專利名稱：智能變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電網(wǎng)變壓器領(lǐng)域，涉及一種智能變壓器。
背景技術(shù)：
供電電網(wǎng)由于負(fù)載的復(fù)雜性、電網(wǎng)本身的故障、使用的不確定性，造成電網(wǎng)的波動(dòng) 性很大。電網(wǎng)的波動(dòng)不僅造成用戶的用電質(zhì)量受影響，也容易造成電網(wǎng)本身的設(shè)備損壞。所 以為了減小電網(wǎng)的波動(dòng)及其造成的影響，許多變電站采用了智能變壓器。智能變壓器不僅 可以檢測電網(wǎng)的各項(xiàng)指標(biāo)，如三相相電壓、三相相電流、零序電壓、零序電流、頻率、諧波量、 有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電能、無功電能等參數(shù)，還可以檢測自身的情況，如變 壓器油溫、油壓等，同時(shí)可以根據(jù)檢測到的情況調(diào)節(jié)電網(wǎng)的配置，以及實(shí)行自身保護(hù)措施。 目前的智能變壓器有很多，但在可靠性方面、簡便性方面、造價(jià)方面、性能方面都存在著不 盡人意的地方，還需要不斷的發(fā)展、創(chuàng)新。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種利用成熟可靠器件構(gòu)成的智能變壓器，能夠檢測電網(wǎng)和自身的各 種參數(shù)，同時(shí)可以對電網(wǎng)輸出做出適當(dāng)調(diào)配和對自身安全做出相應(yīng)保護(hù)措施。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
設(shè)計(jì)一種智能變壓器，包括油侵式變壓器、具有監(jiān)測和調(diào)度平臺(tái)功能的主站、斷路器、 智能化終端控制器，主站分別通過通信接口與斷路器、智能化終端控制器聯(lián)絡(luò)；且， 所述智能化終端控制器具有多輸入端口和多輸出端口，其輸入端接有，
①互感器組，該互感器組包含四個(gè)互感器，四個(gè)互感器分別探測三相四線電網(wǎng)的三根 火線和一根零線，且接三根火線的互感器的變比按變壓器額定容量的額定電流配置，接零 線的互感器的變比按變壓器額定容量的額定電流的25%配置；
②測變壓器油溫度的溫度傳感器，該溫度傳感器位于所述油侵式變壓器的油箱頂部； 深入油中5 O mm以上.
③測變壓器油氣壓力的壓力傳感器，該壓力傳感器位于所述油侵式變壓器的油箱頂
部；
其輸出端接有，
①電子式分接開關(guān)，該電子式分接開關(guān)控制所述油侵式變壓器的高壓側(cè)；
②無功補(bǔ)償系統(tǒng)，該無功補(bǔ)償系統(tǒng)由6-12路自愈式并聯(lián)電容器組成，分三組共補(bǔ)，一 組分補(bǔ)，補(bǔ)償容量按變壓器額定容量20%配置，各路自愈式并聯(lián)電容器的投入和切除通過 微型斷路器和固態(tài)繼電器，固態(tài)繼電器擊發(fā)點(diǎn)接到智能化終端控制器輸出端；
③安全閥，該安全閥裝于所述油侵式變壓器的油箱頂部，采用無源接點(diǎn)與智能化終端 控制器接通；
所述斷路器的兩端分別接所述油侵變壓器的進(jìn)線和出線，且該斷路器具有電動(dòng)操作 機(jī)構(gòu)并接受無線通訊指令動(dòng)作，同時(shí)具有負(fù)載短路保護(hù)功能并有報(bào)警觸頭將信息反饋給終端。所述智能化終端控制器的輸入端還接有瓦斯氣體繼電器，瓦斯氣體繼電器采用無 源干接點(diǎn)與智能化終端控制器接通。所述主站采用具有交互功能的處理器。所述斷路器采用3VL系列或CMZ2系列斷路器；所述智能化終端控制器采用 HJ3000PD。所述通信接口采用RS485。所述溫度傳感器由兩路進(jìn)入油中50-100毫米的PT100型油溫傳感器構(gòu)成；所述壓 力傳感器采用壓力繼電器，并采用無源接點(diǎn)；所述安全閥采用壓力釋放器；所述油侵式變 壓器裝設(shè)有密封的吸濕器，且其油箱底部安裝有絕緣油的取樣閥和較大排油閥。為了變壓器的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行，所述主站通過所述斷路器和所述智能化終端 控制器采用如下方式對變壓器進(jìn)行保護(hù)。①低壓端工作相電流超過額定電流1. 2倍時(shí)允許長時(shí)間運(yùn)行，超出額定電流1. 5 倍時(shí)主站發(fā)出報(bào)警信號(hào)，持續(xù)運(yùn)行4小時(shí)相電流不下降到額定電流1. 15倍時(shí)HJ3000PD指 令低壓斷路器分間，變壓器停止運(yùn)行5秒鐘后再啟動(dòng)。②低壓端工作相電流超過額定電流2倍時(shí)HJ3000PD發(fā)出報(bào)警信號(hào)，在30分鐘內(nèi) 不降到額定電流1. 15倍時(shí)HJ3000PD即指令低壓斷路器分閘，變壓器停止運(yùn)行5秒鐘后再啟動(dòng)。③變壓器低壓端線電壓380V控制在410V - 350V范圍內(nèi)，
