一种智能变压器联调试验布置结构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及智能变压器联调试验【技术领域】，尤其涉及智能二次组件在变压器联调试验时的布置结构。本发明将变压器本体上的光纤接口通过光纤连接有光纤交配连接器，铁芯接地铜排与铁芯接地电流装置连接，在光纤交配连接器、有载分接开关、端子箱和铁芯接地电流装置的电源进线端均连接一浪涌保护器，防止雷电冲击试验损害供电模块。所有需接地装置集中在一公共接地点接地，防止因接地点间的放电造成的设备损坏。本发明还设计特殊的供电网络结构，进一步滤除可能从供电线缆感应串入的电磁干扰信号，以此保证所有智能组件的供电安全、可靠。
【专利说明】一种智能变压器联调试验布置结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能变压器联调试验【技术领域】，尤其涉及智能二次组件在变压器联调试验时的布置结构。
【背景技术】
[0002]新一代智能变电站关键设备及关键技术的大规模试点并逐步推广对电力变压器的智能化水平提出了越来越高的要求，近期以集成状态检测传感器和智能组件的智能电力变压器为主要发展目标。国内主要的变压器二次设备厂家，针对国家电网公司最新公布的智能电力变压器技术条件要求，对变压器主要二次组件进行了产品技术、性能和电磁防护的升级改造，并联合国内主要电力变压器生产厂家，开展了变压器本体和智能二次组件的整体联调试验研究，探索变压器本体例行试验、型式试验时，智能二次组件在线运行条件下，上述试验对二次组件运行产生的干扰甚至破坏，特别是雷电冲击试验、温升试验和局放试验。
[0003]传统的变压器试验时，部分二次组件安装但不带电运行，如顶层油面温度传感器、绕组温度传感器，部分二次组件不安装，如铁芯接地电流检测装置、光纤温度检测装置、油色谱分析装置、局放监测装置、风机控制装置等。在智能变压器检测试验中，上述装置需要安装并在线运行，与变压器本体一起进行试验检测。上述二次组件获取的参数以信息流形式传递给现场监测控制平台，信息流主要包括4-20mA信号、485信号、光信号等。变压器试验时，在线运行的二次组件能否承受高电压、大电流、高温等试验条件的考验并正常运行，成为智能变压器试验中最为关注的问题。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的问题是在110kV、220kV、330kV及500kV的智能变压器检测试验中，对二次组件的供电线路进行合理规划，对信号线路进行合理布置，并对二次组件加强电磁防护，以便有效消除或减弱变压器本体试验时高电压、大电流等对二次组件的干扰甚至破坏作用，保证二次组件可靠正常运行。
[0005]智能变压器整体试验是建立在整体联调状态上的。所谓整体联调状态，变压器本体、传感器、智能组件按实际运行状态组合在一起，智能组件与站控层模拟系统连接在一起，变压器本体受控组(部)件、传感器、智能组件、网络通信设备以及站控层模拟系统均处于正常工作状态。
[0006]涉及主要智能组件的整体联调试验内容和要求如下:
1、局部放电试验:局部放电试验期间，局部放电监测IED至少采集一组数据，技术指标符合技术导则要求，并且与上端监控平台系统信息流正常；
2、雷电冲击试验:雷电冲击试验期间，监测各IED的工作状态，要求不发生死机和元件损坏，不误(漏)收、误(漏)发信息；
3、有载分接开关试验:有载分接开关控制IED档位信息采集、控制指令下发功能正常、监测参量的技术指标符合技术导则要求，与上位机、有载分接开关信息流正常；
4、冷却装置试验:冷却装置控制IED可以正常采集风扇和油泵电机电流、电压，并检测其智能控制功能，技术指标符合技术导则要求，且信息流正常；
5、温升试验:绕组温度监测IED(如有)、测量IED正常采集温度数据，技术指标符合技术导则要求，且信息流正常。
[0007]在联调试验期间，各控制IED应能接收站控层模拟系统发送的所有控制指令，并成功控制受控组(部)件的操动或运行、正确反馈控制状态。
