【正文】 智能變壓器基本概念智能電網(wǎng)需要智能化變電站支撐，一個(gè)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(shí)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)展智能電站的基礎(chǔ)。1．智能高壓設(shè)備的基本定義通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接受系統(tǒng)控制指令，將設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋到系統(tǒng)。2．智能變壓器一個(gè)能夠在智能系統(tǒng)環(huán)境下，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與其他設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行交互的變壓器。其內(nèi)部嵌入的各類(lèi)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(chǎng)時(shí)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(guò)程中利用傳感器收集到實(shí)時(shí)信息，自動(dòng)分析目前的工作狀態(tài)，與其他系統(tǒng)實(shí)時(shí)交互信息，同時(shí)接收其他系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)和指令，調(diào)整自身的運(yùn)行狀態(tài)。3．智能變壓器組成變壓器主體；檢測(cè)設(shè)備各種狀態(tài)的傳感器；執(zhí)行器；通訊網(wǎng)絡(luò)；變壓器智能化單元（TIED）；智能化輔助設(shè)備。4．變壓器智能化單元可簡(jiǎn)稱(chēng) TIED(Transformer Intelligent Electric Device),這是整個(gè)智能化變壓器的核心，其內(nèi)部潛有數(shù)據(jù)管理、綜合數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、推理、信息交互管理等。變壓器出廠(chǎng)時(shí)將各種技術(shù)參數(shù)、極限參數(shù)、結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，推理判據(jù)等，通過(guò)專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)的數(shù)據(jù)組織形式植入智能化單元。用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議與其他智能系統(tǒng)交換信息。各種傳感器、執(zhí)行器通過(guò)各自的數(shù)字化或智能化單元接入。一些簡(jiǎn)單的模擬量、開(kāi)關(guān)量可直接接入TIED。對(duì) TIED 的其他要求：1） 支持標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議: IEC61850 和TCP/IP。2） 具有互操作性，能夠與同一廠(chǎng)家或不同廠(chǎng)家的 IED 互聯(lián)。3） 內(nèi)嵌 Web 維護(hù)界面，支持遠(yuǎn)程維護(hù)功能。4） 帶有跟蹤自診斷功能，確保系統(tǒng)異常后實(shí)時(shí)報(bào)警。5） 滿(mǎn)足室外長(zhǎng)期運(yùn)行要求，必須保證能夠在惡劣環(huán)境或極端環(huán)境和變電站強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下，安全可靠運(yùn)行。5．智能變壓器信號(hào)檢測(cè)技術(shù)要求智能變壓器與傳統(tǒng)變壓器最大的區(qū)別除所有信號(hào)采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化傳輸外，在運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)能將運(yùn)行狀態(tài)通過(guò)智能化單元實(shí)時(shí)反饋給系統(tǒng)，涉及的關(guān)鍵參數(shù)及檢測(cè)方法： 電壓目前變壓器各繞組的工作電壓不在本體上監(jiān)測(cè)或檢測(cè)，而是由專(zhuān)門(mén)的PT 完成，供二次系統(tǒng)使用。智能變壓器在運(yùn)行過(guò)程中各繞組的工作電壓需要反映到智能化單元（TIED），這是評(píng)估自身運(yùn)行狀態(tài)的重要參數(shù)之一，變壓器承受的電壓、電壓諧波、過(guò)勵(lì)磁狀態(tài)、傳輸容量計(jì)算、調(diào)壓過(guò)程監(jiān)測(cè)都需要通過(guò)電壓分析計(jì)算。