智能变压器技术组成与发展趋势.doc

智能变压器的技术组成及发展趋势 摘要：介绍了智能变压器的技术组成和主要功能，结合我国低碳经济要求和智能电网的发展需求，指出了智能变压器发展的必然性和技术发展趋势。 关键词：智能电网 智能变压器 智能配电网 ABSTRACT: The article describes the technical structure and main function of smart transformer. It points out developing necessity and developing trend of smart transformer. KEY WORDS: smart grid; smart transformer; smart distribution 0 引言 智能电网已经成为未来电网的发展方向和当今电力技术的热点。智能电网的特点是自愈、安全、经济、清洁、优质，其主要特征是互动、自适应。目前智能电网的定义各国虽有不同，强调的重点也不同，但其共同的目标是要建设一个坚强的电网，提高服务水平。例如美国GRID2030计划从三个方面来达到目标，一是提高电网的可靠性，二是降低电网运行的损耗，三是充分利用可再生能源。智能电网发展方向是“一次”与“二次”系统的融合，其追求的功能目标是智能化、自适应，追求的经济目标是综合建设成本最低，运行维护费用最低。从配电网的角度来讲，要提高用户的用电质量，必须实现电网的高度自动化以及和用户之间的互动。全面提升配电网监测和控制的智能化水平。目前主电网的监控手段已经非常先进，如光纤通信、无人值守变电站、数据自动采集等，但是配电网的监测控制水平还较差。配电网需要加强末端的信息采集以及末端配电设备的控制，从而使配电网达到可观可控的状态。美国目前在底特律等三个城市进行“百万级节点”配电网监测系统的试点工作，该系统能够使处于配电网末梢的每个用户信息都处于“可观”状态。 在配电网系统中，变压器是重要设备，它直接和用电设备连接，分布广、数量多，容量大，总损耗（变压器损耗，用电设备损耗）大。配电变压器的安全经济运行和降低损耗（降低变压器损耗和用电设备损耗）对智能电网发展的影响重大。随着电力自动化技术和电力电子技术的不断发展，电力设备智能化方面有了良好的技术支撑。变压器控制技术也在不断提高和发展，这也为智能变压器的发展提供了有利的条件。本文抛砖引玉，针对变压器尤其是配电网变压器论述了智能变压器的构成、功能及发展趋势。 1 智能变压器的构成 智能变压器是计算机技术、电力电子技术和通信技术和变压器技术不断融合的结果。它主要由如下几个部分组成： 1）变压器基本部件； 2）智能控制部件； 3）主控单元； 4）传感、检测、传输装置； 1.1 变压器基本部件 变压器的基本功能是电压变换，因此其基本部件必须具备这一功能。变压器有油浸、干式等不同的结构之分，有铁芯与非铁芯、硅钢片与非晶合金等不同的材料选用，满足不同的应用场合需求。 1.2智能控制部件 变压器作为电网输配电的重要环节，在进行电压变换的同时，也应具有电压质量调节控制等功能，这要依靠优良性能的控制部件来实现。现有的电压质量调节实现方式，分无载调压和有载调压两种，即通过无励磁开关或者机械式有载分接开关等控制部件实现有级调压。由于机械式有载开关寿命低、可靠性差，切换有电弧，因此实际使用效果不能满足电压调节快速、可靠动作的要求。目前，一种用于配电网的光控电子式有载分接开关已经研发成功，其可频繁动作、寿命长、快速响应、无电弧、可分相操作的良好技术特性为电网电压稳定和变压器经济运行提供了良好的实现手段。 1.3主控单元 作为变压器智能核心，应有强大的数据采集、处理、通信、存储功能。对变压器运行参数例如电压、电流、功率、功率因数、温度等参数进行监测并根据控制原则实时控制，实现遥信、遥测、遥控功能。在变压器供电回路出现故障时还应及时报警，为检修人员快速定位和处理故障提供良好的帮助。 1.4传感、检测、传输装置 传感检测装置部分采用模块化、组合式结构、具有体积小、配置灵活、安装方便的特点。通过它，可实现对变压器运行状态的实时在线监控。传输系统可以实现变压器系统的智能通信并可以传输信号给灵活控制部件如新型光控电子式有载分接开关稳定或调节电压实现最优化运行。通信接口规约应采用开放性规约，符合IEC61860国际标准的要求。接口采用电口或者光口，满足高速通信和可靠通信的要求。 2 智能变压器的功能 变压器应具有变压传输电能、稳定电压的基本功能。智能变压器相比于常规的变压器，其智能化主要体现在：具有良好的通信接口、信息管理、状态诊断与评估，运行数据监测和故障报警功能并与配网SCADA系统交换数据、负荷控制功能，具有其它高级功能例如良好的自适应能力优化运行实现电压稳定和自动补偿