[0008]为完成上述试验，智能变压器及二次智能组件的现场布置需要遵循以下几项原则:保留足够的装置放置、操作人员接线操作的空间；距离试验大厅接地点的距离尽可能短，且单点接地，接地线接触良好；所有智能组件置于具有电磁防护功能的柜体内；各信号线和连接线布置整齐，隔离良好，不相互干扰。根据上述原则，本发明采用的具体方案为:一种智能变压器联调试验布置结构，包括变压器本体及与其连接的各智能组件，变压器本体上设置有端子箱、有载分接开关、铁芯接地铜排、风扇组、两放油阀和光纤接口，光纤接口通过光纤连接有光纤交配连接器，铁芯接地铜排连接有铁芯接地电流装置，光纤交配连接器、有载分接开关、端子箱和铁芯接地电流装置均由AC220V电源供电，光纤交配连接器、有载分接开关、端子箱和铁芯接地电流装置的电源进线端均连接一浪涌保护器；需接地智能组件的接地线及铁芯接地铜排接地线连接在一起，集中在一公共接地点接地；所述风扇组由AC380V电源供电，该电源从试验大厅AC380V隔离变压器引接，其中性线单独接地；智能组件还由AC220V电源和DC220V电源供电，AC220V电源从试验大厅AC380V隔离变压器任意两相相间电压引接，先串接AC220V隔离变压器、并接浪涌保护器后给智能组件供电；DC220V电源从整流装置引接，整流装置出线端并接浪涌保护器。
[0009]当变压器进行雷电冲击试验时，高压雷电波对供电线路产生强烈的电磁感应干扰，电位抬升值接近lkv，导致电源保护跳闸或直接烧坏供电模块。因此，本发明在电源进线端均连接浪涌保护器，防止雷击损坏供电模块。
[0010]在进行联调试验时发现，当存在多个接地点时，由于不同接地点间的电位分布存在差异，不同接地点间发生不可预见的放电，严重时会导致设备损坏、不能正常工作。因此，本发明将所有需接地装置集中在一点接地，防止因接地点间的放电造成的设备损坏。
[0011]本发明直接从试验大厅引接供电电源，由于试验大厅的“地端”是共用的，当进行雷电冲击、操作波冲击等高压试验项目时，高压信号直接通过接地线泄入大地(“地端”)，导致低压供电线路的地电位严重被抬升，严重时会损坏供电模块。因此，本发明设计特殊的供电网络结构，即AC380V电源从试验大厅隔离变压器直接取，其中性线接地；AC220V电源取AC380V电源任一相间电压，先接220V隔离变压器，隔离变压器的输出给装置供电；DC220V电源由整流装置提供，AC220V电源和DC220V电源均并接浪涌保护装置，电压等级根据各二次装置可承受的最高暂态过电压水平选择。进一步滤除可能从供电线缆感应串入的电磁干扰信号，以此保证所有智能组件的供电安全、可靠。
[0012]若接地点离装置的距离过长，由于接地线本身存在一定的阻抗，会导致接地点与装置接地线连接点之间存在一定的电位差，电位差过大会导致设备损坏、不能正常工作。因此，本发明所述公共接地点与各需接地装置的距离小于等于3m。
[0013]进一步，本发明还包括一试验操作室，所述变压器及各智能组件距离试验操作室的距离大于30、小于20%保持一定的安全净距，保证操作人员具有充足的接线、调试等操作空间。但由于试验时，变压器周围各监测装置的数据需要传递至试验操作室的监控后台，且通讯接线属于明线连接，雷电冲击试验时，高压雷电波对通讯线路产生一定的电磁感应干扰，通讯线路过长，裸露在空气中的线路越长，产生的电磁干扰越严重。因此，距离不宜过大。
[0014]进一步，变压器联调试验所用到的各智能组件包括油温油位油压测量120、铁芯接地电流测量120、有载分接开关控制120、冷却装置控制120、高压套管监测120、局部放电监测1即、绕组温度监测120、油中溶解气体监测120及主120，各智能组件位于智能组件柜中，其中，有载分接开关控制120通过80(:码信号线与有载分接开关连接，油中溶解气体监测120通过导油管与第二放油阀连接，局部放电监测120通过4-20-信号线与第一放油阀中的探入式局放仪连接，铁芯接地电流测量120通过4-20-信号线与铁芯接地电流装置连接，油温油位油压测量120通过4-20-信号线与端子箱连接，绕组温度监测120通过1^-485信号线与光纤交配连接器连接，冷却装置控制120通过继电器控制信号线与变压器冷却控制器连接，高压套管监测120通过4-20—信号线与套管监测传感器、电压互感器连接。