各繞組電壓參數(shù)的獲取方法：1） 在變壓器內(nèi)部或本體上集成電壓傳感器，具體傳感器形式可不限制，電磁式、電容式、光電式等，目前可采用技術(shù)成熟的檢測(cè)方法。傳感器獲得的低壓模擬信號(hào)直接接入智能化單元(TIED)，數(shù)字化后作為T(mén)IED的分析輸入?yún)?shù)或打包通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向系統(tǒng)傳送的信號(hào)。傳感器無(wú)論采用電磁式或電容式，其容量與傳統(tǒng) PT 相比很小。在滿(mǎn)足精度和信噪比要求的前提下，僅供A/D 轉(zhuǎn)換用，低壓側(cè)1mA 即滿(mǎn)足要求。2） 變壓器狀態(tài)評(píng)估所需的各繞組的電壓實(shí)時(shí)信號(hào)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)從其他智能化單元（IED）上獲取。如：獨(dú)立的智能化電壓、電流測(cè)量單元。但必須是實(shí)時(shí)信號(hào)，而不是有效值信號(hào)。TIED 中應(yīng)支持以上兩種電壓信號(hào)獲取方式。電壓數(shù)字化要求： 分辨率：16bit采樣率：128 點(diǎn)/周波。精度：測(cè)量 % 保護(hù) 5P 電流傳統(tǒng)變壓器各繞組的工作電流，無(wú)論是本體上帶套管CT,還是獨(dú)立測(cè)量，都是供二次保護(hù)或測(cè)量、計(jì)量系統(tǒng)使用，套管CT 的二次通過(guò)變壓器端子箱，以模擬信號(hào)的形式（01A 或05A）傳給控制室。智能變壓器在運(yùn)行過(guò)程中各繞組工作電流的穩(wěn)態(tài)或暫態(tài)量必須實(shí)時(shí)反映到智能化單元(TIED)，用于評(píng)估自身的運(yùn)行狀態(tài)，分析變壓器負(fù)荷、電流諧波、調(diào)壓過(guò)程監(jiān)測(cè)等。電流信號(hào)的獲取方法：1） 在變壓器內(nèi)部集成電流互感器，具體形式不限制，電磁式、電子式、光纖式等。目前套管CT 技術(shù)成熟，而且數(shù)字化后CT 的容量很小，目前還應(yīng)以這種形式為主，在變壓器本體安裝優(yōu)于其他形式。從套管CT 獲取的模擬電流信號(hào)（010mA 或 05mA）直接送TIED 數(shù)字化，作為T(mén)IED的分析輸入信號(hào)或打包通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向系統(tǒng)傳送。與電壓信號(hào)類(lèi)似，電流信號(hào)本地直接數(shù)字化，在滿(mǎn)足精度和信噪比要求的前提下，容量可以很小。2） 外部獲取，與電壓信號(hào)外部獲取相同。在變壓器智能化單元中應(yīng)支持以上兩種電流信號(hào)獲取方式。電流數(shù)字化要求： 分辨率：16bit采樣率：128 點(diǎn)/周波。精度：測(cè)量 % 保護(hù)：5P 油溫傳統(tǒng)變壓器的油溫檢測(cè)采用油面溫度計(jì)（機(jī)械或電子式），輸出接點(diǎn)控制信號(hào)或模擬信號(hào)（如：420mA）直接控制冷卻器或通過(guò)端子箱接入主控室，有些變壓器根據(jù)用戶(hù)要求檢測(cè)油面溫度和油箱底部溫度。智能變壓器油溫檢測(cè)采用 PT100，監(jiān)測(cè)油面溫度、油箱底部溫度和環(huán)境溫度。PT100 直接接到TIED 或溫度監(jiān)測(cè)智能化單元。智能化單元最少應(yīng)具備 5 路PT100 溫度檢測(cè)輸入接口。油面溫度： 2 路；底部溫度： 2 路；環(huán)境溫度： 1 路精度要求與目前變壓器上使用的相同。各路溫度信號(hào)直接在TIED 數(shù)字化，控制冷卻器或打包傳輸，冷卻器控制指令由智能化單元給出。 繞組熱點(diǎn)溫度：目前變壓器繞組溫度檢測(cè)主要采用繞組溫度計(jì)間接檢測(cè)，即通過(guò)電流補(bǔ)償?shù)男问椒从忱@組溫度，不能真正反映繞組的熱點(diǎn)溫度。新技術(shù)主要以光纖測(cè)溫為研究熱點(diǎn)。光纖測(cè)溫是通過(guò)預(yù)埋在繞組上的多個(gè)光纖溫度探頭實(shí)現(xiàn)測(cè)溫的，但由于存在很多問(wèn)題，有待進(jìn)一步完善和探討。1） 將光纖探頭預(yù)埋在繞組上，目前需要在變壓器線(xiàn)圈繞制過(guò)程中預(yù)埋，工藝難度較大，且線(xiàn)圈繞完后需要經(jīng)過(guò)多道工序處理（整形、干燥、吊裝等），進(jìn)入總裝后還有多道工序才能完成整體裝配。光纖細(xì)而強(qiáng)度低，在此過(guò)程中很容易損