當(dāng)高過410V時(shí)主站發(fā)出報(bào)警信號(hào)，當(dāng)高過660V時(shí)再發(fā)出報(bào)警信號(hào)，30分鐘內(nèi)不下降到 410V以下，HJ3000PD指令低壓斷路器分閘，變壓器停止運(yùn)行，當(dāng)電壓恢復(fù)正常后HJ3000PD 指令低壓斷路器合間，變壓器恢復(fù)運(yùn)行；
當(dāng)?shù)陀?50V時(shí)主站發(fā)出報(bào)警信號(hào)，當(dāng)?shù)陀?20V時(shí)再發(fā)出報(bào)警信號(hào)，30分鐘之內(nèi)不 上升到350V以上，HJ3000PD指令低壓斷路器分閘，變壓器停止運(yùn)行，當(dāng)電壓恢復(fù)正常后 HJ3000PD指令低壓斷路器合閘，變壓器恢復(fù)運(yùn)行。④變壓器低壓端相電壓220V控制在230V - 180V范圍內(nèi)，
當(dāng)高過高過230V主站發(fā)出報(bào)警，當(dāng)高于380V時(shí)再發(fā)出報(bào)警信號(hào)，30分鐘后相電壓 不下降到230V時(shí)，HJ3000PD指令低壓斷路器分閘，變壓器停止運(yùn)行，當(dāng)電壓恢復(fù)正常后 HJ3000PD指令低壓斷路器合閘，變壓器恢復(fù)運(yùn)行；
當(dāng)?shù)陀?80V主站發(fā)出報(bào)警，當(dāng)?shù)陀?70V時(shí)再發(fā)出報(bào)警信號(hào)，30分鐘內(nèi)相電壓不上升到 180V時(shí)，HJ3000PD指令低壓斷路器分閘，變壓器停止運(yùn)行，當(dāng)電壓恢復(fù)正常后HJ3000PD指 令低壓斷路器合間，變壓器恢復(fù)運(yùn)行。⑤當(dāng)變壓器因無功電能缺乏造成功率因數(shù)下降導(dǎo)致低壓端電壓下降時(shí)，主站通過 HJ3000PD控制所述無功補(bǔ)償系統(tǒng)投入補(bǔ)償電容器及時(shí)提高功率因數(shù)，從而提升電壓。⑥當(dāng)變壓器運(yùn)行所需無功電能充足而出現(xiàn)供電電壓波動(dòng)時(shí)，主站及時(shí)指令 HJ3000PD啟動(dòng)所述電子式分接開關(guān)調(diào)整供電電壓。⑦電網(wǎng)供電頻率標(biāo)準(zhǔn)50Hz，控制在52Hz - 48Hz范圍內(nèi)，高過60Hz時(shí)主站發(fā)出 報(bào)警信號(hào)，高過IOOHz時(shí)再發(fā)出報(bào)警信號(hào)，2小時(shí)未作處理頻率仍在60Hz時(shí)，HJ3000PD 指令低壓斷路器分間，變壓器停止運(yùn)行，事態(tài)處理后線路頻率恢復(fù)正常，主站發(fā)出信號(hào)給
6HJ3000PD, HJ3000PD指令低壓斷路器合間，變壓器恢復(fù)運(yùn)行。⑧當(dāng)?shù)蛪憾?、5、7次諧波電壓的線電壓彡19伏、相電壓彡11伏時(shí)，主站發(fā)出報(bào)警 信號(hào)，10分鐘無改善時(shí)HJ3000PD指令低壓斷路器分閘，變壓器停止運(yùn)行；諧波量降到額定 值5 %以下時(shí)變壓器恢復(fù)運(yùn)行。⑨通過探測零線的零序電流互感器可實(shí)時(shí)監(jiān)測變壓器三相不平衡度，當(dāng)三相不平 衡度超過25%時(shí)，HJ3000PD指令低壓出線斷路器分閘，變壓器停止運(yùn)行；并短信告知用電管 理人員及時(shí)調(diào)整負(fù)荷，正常后變壓器恢復(fù)運(yùn)行。⑩HJ3000PD實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)低壓用戶平均停電時(shí)間——AIAC、低壓用戶平均停電次 數(shù)——AITC、低壓用戶用電可靠率——RS,定期傳輸給主站，主站對統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)保留二年 以上，來有效對比歷年供電可靠性水平。HJ3000PD通過互感器組實(shí)時(shí)監(jiān)測電網(wǎng)中三相電壓值，任何一相的電壓反映為0 V (伏)時(shí)，主站發(fā)出缺相報(bào)警信號(hào)，10秒內(nèi)HJ3000PD指令低壓斷路器分閘，變壓器停止運(yùn)行。利用所述斷路器的短路保護(hù)功能，當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)短路時(shí)，2秒內(nèi)切斷負(fù)荷，并且斷路器及 時(shí)將短路信息輸入HJ3000PD，HJ3000PD會(huì)將信息傳輸?shù)街髡?，并告知此次分閘是短路保護(hù)。