电压变换、能力输送以及远程监控为一体的系统，充分满足了现代社会发展需求。变压器构成一般包括基础元件、控制系统、辅助配件、传感系统等部分构成。

2.1 调节控制部件

变压器作为电网的核心部件，需要进行电压转换、质量调节，保证基本使用功能借助控制系统得以实现，传统调节方式中，可分为两种形式，即无载调压、有载调压。但是有载开关的机械特点导致性能差、寿命短，使用过程中易发生故障状况，并不能充分满足快速调节的目标。

新科技形势下，一新型有载分接开关的成果已经宣布成功，该开关主要用于配电网中，具有使用周期长、性能优、响应速度快、电压稳定、经济成本较低的优势，发展前景广阔。另一方面，风机等辅助设备的低噪音、低耗能要求也对应提出了更高更严要求，为了充分提高智能控制，变压器相关元件的开发需要进一步落实。

2.2 主控单元

变压器需要集数据处理、传输、存储为一体。对变压器需要加强相关参数的控制监测，实现远程控制、远程监控等相关功能。此外，变压器设备故障状况下，还需要及时进行保护、预警处理，保证检修人员能够充分进行故障处理，维持设备的正常运行。主控单元将相关检修定位、故障处理等集结为同一系统，通过插板式部件结构实现了充分的控制管理，其中重难点在于接口方面的标准化管理。

2.3 传感采集单元和通信单元

传感采集单元模块一般是组合体形式构成，同时兼具体积小、安全简单、配置多样等优势，可以充分满足现代变压器工作状况下的实时监控功能。

通信单元分析如下，借助传输系统可以实现信号数据的传输，保证相关信息及时传至控制部件。接口根据相关规定，满足开放性条款原则下，采用电口、光口等形式，实现科学合理的通信形式。

3 智能变压器功能分析

3.1 测量功能分析

智能变压器可以实现油箱温度计量，从而对变压器过热故障、冷却设备系统的异常状况进行预警判断。根据继电器相关节点信息、状态信息进行故障分析，实现故障检修判断。

如根据油箱油位得出对应油位上下限；测量风扇、电机等电压电流参数判断工作是否稳定；根据继电器信号分析油泵工作桩。另一方面，变压器测量功能还体现在对体系的负荷、中性点电流的测量，作用在于充分保护工作状态、感知相关参数信息。

3.2 计量功能分析

变压器计量功能主要借助新型电子式互感器实现，相比于传统的电磁式结构，变电站此时更具有信息化、数字化形式。电子式互感器在现代电力系统中的观测环节里，对于继电保护的提高具有重要意义。电流精确、电压随时监控对于整体电力行业的稳定服务具有重大意义，需要充分注重相关方面的研究分析工作。

3.3 监测功能分析

变压器的检测功能一般应用于500 kV以上规格，局部监测效果良好，具有充分的抗电晕干扰能力，可监测范围为500~5000 pC。局部放电测试工作原理：超高频强度下动态扫描技术，借助传感设备可以实现阻抗的平衡控制，且对变化器要求较低，能够实现不断电检测，采样更加快速合理，借助综合除噪技术、小波除噪技术实现了整体更加科学合理的控制。

3.4 保护功能分析

变压器需要对电流、电压过载等状况进行充分的故障处理，具有良好的保护体系，能够实现计算机保护装置的接口控制，进行智能化保护。一般通过一定电压、一定电流的交流或直流干接点方式进行处理。此外，集成继电保护功能具有科学合理、灵敏度高、响应快的优点，对设备性能的保护具有重大意义。

4 智能变压器发展趋势

变压器的发展与设备性能、控制等级、材料规格等息息相关，加强变压器的设计加工，融入新型工艺，是改善产品性能的重要途径。未来变压器可能发展为小铁芯带大绕组的形式或大非晶铁芯带小绕组形式，对于变压器的长远发展具有深远意义。

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