CN104467180A - 一种基于gsm远程监控的智能有载调容变电站 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了提供一种基于GSM远程监控的智能有载调容变电站，所述变电站包括高压开关柜组、有载调容变压器本体、低压并联柜、低压组合柜和远端服务器；其特殊之处是，所述有载调容变压器本体包括至少两台可并联运行的变压器，所述两台可并联运行的变压器包括一台常用变压器和一台备用变压器，所述低压并联柜内设有智能有载调容控制器，所述智能有载调容控制器内设有GSM单元，所述GSM单元和所述控制器之间可实现双向通信，所述GSM单元将所述控制器得到的数据结果和变压器的运行状态信息传输至远端服务器，所述控制器又经所述GSM单元接收远端服务器的控制命令控制备用变压器的运行状态，从而实现了对所述变电站的远程监控。

Description

一种基于GSM远程监控的智能有载调容变电站
技术领域
本发明涉及电力系统变电站技术领域，具体涉及一种基于GSM远程监控的智能有载调容变电站。
背景技术
智能有载调容变电站作为一种具有大小两种额定容量的配电变电站，可以根据用户所带负荷大小，由智能有载控制器自动检测判断，并发出控制指令经有载调容开关，在变压器不停电的状态下，对变压器的两种容量进行自动投切，实现变压器两种额定容量运行方式的自动转换。
现有技术中的有载调容变电站对变压器进行调容的方法是采用对变压器绕组接线方式的控制或是对至少两台可并联运行的有载调容变压进行工作状态的投切，鲜有指定有载可调容变压器中有固定常用变压器，其余变压器作为备用变压器，而备用变压器是否进入运行状态可以由智能有载调容控制器根据实际负荷大小对其进行投切控制。同时，目前大多运营的有载调容变电站中，只能在现场对变压器的运行状态进行检查和数据采集，不能便于工作人员利用远程终端对变电站进行远程监控。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于GSM远程监控的智能有载调容变电站，既实现了所述变电站在不停电的状态下，该变电站在两种大小额定容量之间进行自动调整，又达到了远程监控和节能降耗的目的。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于GSM远程监控的智能有载调容变电站，所述变电站包括高压开关柜组、有载调容变压器本体、低压并联柜、低压组合柜和远端服务器；所述高压开关柜组将高电压输送至有载调容变压器本体，所述有载调容变压器本体将高电压变为低电压后经低压并联柜输送至低压组合柜；所述有载调容变压器本体包括至少两台可并联运行的变压器和有载调容开关，所述两台可并联运行的变压器包括一台常用变压器和一台备用变压器，所述有载调容开关包括高压侧调容开关和低压侧调容开关，所述高压侧调容开关接在备用变压器的高压侧，所述低压侧调容开关接在备用变压器的低压侧，所述低压并联柜内设有智能有载调容控制器；其中，所述智能有载调容控制器包括电流采集单元、数据比较单元、状态监测单元、控制单元和GSM单元；所述电流采集单元的输出端连接数据比较单元，所述电流采集单元、数据比较单元、状态监测单元分别与所述控制单元相连接，所述GSM单元与所述控制单元相互连接进行双向通信；所述高压侧调容开关和低压侧调容开关均电连接到所述控制单元，所述电流采集单元采集低压侧负荷电流数据；所述数据比较单元将实时负荷电流数据与设定数据限值的比较结果传输至控制单元；所述状态监测单元监测并向控制单元发送所述两台可并联运行的变压器的运行状态信息；所述GSM单元与远端服务器通过GSM短消息模块进行无线通信；所述控制单元通过GSM单元将所述比较结果和所述运行状态信息发送给所述远端服务器，所述控制单元又接收所述远端服务器的控制命令向有载调容开关发送控制指令，控制备用变压器投入或退出与常用变压器的并联运行模式，进而实现所述智能有载调容变电站在两种不同额定容量之间的自动切换。