主站設(shè)定變壓器油的溫度值<98°C時(shí)正常運(yùn)行，溫度值> 105°C時(shí)報(bào)警并啟動(dòng) 戶內(nèi)冷卻設(shè)施，報(bào)警時(shí)限為4小時(shí)，在此時(shí)間段內(nèi)溫度下降到98°C，則停止報(bào)警和冷卻設(shè) 施，在此時(shí)間段內(nèi)溫度仍是> 105°C時(shí)主站發(fā)信號(hào)給HJ3000PD，HJ3000PD指令低壓斷路器 分閘，變壓器停止運(yùn)行，當(dāng)變壓器油溫降到98°C時(shí)HJ3000PD指令斷路器合閘，變壓器恢復(fù) 運(yùn)行。油浸式變壓器室內(nèi)安裝時(shí)，當(dāng)室內(nèi)瓦斯氣濃度達(dá)到250_300mL時(shí)瓦斯氣體繼電器 接通HJ3000PD終端控制器，HJ3000PD通知主站發(fā)出報(bào)警并啟動(dòng)室內(nèi)通風(fēng)排氣設(shè)施。當(dāng)變壓器油的壓力超過40KPa時(shí)，壓力繼電器無源接點(diǎn)接通，信號(hào)傳遞到 HJ3000PD，此時(shí)HJ3000PD指令低壓斷路器分閘，變壓器停止運(yùn)行，4秒鐘后打開壓力釋放器 噴出油氣減壓。本發(fā)明的有益效果用四個(gè)互感器對電網(wǎng)中幾乎所有參數(shù)做出檢測，并根據(jù)檢測 結(jié)果通過自愈式并聯(lián)電容器和電子式分接開關(guān)對電網(wǎng)做出合理調(diào)配。用傳感器檢測自身的 工作狀況，適時(shí)采取應(yīng)急措施保護(hù)自身安全。采用帶交互功能的中央處理器搭配HJ3000PD 終端控制器和3VL系列斷路器，實(shí)現(xiàn)上述功能，可以做到高性能、高可靠、低造價(jià)。


圖1為本發(fā)明設(shè)計(jì)原理的示意圖。圖2為本發(fā)明智能變壓器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、油侵式變壓器，2、主站，3、斷路器，4、智能化終端控制器，5、互感器組，6、 電子式分接開關(guān)，7、無功補(bǔ)償系統(tǒng)，8、溫度傳感器，9、壓力傳感器，10、安全閥，11、進(jìn)線絕緣 子、12、出線絕緣子，13、電流互感器，14、吊環(huán)，15、散熱片，16、通信端子，17、避雷器，18、自 愈式并聯(lián)電容器，19、微型斷路器，20、固態(tài)繼電器，21、電源盒。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明中的一個(gè)實(shí)施例作具體描述。
如圖1，本發(fā)明的智能變壓器中，變壓器為油侵式變壓器1，配備了具有交互功能 和控制功能的主站2、斷路器3、智能化終端控制器4。主站2通過RS485接口與斷路器3、 智能化終端控制器4通信，構(gòu)成了變壓器的智能化，同時(shí)還設(shè)置了具有檢測和執(zhí)行功能的 器件
1、與智能化終端控制器4連接的互感器組5檢測三相四線電網(wǎng)中的A、B、C三相和N 相電流，智能化終端控制器4根據(jù)互感器組5反饋的信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測變壓器運(yùn)行狀態(tài)，包括電 壓、電流、頻率、諧波、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、三相電流不平衡度、停電時(shí)間及次數(shù) 等模擬信號(hào)，并且將這些信號(hào)經(jīng)數(shù)字化轉(zhuǎn)換后通過RS485接口傳輸給主站2。2、智能化終端控制器4接有電子式分接開關(guān)6，智能化終端控制器4根據(jù)無功補(bǔ)償 后的電壓值的變化投切高壓側(cè)電子分接開關(guān)6，由此保證低壓供電電壓穩(wěn)定性。3、智能化終端控制器4接有無功補(bǔ)償系統(tǒng)7，無功補(bǔ)償系統(tǒng)7由自愈式并聯(lián)電容 器18、微型斷路器19、固態(tài)繼電器20構(gòu)成，智能化終端控制器4根據(jù)功率因數(shù)的變化，通過 DC24V有源接點(diǎn)控制固態(tài)繼電器20投入或切除自愈式并聯(lián)電容器18來補(bǔ)償無功電流的不 足。4、油侵式變壓器1中裝有溫度傳感器8，溫度傳感器8接到智能化終端控制器4， 提供變壓器油的溫度。5、油侵式變壓器1中裝有壓力傳感器9，壓力傳感器9接到智能化終端控制器4， 壓力傳感器9用于監(jiān)測變壓器油的熱漲壓力；同時(shí)，對于室內(nèi)安裝的油浸式變壓器還裝有 瓦斯氣體傳感器，可監(jiān)測輕重瓦斯量，用于防火。6、油侵式變壓器1中還裝有安全閥10，安全閥10由智能化終端控制器4控制，當(dāng) 變壓器內(nèi)部油氣壓達(dá)到極限時(shí)打開安全閥噴出油氣來保證變壓器安全，用于防爆。下面以一個(gè)實(shí)施例具體說明智能變壓器的構(gòu)成，本實(shí)施例中變壓器的規(guī)格為 SllZ-*KVA-10KV/0. 4KV-W。組成Sll油浸式變壓器本體和一體化式智能箱以及外部的主站2，三者以 RS-484通信接口，執(zhí)行MODBUS通用協(xié)議進(jìn)行通信。其中主站2采用工控機(jī)。智能箱內(nèi)含有斷路器3、智取化終端控制器4、互感器組5、自愈式并聯(lián)電容器18、 電源盒21、通信端子16、電子式分接開關(guān)6、微型斷路器19、固態(tài)繼電器20、避雷器17等。 其中，