[0015]进一步，本发明采用了屏蔽和接地配合的抗干扰方法。即所述的4-20-信号线、1^-485信号线和80(:码信号线均采用双屏蔽线，接地方式是外层屏蔽两端接地，内层屏蔽单端接地。
[0016]优选的，所述的整流装置为整流馈电屏。
[0017]本发明的有益效果:
(1)本发明针对智能变压器智能组件联调的现场试验，根据110”、220”、330”和500”智能变压器检测试验实际参与过程遇到的问题，制定出一套智能组件在试验大厅的空间布置方案，根据绝缘和防护距离可以对设备和实验人员起到最基本的保护作用。
[0018](2)雷电冲击试验时，通过供电方案和防护方案的设计保证低压智能二次设备正常工作，不发生死机或元件损坏，信息传递不漏传、不误传。
[0019](3)制定了试验大厅和智能组件设备的供电方案，能够有效地消除悬浮电位对隔离变压器的影响，确保用电安全，同时滤除雷电冲击产生的高次谐波信号。
[0020](4)提出了屏蔽和接地配合的抗干扰方法。将屏蔽型线缆作为变压器二次设备供电线及信号线的唯一选择，通过屏蔽层接地，将外来的干扰信号导入大地。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本发明智能变压器联调试验空间布置图；
图2是本发明智能变压器所用智能组件架构图；
图3是本发明智能变压器试验供电网络结构图；
图中，1、变压器本体，2、探入式局放仪，3、第一放油阀，4、有载分接开关，5、铁芯接地电流装置，6、铁芯接地铜排，7、风扇组，8、光纤，9、光纤接口，10、端子箱，11、第二放油阀，12、导油管，13、光纤交配连接器，14、浪涌保护器，15、试验操作室，16、试验大厅4(:3807隔离变压器，17、隔离变压器，18、整流馈电屏，19、智能组件柜，20、风冷控制柜。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例对本发明的实施过程作详细说明。
[0023]图1所示是智能变压器联调试验空间布置图。包括变压器本体1及试验操作室15，变压器本体1上设置有端子箱10、有载分接开关4、铁芯接地铜排6、风扇组7、两放油阀3、11和光纤接口 9，光纤接口 9通过光纤8连接有光纤交配连接器13，铁芯接地铜排6连接有铁芯接地电流装置5，光纤交配连接器13、有载分接开关4、端子箱10和铁芯接地电流装置5均由…2207电源供电，光纤交配连接器13、有载分接开关4、端子箱10和铁芯接地电流装置5的电源进线端均连接一浪涌保护器14。浪涌保护器的保护水平根据各供电单元能承受的过电压水平确定，对于…2207电压幅值一般不超过…240乂。
[0024]变压器智能组件由测量、控制、监测等120集合而成，是承担变压器本体智能化核心功能的一种变压器组件，通过电缆或光纤与变压器本体连接成一个有机整体。图2所示是变压器联调试验所用到的各智能组件的架构图，包括油温油位油压测量120、铁芯接地电流测量120、有载分接开关控制120、冷却装置控制120、高压套管监测120、局部放电监测1已0、绕组温度监测120、油中溶解气体监测120及上层的主120，各智能组件位于智能组件柜19中，如图1所示，有载分接开关控制120通过80(:码信号线与有载分接开关4连接，油中溶解气体监测120通过导油管12与第二放油阀11连接，局部放电监测120通过4-20—信号线与第一放油阀3中的探入式局放仪2连接，铁芯接地电流测量120通过4-20-信号线与铁芯接地电流装置5连接，油温油位油压测量1即通过4-20-信号线与端子箱10连接，绕组温度监测120通过1^-485信号线与光纤交配连接器13连接，冷却装置控制120通过继电器控制信号线与变压器冷却控制器连接，冷却控制器位于风冷控制柜20中，用来控制风扇组的工作，高压套管监测120通过4-20—信号线与位于变压器上的套管监测传感器、电压互感器连接。所述的4-20—信号线、83-485信号线和80(:码信号线均采用双屏蔽线，接地方式是外层屏蔽两端接地，内层屏蔽单端接地。
[0025]所有需要接地的装置(包括需接地智能组件和变压器铁芯)的接地线连接在一起，集中在一公共接地点接地，该接地点与各需接地装置的距离小于等于30。所有装置离试验操作室15的距离在30以上，但不宜过大，控制在200以下。