本发明中，所述高压开关柜组包括高压进线柜、常用变压器高压出线柜、备用变压器高压出线柜；电网高电压经高压进线柜分别进入常用变压器高压出线柜和备用变压器高压出线柜。
本发明中，从所述常用变压器高压出线柜输出的高压进入常用变压器的高压侧，从所述备用变压器高压出线柜输出的高压经所述高压侧调容开关进入备用变压器的高压侧。
在本发明中，所述两台可并联运行的变压器的型号相同，变比相同，阻抗电压相等以及接线组别相同。
本发明中，所述低压组合柜包括低压进线柜、低压母线、低压出线柜和低压电容补偿柜。
本发明中，所述低压进线柜、所述低压出线柜和所述低压电容补偿柜内设有电流互感器。
本发明中，所述电流互感器与所述电流采集单元相连接。
本发明中，所述智能有载调容控制器采用嵌入式设计。
本发明中，所述低压并联柜内还设有与智能有载调容控制器连接的显示器。
由于本发明的有载调容变电站本体中包括有至少两台可并联运行的变压器，且必须设定一台作为常用变压器，其余作为备用变压器。备用变压器的运行状态由有载智能控制器根据实际负荷需求的大小发出控制指令给有载调容开关来控制其投入或退出与常用变压器的并联运行模式。这样就保证变压器不停电且在有载情况下自动地实现两种容量运行模式的切换，又由于在变压器由大容量转换为小容量时，由于退出了一台变压器的运行，空载损耗和空载电流也大幅下降，从而大大降低了变压器的空载无功损耗及有功损耗，达到了节能降耗的目的。同时，在智能有载调容控制器中设置GSM模块可实现与远程终端的通讯，实现对所述智能有载调容变电站的远程监控。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明第一种实施方式的结构示意图。
图2是本发明第一种实施方式的智能有载调容控制器的功能框图。
图3是本发明第一种实施方式的一次系统电路接线图。
附图标记：1、高压开关柜组，2、有载调容变压器本体，201、常用变压器，202、备用变压器，3、低压并联柜，4、低压组合柜，5、有载调容开关，6、智能有载调容控制器，601、电流采集单元，602、数据比较单元，603、状态监测单元，604、控制单元，605、GSM单元，7、远端服务器。
具体实施方式
本发明如图1所示，一种基于GSM远程监控的智能有载调容变电站，所述变电站包括高压开关柜组1、有载调容变压器本体2、低压并联柜3、低压组合柜4和远端服务器7；所述高压开关柜组1将高电压输送至有载调容变压器本体2，所述有载调容变压器本体2将高电压变为低电压后经低压并联柜3输送至低压组合柜4；所述有载调容变压器本体2包括至少两台可并联运行的变压器和有载调容开关5，所述两台可并联运行的变压器包括一台常用变压器201和一台备用变压器202，所述有载调容开关5包括高压侧调容开关和低压侧调容开关，所述高压侧调容开关接在备用变压器202的高压侧，所述低压侧调容开关接在备用变压器202的低压侧，所述低压并联柜内设有智能有载调容控制器6。
如图2所示，所述智能有载调容控制器6包括电流采集单元601、数据比较单元602、状态监测单元603、控制单元604和GSM单元605；所述电流采集单元601的输出端连接数据比较单元602，所述电流采集单元601、数据比较单元602、状态监测单元603分别与所述控制单元604相连接，所述GSM单元605与所述控制单元604相互连接进行双向通信；所述高压侧调容开关和低压侧调容开关均电连接到所述控制单元604，所述电流采集单元601采集低压侧负荷电流数据；所述数据比较单元602将实时负荷电流数据与设定数据限值的比较结果传输至控制单元604；所述状态监测单元603监测并向控制单元604发送所述两台可并联运行的变压器的运行状态信息；所述GSM单元605与远端服务器7通过GSM短消息模块进行无线通信；所述控制单元通过GSM单元605将所述比较结果和所述运行状态信息发送给所述远端服务器7，所述控制单元604又接收所述远端服务器7的控制命令向有载调容开关5发送控制指令，控制备用变压器投入或退出与常用变压器的并联运行模式，进而实现所述智能有载调容变电站在两种不同额定容量之间的自动切换。