1、斷路器3為帶通訊接口的電操式斷路器，采用3VL (德國西門子)或CMZ2 (國產(chǎn)常熟) 有載可控?cái)嗦菲鳌?、智取化終端控制器4采用HJ3000PD智能化終端控制器，根據(jù)互感器組5反饋的 信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測變壓器運(yùn)行狀態(tài)，將電壓、電流、頻率、諧波、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、 三相電流不平衡度、停電時(shí)間及次數(shù)等模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后通過RS485接口傳輸
給主站2。3、互感器組5為四個(gè)分別檢測A、B、C三相線和N線的電流互感器13，電流互感器 13的變比按變壓器額定容量的額定電流配置，N相按額定電流25%配置。4、八個(gè)自愈式并聯(lián)電容器18、六個(gè)微型斷路器19、十二個(gè)固態(tài)繼電器20構(gòu)成三組 共補(bǔ)和一組分補(bǔ)的無功補(bǔ)償系統(tǒng)7。5、電源盒21中有24V直流電源。
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6、電子式分接開關(guān)6由大功率可控硅構(gòu)成士 2X2.5% 5位電子式有載分接開關(guān)， 用于控制變壓器的高壓側(cè)，將分接開關(guān)可控硅觸發(fā)信號(hào)線引入HJ3000PD，HJ3000PD將信號(hào) 傳送給主站2，由主站2設(shè)定啟動(dòng)和關(guān)閉的程序，保證低壓側(cè)輸出電壓的穩(wěn)定性。7、避雷器17采用三個(gè)氧化鋅避雷器，可防雷擊過電壓。8、通信端子16連接主站2、斷路器3和智取化終端控制器4。在變壓器本體中
1、變壓器頂部裝設(shè)PT100型油溫傳感器二支，傳感器進(jìn)入油中50-100毫米，油溫的上 限點(diǎn)采用無源接點(diǎn)接通，信號(hào)線與HJ3000PD終端控制器接通，HJ3000PD以通訊模式將變壓 器頂部油溫信號(hào)傳送給主站2，由主站2設(shè)定保護(hù)值。2、裝設(shè)壓力繼電器，壓力繼電器上限值以無源干接點(diǎn)方式上傳HJ3000PD，再由 HJ3000PD將信號(hào)傳輸給主站2、由主站2指令斷路器3來控制變壓器運(yùn)行。3、安裝壓力釋放器，壓力釋放器的動(dòng)作遲后壓力繼電器5秒以上，即保證變壓器 停止運(yùn)行后才噴油釋放壓力。4、設(shè)有密封的吸濕器，保證絕緣油中含水量不超標(biāo)。5、油箱底部安裝還有絕緣油的取樣閥和較大排油閥，便于檢查油的絕緣性能和維 修時(shí)換油。主站2、斷路器3、智能化終端控制器4，以及具有檢測和執(zhí)行功能的器件協(xié)同工 作，在主站2設(shè)定的控制程序下運(yùn)行，保證變壓器安全、穩(wěn)定地工作
1.過電流(過負(fù)載)保護(hù)。1. 1.低壓側(cè)工作相電流超過額定電流1.2倍時(shí)允許長時(shí)間運(yùn)行，超出額定電 流1. 5倍時(shí)主站2發(fā)出報(bào)警信號(hào)，持續(xù)運(yùn)行4小時(shí)相電流不下降到額定電流1. 15倍時(shí) HJ3000PD指令低壓斷路器3分閘，變壓器停止運(yùn)行5秒鐘后再啟動(dòng)。1. 2.低壓側(cè)工作相電流超過額定電流2倍時(shí)HJ3000PD發(fā)出報(bào)警信號(hào)，在30分鐘 內(nèi)不降到額定電流1. 15倍時(shí)HJ3000PD即指令低壓斷路器3分閘，變壓器停止運(yùn)行5秒鐘 后再啟動(dòng)。2.過電壓和欠電壓保護(hù)。2. 1.變壓器低壓側(cè)線電壓標(biāo)準(zhǔn)380V.控制在(410V - 350V)范圍內(nèi)。高過410V時(shí)主站2發(fā)出報(bào)警信號(hào)，660V時(shí)再發(fā)出報(bào)警信號(hào)，30分鐘之內(nèi)不下降到 410V以下HJ3000PD指令低壓斷路器3分閘，變壓器停止運(yùn)行，當(dāng)電壓恢復(fù)正常后HJ3000PD 指令低壓斷路器3合間，變壓器恢復(fù)運(yùn)行。低于350V時(shí)主站2發(fā)出報(bào)警信號(hào)，320V時(shí)再發(fā)出報(bào)警信號(hào)，30分鐘之內(nèi)不上升到 350V以上HJ3000PD指令低壓斷路器3分閘，變壓器停止運(yùn)行，當(dāng)電壓恢復(fù)正常后HJ3000PD 指令低壓斷路器3合間，變壓器恢復(fù)運(yùn)行。2.2.變壓器低壓側(cè)相電壓220V，控制在(230V - 180V)范圍內(nèi).
