一种智能变压器的制作方法

本发明涉及变压器技术领域，尤其是涉及一种智能变压器。

背景技术：

智能变电站是采用先进、可靠、集成和环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能，同时，具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。

智能变电站主要包括智能高压设备和变电站统一信息平台两部分。智能高压设备主要包括智能变压器、智能高压开关设备、电子式互感器等。智能变压器与控制系统依靠通信光纤相连，可及时掌握变压器状态参数和运行数据。

变电站主要的功能有2个：改变电能的电压，进行电能的分配。现有的系统中，变压器是改变电压的设备，母线是电能分配的核心，是可靠度高、并受到足够保护的主要设备；输配电线路是电能输送的路径，尤其是架空线路故障率较高，其保护动作速度要快速。保护装置通过检测电量互感器及其他非电量传感器的信息，通过计算，发出主设备保护指令，通过断路器执行动作。同时断路器电气连接到母线上，在控制系统控制下进行电能的切换。现有智能变电站系统是以上述设备为单元分别进行智能化。

变压器是电力系统中最重要的输变电设备之一，在电力系统中处于枢纽地位。变压器一旦损坏，其维修或更换时间较长，对社会生产影响较大。在变压器内部及外部发生故障时，应将变压器与电网隔离，防止变压器受到故障的危害。目前，变压器的智能化在于增加各种在 线监测设备，实现了状态检修的智能化；从某种方面来说，甚至可能降低变压器的可靠性。

随着我国社会经济发展水平的不断提高，配电网的负荷不断增加，对供电可靠性的要求越来越高。在我国分布面最广的配电系统中，最常用的是小型配电变压器。这些变压器的安装位置大多比较分散，采用单个布置，接线简单，对变压器的保护是通过外接的跌落保险和柱上开关来实现的。跌落保险作为相同短路保护用熔断器，保护简单，但对变压器内部故障反应不灵敏，因而使这些变压器的损坏率比较高。这种变压器的保护装置功能单一，自动化程度低，已不能满足现阶段及将来对变压器保护的需求。同样，对于大型电动机驱动的线路变压器电动机组系统，如何配置保护和线路也非常困难。

技术实现要素：

基于上述问题，本发明提供一种智能变压器，通过将变电、保护、控制和监控设置成一体，从而实现了变压器的小型化和智能化。

为实现上述发明目的，本发明提供一种智能变压器，所述变压器包括：

外壳、用于监测所述外壳的监测装置，安装在所述外壳中的至少一相高压绕组和至少一相低压绕组，分别设置在所述高压绕组和低压绕组的每一相上的断路器、调压装置、电压互感器和电流互感器，与所述监测装置、断路器、调压装置、电压互感器以及电流互感器连接的控制装置，连接到所述控制装置的通讯装置；

其中，所述控制装置用于接收所述监测装置、断路器、电压互感器以及电流互感器的信号并对所述监测装置、断路器、调压装置、电压互感器以及电流互感器进行控制，所述通讯装置将所述控制装置接收的信号传输到控制中心，并接收所述控制中心的操作指令后传输到所述控制装置。

其中，所述变压器还包括调压装置，所述调压装置用于调节所述 高压绕组和低压绕组的电压。

其中，所述监测装置用于监测所述变压器的非电气量信号。

其中，所述非电气量信号包括温度、液位和压力等。

其中，每一相所述高压绕组包括串联的多个线圈，连接到所述高压绕组上的断路器包括多个第一子断路器，并且所述高压绕组的每个线圈串联连接一个第一子断路器。

其中，所述控制器控制所述多个第一子断路器同时开闭。

其中，每一相所述低压绕组包括并联的多个线圈，连接到所述低压绕组上的断路器包括多个第二子断路器，所述低压绕组的每个线圈串联连接一个第二子断路器。

其中，所述控制器控制所述多个第一子断路器同时开闭。

本发明的智能变压器，将变压器本体、断路器、以及测量和控制装置集成为一体，使得变压器本身具备变电、自身保护、控制和远方监控等功能，并且可以直接或简单地通过隔离开关与配电母线连接，形成独立的智能变电单元，实现了变压器的智能化、小型化，并且该变压器对安装现场的适应性强，组站灵活。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了本发明第一实施例的智能变压器的结构示意图；

图2示出了本发明的第二实施例智能变压器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。

一种智能变压器，所述变压器包括：外壳、用于监测所述外壳的监测装置，安装在所述外壳中的至少一相高压绕组和至少一相低压绕组，分别设置在所述高压绕组和低压绕组的每一相上的断路器、调压装置、电压互感器和电流互感器，与所述监测装置、断路器、调压装 置、电压互感器以及电流互感器连接的控制装置，连接到所述控制装置的通讯装置；

其中，所述控制装置用于接收所述监测装置、断路器、电压互感器以及电流互感器的信号并对所述监测装置、断路器、调压装置、电压互感器以及电流互感器进行控制，所述通讯装置将所述控制装置接收的信号传输到控制中心，并接收所述控制中心的操作指令后传输到所述控制装置。