[0026]图3所示是智能变压器联调试验供电网络结构图。变压器风扇组7由电源供电，该电源从试验大厅八￠:3807隔离变压器16引接，其中性线单独接地。智能变压器联调试验时，所有智能组件的工作电压为…3807或…2207或1^2207。电源从试验大厅八(:3807隔离变压器16任意两相相间电压引接，先串接…2207隔离变压器17、并接浪涌保护器后给智能组件供电电源从整流馈电屏18引接，整流馈电屏18出线端并接浪涌保护器。在实际试验中，八(:3807隔离变压器输出侧中性线未接地，未添加八(:2207隔离变压器，没有添加浪涌保护器前，多个自身不带电源防护的装置在雷电冲击试验时，电源模块被打坏或者断电自保。根据本发明所述供电方案，保证了现场用电的安全性，同时有效避免了雷电冲击试验对智能组件供电安全的影响。
【权利要求】
1.一种智能变压器联调试验布置结构，包括变压器本体(I)及与其连接的各智能组件，变压器本体上设置有端子箱(10)、有载分接开关(4)、铁芯接地铜排(6)、风扇组(7)、两放油阀(3和11)和光纤接口，光纤接口(9)通过光纤(8)连接有光纤交配连接器(13)，铁芯接地铜排(6)连接有铁芯接地电流装置(5)，光纤交配连接器(13)、有载分接开关(4)、端子箱(10)和铁芯接地电流装置(5)均由AC220V电源供电，其特征在于:光纤交配连接器(13)、有载分接开关(4)、端子箱(10)和铁芯接地电流装置(5)的电源进线端均连接一浪涌保护器(14);需接地智能组件的接地线及铁芯接地铜排接地线连接在一起，集中在一公共接地点接地；所述风扇组(7)由AC380V电源供电，该电源从试验大厅AC380V隔离变压器(16)引接，其中性线单独接地；智能组件还由AC220V电源和DC220V电源供电，AC220V电源从试验大厅AC380V隔离变压器(16 )任意两相相间电压引接，先串接AC220V隔离变压器(17)、并接浪涌保护器后给智能组件供电；DC220V电源从整流装置引接，整流装置出线端并接浪涌保护器。
2.根据权利要求1所述的智能变压器联调试验布置结构，其特征在于:所述公共接地点与各需接地装置的距离小于等于3m。
3.根据权利要求1所述的智能变压器联调试验布置结构，其特征在于:还包括一试验操作室(15)，所述变压器及各智能组件距离试验操作室的距离大于3m、小于20m。
4.根据权利要求1或2或3所述的智能变压器联调试验布置结构，其特征在于:各智能组件包括油温油位油压测量IED、铁芯接地电流测量IED、有载分接开关控制IED、冷却装置控制IED、高压套管监测IED、局部放电监测IED、绕组温度监测IED、油中溶解气体监测IED及主IED，各智能组件位于智能组件柜(19)中，其中，有载分接开关控制IED通过BDC码信号线与有载分接开关(4)连接，油中溶解气体监测IED通过导油管(12 )与第二放油阀(11)连接，局部放电监测IED通过4-20mA信号线与第一放油阀(3 )中的探入式局放仪(2 )连接，铁芯接地电流测量IED通过4-20mA信号线与铁芯接地电流装置(5)连接，油温油位油压测量IED通过4-20mA信号线与端子箱(10)连接，绕组温度监测IED通过RS-485信号线与光纤交配连接器(13)连接，冷却装置控制IED通过继电器控制信号线与变压器冷却控制器连接，高压套管监测IED通过4-20mA信号线与套管监测传感器、电压互感器连接。
5.根据权利要求4所述的智能变压器联调试验布置结构，其特征在于:所述的4-20mA信号线、RS-485信号线和BDC码信号线均采用双屏蔽线，接地方式是外层屏蔽两端接地，内层屏蔽单端接地。
6.根据权利要求1所述的智能变压器联调试验布置结构，其特征在于:所述的整流装置为整流馈电屏(18)。
【文档编号】G01R31/12GK104316807SQ201410647170
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】马振芳, 王新刚, 秦伟, 张勇, 傅春明, 赵强 申请人:山东电力设备有限公司