高過230V主站2發(fā)出報(bào)警，高于380V時(shí)再發(fā)出報(bào)警信號(hào)，30分鐘后相電壓不下降到 230V時(shí)HJ3000PD指令低壓斷路器3分閘，變壓器停止運(yùn)行，當(dāng)電壓恢復(fù)正常后HJ3000PD指 令低壓斷路器3合間，變壓器恢復(fù)運(yùn)行。低于180V主站2發(fā)出報(bào)警，低于170V時(shí)再發(fā)出報(bào)警信號(hào)，30分鐘內(nèi)相電壓不上升 到180V時(shí)HJ3000PD指令低壓斷路器3分閘，變壓器停止運(yùn)行，當(dāng)電壓恢復(fù)正常后HJ3000PD
9指令低壓斷路器3合間，變壓器恢復(fù)運(yùn)行。2.3.變壓器運(yùn)行時(shí)因無功電能缺乏造成功率因數(shù)下降，由此出現(xiàn)低壓端電壓下 降，此時(shí)無功補(bǔ)償系統(tǒng)7會(huì)動(dòng)態(tài)跟蹤投入運(yùn)行，及時(shí)提高功率因數(shù)并提升電壓，此系統(tǒng)是有 效的節(jié)能減排系統(tǒng)，節(jié)約有功電能損耗，保證供電電壓質(zhì)量。2. 4.變壓器運(yùn)行所需無功電能充足而出現(xiàn)供電電壓波動(dòng)時(shí)，主站2會(huì)及時(shí)指令 HJ3000PD啟動(dòng)變壓器電子式有載分接開關(guān)，及時(shí)調(diào)整供電電壓。3.供電頻率變動(dòng)超限保護(hù)。3. 1.電網(wǎng)供電頻率標(biāo)準(zhǔn)是50Hz，控制在52Hz - 48Hz范圍內(nèi)，高過60Hz時(shí)主站2 發(fā)出報(bào)警信號(hào)，IOOHz時(shí)再發(fā)出報(bào)警信號(hào)，2小時(shí)未作處理，頻率仍在60Hz時(shí)HJ3000PD指令 低壓斷路器3分閘，變壓器停止運(yùn)行，事態(tài)處理后，主站2發(fā)出信號(hào)；HJ3000PD指令低壓斷 路器3合間，變壓器恢復(fù)運(yùn)行。4.諧波畸變率保護(hù)。4. 1.低壓380V電網(wǎng)的電壓總諧波畸變率允許值為5%，低壓電網(wǎng)相對相之間電壓 為380伏，相對地之間電壓為220伏，相間畸變值為19伏，相對地畸變值為11伏。4.2.當(dāng)?shù)蛪憾?、5、7次諧波的線電壓彡19伏、相電壓彡11伏時(shí)主站2發(fā)出報(bào)警 信號(hào)，10分鐘不作處理時(shí)HJ3000PD指令低壓斷路器3分閘，變壓器停止運(yùn)行，供電部門對此 應(yīng)查出原因并作出根除處理。5.三相負(fù)荷不平衡保護(hù)。三相不平衡度計(jì)算方法
β% = [ (Imax - Icp) + Icp] X 100%
β% -不平衡度；Imax -單相最大電流值；Icp -三相平均電流值 因三相不平衡引起的中性電流值不得超過單相繞組額定電流值25%. 智能室HJ3000PD通過N相電流互感器可實(shí)時(shí)監(jiān)測零序電流值，當(dāng)零序電流值超出規(guī)定 值時(shí)HJ3000PD即指令低壓出線斷路器3分閘，變壓器停止運(yùn)行。6.供電可靠性。6.1.統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法
1).低壓用戶平均停電時(shí)間，記作AIAC
AIAC = Σ (每次停電持續(xù)時(shí)間X每次停電用戶數(shù))/用戶總小時(shí)數(shù)/戶
2).低壓用戶平均停電次數(shù)，記作AITC
AITC= Σ (每戶停電次數(shù))/用戶總數(shù)/(次/戶)
3).低壓用戶用電可靠率，記作RS
RS = (1 -用戶平均停電時(shí)間<AIAC>/統(tǒng)計(jì)期間時(shí)間)Χ100%。6. 2. HJ3000PD終端控制器能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測統(tǒng)計(jì)上述數(shù)據(jù)并定期傳輸給主站2，主 站2對統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)保留二年以上，可有效對比歷年供電可靠性水平。7.缺相保護(hù)。7. 1.低壓配電網(wǎng)三相供電缺一不可，缺相對電器設(shè)備和變壓器危害極大，智能室 中HJ3000PD可實(shí)時(shí)監(jiān)測Α、B、C三相值，其中任何一相的電壓反映為0 V時(shí)為缺相，主站2 發(fā)出報(bào)警信號(hào)(告知那一相缺失)，10秒之內(nèi)HJ3000PD指令低壓出線斷路器3分閘，變壓 器停止運(yùn)行，事故處理完畢后變壓器恢復(fù)運(yùn)行。