上述实施例中，控制中心可以是电网中的一个总的控制中心，也可以是某一个区域的控制中心或是针对某一个变压器设置的控制中心，在此不做限制，同时，通讯装置通过通讯接口与控制中心进行通讯。

本发明的变压器还包括调压装置，所述调压装置用于调节所述高压绕组和低压绕组的电压。

在本发明的一个实施例中，每一相高压绕组包括串联的多个线圈，连接到所述高压绕组上的断路器包括多个第一子断路器，并且所述高压绕组的每个线圈串联连接一个第一子断路器。

基于上述结构，所述控制器控制所述多个第一子断路器同时开闭。

在另一个实施例中，每一相所述低压绕组包括并联的多个线圈，连接到所述低压绕组上的断路器包括多个第二子断路器，所述低压绕组的每个线圈串联连接一个第二子断路器。

基于上述结构，所述控制器控制所述多个第一子断路器同时开闭。

另外，上述高压绕组和低压绕组的结构可以同时在变压器中设置，从而可以实现将断路器集成在变压器的内部。

本发明的智能变压器，将变压器本体、断路器、以及测量和控制装置集成为一体，使得变压器本身具备变电、自身保护、控制和远方 监控等功能，并且可以直接或简单地通过隔离开关与配电母线连接，形成独立的智能变电单元，实现了变压器的智能化、小型化，并且该变压器对安装现场的适应性强，组站灵活。

以下通过具体实施例对本发明的分流变压器进行详细描述。

图1示出了本发明的第一实施例的智能变压器的结构示意图。

参照图1，本实施例的智能变压器为单相变压器，包括：外壳(未示出)，用于监测外壳的监测装置10，安装在外壳中的一相高压绕组20和一相低压绕组30，设置在高压绕组20上的断路器S1和设置在低压绕组30上的断路器S2，以及设置在高压绕组20和低压绕组30上的电压互感器TV和电流互感器TA，与监测装置10、断路器S1和S2、电压互感器TV以及电流互感器TA连接的控制装置40，连接到控制装置40的通讯装置70，控制装置40用于接收监测装置10、断路器S2、电压互感器TV以及电流互感器TA的信号，通讯装置70将控制装置40接收的信号传输到控制中心，并接收控制中心的操作指令后传输到控制装置40，控制装置40根据操作指令对监测装置10、断路器S2、电压互感器TV以及电流互感器TA进行控制。

上述实施例中，通讯装置70通过通讯接口与控制中心相连接并进行通讯，并且通讯装置70将控制装置接收的变压器的运行情况及故障信号发送到中心，然后接收控制中心的操作指令并发送到控制装置，以实现控制装置对变压器的控制。

另一个实施例中，只能变压器还可以包括调压装置(未示出)，用于调节高压绕组20和低压绕组30的电压，并且调压装置也连接到控制装置。

本实施例中的通过监测装置10、电压互感器TV和电流互感器TA得到测量信号，测量信号包括电流、电压信号等电气量信号，变压器的温度、液位、压力等非电气量信号。测量信号被传送到控制装置，控制装置根据测量信号判断变压器内部及两侧电力系统是否发生故 障，并控制断路器的开断。控制装置还通过通信单元与控制中心通信，上传变压器运行及故障信号，并执行控制中心操作指令，实现变压器自动有载调压等功能。

图2示出了本发明的第二实施例的智能变压器的结构示意图。

在本实施例中，智能变压器包括多相高压绕组50和多相低压绕组60，如图2所示，本实施例中的变压器为目前常用的三相变压器，与单相变压器相比，本实施例的多相变压器增加了多相绕组线圈，并在每一相绕组线圈上设置了与单相变压器的对应绕组线圈相同的设备，如该三相变压器包括三相高压绕组50和三相低压绕组60，每一绕组的结构均与单相变压器的结构相同，并且每一相的断路器(S11、S12、S13、S21、S22、S23)、电压互感器TV和电流互感器TA均连接到控制装置40。

上述实施例的单相变压器与多相变压器，其高压绕组的线圈均可以设置成多个子线圈串联的形式，和/或低压绕组的线圈均可以设置成多个子线圈并联的形式，并将断路器设置成多个容量较小的子断路器串联到每个子线圈上，从而可以实现将断路器集成在变压器内部。

另外，上述实施例中，对于单相变压器和多相变压器绕组及铁芯、外壳等其它未说明的部分不做具体限定，现有的单相变压器和多相变压器的绕组及铁芯、外壳等技术特征均适用于本发明。

此外，本发明的实施例中的高压绕组侧的电流互感器、电压互感器、断路器的型号应保持一致，低压绕组侧的各元件也保持一致，从而确保各测量信号的精度及各断路器的动作时间保持一致。

以上具体实施方式仅用以说明本发明的具体实施技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。