8.短路保護(hù)。8. 1.短路危害極大，瞬間可能燒毀變壓器，此保護(hù)利用低壓斷路器3開斷能力瞬 間(2秒)切斷負(fù)荷，斷路器3會(huì)及時(shí)將短路信息輸入HJ3000PD，HJ3000PD會(huì)將信息傳輸?shù)?主站2，并告知此次分閘是短路保護(hù)。8. 2.短路電流的大小與變電站接地系統(tǒng)及變壓器安裝地的接地措施相關(guān)，本實(shí)施 例選用斷路器3的開斷能力為25KA。(此值可按各變配電系統(tǒng)要求選定)。9. SllZ型變壓器油頂溫度保護(hù)。主站(2)設(shè)定溫度控制數(shù)值<98°C正常運(yùn)行，<105°C報(bào)警。報(bào)警時(shí)限為4 小時(shí)，在此時(shí)間段內(nèi)溫度應(yīng)下降到98°C，在此時(shí)間段內(nèi)若溫度仍是105°C，主站2發(fā)信號(hào)給 HJ3000PD, HJ3000PD指令低壓斷路器3分閘，變壓器停止運(yùn)行，當(dāng)變壓器油溫降到98°C時(shí) HJ3000PD指令斷路器3合閘，變壓器恢復(fù)運(yùn)行。10.突發(fā)事故保護(hù)。因變壓器單相繞組短路產(chǎn)生局放或其它外部因素造成變壓器油氣膨脹，壓力超過 40KPA時(shí)壓力繼電器無源接點(diǎn)接通，信號(hào)傳遞到HJ3000PD，HJ3000PD指令低壓斷路器3分 閘，變壓器停止運(yùn)行，4秒鐘后變壓器壓力安全閥10打開噴出油氣減壓，從而防止了爆炸燃 燒事故，變壓器轉(zhuǎn)入檢修。
權(quán)利要求
智能變壓器，包括油侵式變壓器(1)、具有監(jiān)測和調(diào)度平臺(tái)功能的主站(2)、斷路器(3)、智能化終端控制器(4)，其特征在于主站(2)分別通過通信接口與斷路器(3)、智能化終端控制器(4)聯(lián)絡(luò)；且，所述智能化終端控制器(4)具有多輸入端口和多輸出端口，其輸入端接有，①互感器組(5)，該互感器組(5)包含四個(gè)互感器，四個(gè)互感器分別探測三相四線電網(wǎng)的三根火線和一根零線，且接三根火線的互感器的變比按變壓器額定容量的額定電流配置，接零線的互感器的變比按變壓器額定容量的額定電流的25%配置；②溫度傳感器(8)，該溫度傳感器(8)位于所述油侵式變壓器(1)的油箱頂部；③壓力傳感器(9)，該壓力傳感器(9)位于所述油侵式變壓器(1)油箱頂部；其輸出端接有，電子式分接開關(guān)(6)，該電子式分接開關(guān)控制所述油侵式變壓器(1)的高壓側(cè)；無功補(bǔ)償系統(tǒng)(7)，該無功補(bǔ)償系統(tǒng)由6 12路自愈式并聯(lián)電容器(18)組成，分三組共補(bǔ)，一組分補(bǔ)，補(bǔ)償容量按變壓器額定容量20%配置，各路自愈式并聯(lián)電容器(18)分別通過微型斷路器(19)和固態(tài)繼電器(20)接到智能化終端控制器(4)輸出端；安全閥(10)，該安全閥(10)裝于所述油侵式變壓器(1)的油箱頂部；所述斷路器(3)的兩端分別接所述油侵變壓器的進(jìn)線和出線，且該斷路器(3)具有電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)接受遠(yuǎn)程通訊指令動(dòng)作．同時(shí)具有負(fù)載短路保護(hù)功能，報(bào)警觸頭會(huì)將信號(hào)發(fā)送到主站(2)。
2.如權(quán)利要求1所述的智能變壓器，其特征在于所述智能化終端控制器(4)的輸入端 還接有瓦斯氣體繼電器，瓦斯氣體繼電器采用無源干接點(diǎn)與智能化終端控制器(4)接通。
3.如權(quán)利要求1或2所述的智能變壓器，其特征在于所述主站(2)采用具有交互功能 的處理器。
4.如權(quán)利要求1或2所述的智能變壓器，其特征在于所述斷路器(3)采用3VL系列或 CM Z 2系列斷路器；所述智能化終端控制器(4)采用HJ3000PD。
5.如權(quán)利要求4所述的智能變壓器，其特征在于所述通信接口采用RS485。
6.如權(quán)利要求5所述的智能變壓器，其特征在于所述溫度傳感器(8)由兩路進(jìn)入油 中50-100毫米的PT100型油溫傳感器構(gòu)成；所述壓力傳感器(9)采用壓力繼電器，并采用 無源接點(diǎn)；所述安全閥(10)采用壓力釋放器；所述油侵式變壓器裝設(shè)有密封的吸濕器，且 其油箱底部安裝有絕緣油的取樣閥和較大排油閥。
7.如權(quán)利要求6所述的智能變壓器，其特征在于所述主站(2)通過斷路器(3)和智能 化終端控制器(4)采用如下方式對變壓器進(jìn)行保護(hù)，低壓端工作相電流超過額定電流1. 2倍時(shí)允許長時(shí)間運(yùn)行，超出額定電流1. 5倍時(shí)主 站(2)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，持續(xù)運(yùn)行4小時(shí)相電流不下降到額定電流1. 15倍時(shí)HJ3000PD指令 低壓斷路器(3)分間，變壓器停止運(yùn)行5秒鐘后再啟動(dòng)；低壓端工作相電流超過額定電流2倍時(shí)HJ3000PD發(fā)出報(bào)警信號(hào)，在30分鐘內(nèi)不降到 額定電流1. 15倍時(shí)HJ3000PD即指令低壓斷路器(3)分閘，停止運(yùn)行5秒鐘后再啟動(dòng)；變壓器低壓端線電壓380V控制在410V - 350V范圍內(nèi)，當(dāng)高過410V時(shí)主站(2)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，當(dāng)高過660V時(shí)再發(fā)出報(bào)警信號(hào)，30分鐘內(nèi)不下 降到410V以下，HJ3000PD指令低壓斷路器(3)分閘，變壓器停止運(yùn)行，當(dāng)電壓恢復(fù)正常后HJ3000PD指令低壓斷路器(3)合閘，變壓器恢復(fù)運(yùn)行；當(dāng)?shù)陀?50V時(shí)主站(2)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，當(dāng)?shù)陀?20V時(shí)再發(fā)出報(bào)警信號(hào)，30分鐘之內(nèi)不 上升到350V以上，HJ3000PD指令低壓斷路器(3)分閘，變壓器停止運(yùn)行，當(dāng)電壓恢復(fù)正常后 HJ3000PD指令低壓斷路器(3)合閘，變壓器恢復(fù)運(yùn)行；變壓器低壓端相電壓220V控制在230V - 180V范圍內(nèi)，當(dāng)高過高過230V主站(2)發(fā)出報(bào)警，當(dāng)高于380V時(shí)再發(fā)出報(bào)警信號(hào)，30分鐘后相電壓 不下降到230V時(shí)，HJ3000PD指令低壓斷路器(3)分閘，變壓器停止運(yùn)行，當(dāng)電壓恢復(fù)正常后 HJ3000PD指令低壓斷路器(3)合閘，變壓器恢復(fù)運(yùn)行；當(dāng)?shù)陀?80V主站(2)發(fā)出報(bào)警，當(dāng)?shù)陀?70V時(shí)再發(fā)出報(bào)警信號(hào)，30分鐘內(nèi)相電壓不 上升到180V時(shí)，HJ3000PD指令低壓斷路器(3)分閘，變壓器停止運(yùn)行，當(dāng)電壓恢復(fù)正常后 HJ3000PD指令低壓斷路器(3)合閘，變壓器恢復(fù)運(yùn)行；當(dāng)變壓器因無功電能缺乏造成功率因數(shù)下降導(dǎo)致低壓端電壓下降時(shí)，主站(2)通過 HJ3000PD控制所述無功補(bǔ)償系統(tǒng)(7)投入補(bǔ)償電容器及時(shí)提高功率因數(shù)，從而提升電壓； 當(dāng)變壓器運(yùn)行所需無功電能充足而出現(xiàn)供電電壓波動(dòng)時(shí)，主站(2 )及時(shí)指令HJ3000PD 啟動(dòng)所述電子式有載分接開關(guān)(6)，及時(shí)調(diào)整供電電壓；電網(wǎng)供電頻率標(biāo)準(zhǔn)50Hz控制在52Hz - 48Hz范圍內(nèi)，高過60Hz時(shí)主站(2)發(fā)出報(bào)警 信號(hào)，高過IOOHz時(shí)再發(fā)出報(bào)警信號(hào)，2小時(shí)后未作處理頻率仍在60Hz時(shí)，HJ3000PD指令 低壓斷路器(3)分閘，變壓器停止運(yùn)行，事態(tài)處理后線路頻率恢復(fù)正常，主站(2)發(fā)出信號(hào) 給HJ3000PD，HJ3000PD指令低壓斷路器(3)合間，變壓器恢復(fù)運(yùn)行；當(dāng)?shù)蛪憾?、5、7次諧波電壓的線電壓< 19伏、相電壓< 11伏時(shí)，主站(2)發(fā)出報(bào)警信 號(hào)，10分鐘無改善時(shí)HJ3000PD指令低壓斷路器(3)分閘，變壓器停止運(yùn)行，諧波量降到5% 以下后變壓器恢復(fù)運(yùn)行；通過探測零線電流值的零序互感器可實(shí)時(shí)監(jiān)測變壓器三相不平衡度，當(dāng)三相不平衡度 超過25%時(shí)，HJ3000PD指令低壓出線斷路器(3)分閘，變壓器停止運(yùn)行，并發(fā)出短信告知用 電管理人員及時(shí)調(diào)整負(fù)荷后變壓器方可恢復(fù)運(yùn)行；HJ3000PD實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)低壓用戶平均停電時(shí)間——AIAC、低壓用戶平均停電次數(shù)—— AITC、低壓用戶用電可靠率——RS，定期傳輸給主站(2)，主站(2)對統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)保留二年 以上，可有效對比歷年供電可靠性水平；HJ3000PD通過互感器組(5)實(shí)時(shí)監(jiān)測電網(wǎng)中三相電壓值，其中任何一相的電壓反映為 0 V伏時(shí)，主站(2)發(fā)出缺相報(bào)警信號(hào)，10秒之內(nèi)HJ3000PD指令低壓出線斷路器(3)分閘， 變壓器停止運(yùn)行；利用所述斷路器(3)的短路保護(hù)功能，當(dāng)負(fù)荷出現(xiàn)短路時(shí)，斷路器自身在2秒內(nèi)切斷 負(fù)荷，并且斷路器(3)及時(shí)將短路信息輸入HJ3000PD，HJ3000PD會(huì)將信息傳輸?shù)街髡?2)， 并告知此次分閘是短路保護(hù).主站(2)設(shè)定變壓器油的溫度控制數(shù)值<98°C正常運(yùn)行，當(dāng)溫度值> 105°C時(shí)發(fā)出報(bào) 警并啟動(dòng)戶內(nèi)冷卻設(shè)施，報(bào)警時(shí)限為4小時(shí)，在此時(shí)間段內(nèi)溫度下降到98°C，則停止報(bào)警和 冷卻設(shè)施，在此時(shí)間段內(nèi)溫度仍是> 105°C，主站(2)發(fā)信號(hào)給HJ3000PD，HJ3000PD指令低 壓斷路器(3)分閘，變壓器停止運(yùn)行，當(dāng)變壓器油溫降到98°C時(shí)HJ3000PD指令斷路器(3) 合閘，變壓器恢復(fù)運(yùn)行；3當(dāng)變壓器油的壓力超過40KPA時(shí)，壓力繼電器無源接點(diǎn)接通，信號(hào)傳遞到HJ3000PD，此 時(shí)HJ3000PD指令低壓斷路器(3)分閘，變壓器停止運(yùn)行，5秒鐘后打開壓力釋放器噴出油 氣減壓，變壓器轉(zhuǎn)入檢修狀態(tài)；油浸式變壓器戶內(nèi)安裝時(shí)，變壓器上瓦斯氣體繼電器無源接點(diǎn)與智能化終端控制器 (4)接通.當(dāng)室內(nèi)瓦斯氣容量達(dá)到250-300mL時(shí)瓦斯氣體繼電器接通HJ3000PD終端控制 器，HJ3000PD通知主站(2)發(fā)出報(bào)警并啟動(dòng)通風(fēng)排氣設(shè)施降低瓦斯氣濃度。
全文摘要
智能變壓器屬于電網(wǎng)變壓器領(lǐng)域，涉及一種智能變壓器。包括油侵式變壓器(1)、主站(2)、斷路器(3)、智能化終端控制器(4)，主站(2)分別通過通信接口與斷路器(3)、智能化終端控制器(4)聯(lián)絡(luò)。其中，智能化終端控制器(4)接有探測電網(wǎng)三相四線狀態(tài)的互感器組(5)、變壓器油溫的溫度傳感器(8)、變壓器油氣壓力的壓力傳感器(9)，以及調(diào)節(jié)電網(wǎng)效率和穩(wěn)定電壓的電子式分接開關(guān)(6)、無功補(bǔ)償系統(tǒng)(7)，還有應(yīng)急處理的安全閥(10)。主站(2)根據(jù)智能化終端控制器(4)的探測信息，通過斷路器(3)和智能化終端控制器(4)對變壓器運(yùn)行的各項(xiàng)指標(biāo)做出監(jiān)測控制，使電網(wǎng)安全、穩(wěn)定。本發(fā)明高性能、高可靠、低造價(jià)。
文檔編號(hào)H01F27/40GK101976893SQ20101055551
公開日2011年2月16日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者周亞波, 朱帥華, 羅春耕, 艾麗萍, 虞曉駿, 謝松華, 陳鵬 申請人:廣州德昊電子科技有限公司;武漢市華駿科技有限公司