所述高压开关柜组1包括高压进线柜、常用变压器高压出线柜、备用变压器高压出线柜；电网高电压经高压进线柜分别进入常用变压器高压出线柜和备用变压器高压出线柜。
从所述常用变压器高压出线柜输出的高压进入常用变压器201的高压侧，从所述备用变压器高压出线柜输出的高压经所述高压侧调容开关进入备用变压器202的高压侧。
所述两台可并联运行的变压器的型号相同，变比相同，阻抗电压相等以及接线组别相同。在本实施方式中，所述变压器选用的型号为S11-400三相油浸式配电变压器，所述变压器的接线组别为三角形-星形连接。
在本实施方式中，所述两台可并联运行的变压器的铁结构心为叠片式结构，所述铁心采用冷轧取向硅钢片、阶梯形全斜接缝、不冲孔制成。这样的铁心改善了磁路结构，增大了接缝面积，减少了接缝处的磁通阻力，与两级接缝相比，空载损耗可降低5%，空载电流可降低20%~30%。 
在本实施方式中，所述两台可并联运行的变压器的高压绕组和低压绕组均为筒式结构，所述绕组采用筒式结构的效果是冲击电压分不好，油道散热效率高。所述高压绕组为ZB-0.45型纸包导线，可以提高与变压器油的相容性。为了提高所述高压绕组的耐冲击水平，所述高压绕组首末层及瓦楞油道的外面一层的层间绝缘均做加强，不分级，层间绝缘材料采用菱格上胶绝缘。所述低压绕组的出头、升层及换位处均加强绝缘。绕组端部用紧缩带拉紧，所述高压绕组外包紧缩带半叠一层，进一步提高绕组的机械强度。
在本实施方式中，所述变压器的器身进行真空干燥处理，与之相关的主绝缘距离可靠。所述变压器的绕组引出线与金属件之间垫有绝缘，并固定可靠。所述变压器上的线圈的端部的轴向支撑，均采用层压纸板和电工层压木，保证线圈受热后支撑不收缩，实现有效压紧。所述变压器的器身上所有的引线夹均采用电工层压木，并去掉尖角毛刺。
在本实施方式中，所述高压侧调容开关为高压真空断路器，所述低压侧调容开关为低压真空断路器。
所述低压组合柜4包括低压进线柜、低压母线、低压出线柜和低压电容补偿柜。
所述低压进线柜、所述低压出线柜和所述低压电容补偿柜内设有电流互感器。
所述电流互感器与所述电流采集单元601相连接。
所述智能有载调容控制器6采用嵌入式设计，数显操作，体积小，重量轻，可显示变电站实时负荷情况和变压器的运行状态。
所述低压并联柜3内还设有与智能有载调容控制器6连接的显示器。
图3为本发明的一种实施方式的一次系统电路接线图。从图3可知，在本实施方式中，所述低压进线柜内安装有用于检测电流的电流互感器、低压进线隔离开关、低压进线断路器、电压表、电流表、用于测量温度的测控仪和转换开关；所述低压出线柜内安装有低压出线短路器、用于检测电流的电流互感器和电流表；所述低压电容补偿柜内安装有隔离开关、电容器，还有用于检测电流的电流互感器、电流表、小空开断路器、补偿控制器、接触器。
本发明的工作原理是常用变压器201为固定工作状态，根据常用变压器201的容量来设置上限负荷，所述电流互感器检测出实际负荷数据送智能有载调容控制器6，在该控制器中，所述电流采集单元601采集到实际负荷数据，所述数据比较单元602将实际负荷数据与设定负荷限值进行比较，比较结果送所述控制单元604，所述状态监测单元603将监测到的变压器的运行状态送所述控制单元604，所述控制单元604将比较结果和变压器的运行状态信息，通过GSM单元605将电流数据和运行状态信息发送给所述远端服务器7，所述控制单元604又接收远端服务器7的控制命令向有载调容开关5发送控制指令，当实际负荷大于上限负荷时，该控制单元604发出合闸指令，高压侧调容开关先闭合，后延时2秒低压侧调容开关再闭合，备用变压器投运进入并联工作模式；当实际负荷小于上限负荷时，由所述控制单元604发出分闸指令，低压侧调容开关先断开，后延时2秒高压侧调容开关再断开，进入并联运行模式的备用变压器退出运行状态。为了进一步更好地实施该发明的效果，所述高压侧调容开关可安装在备用变压器高压进线柜内，所述低压侧调容开关可安装在备用变压器低压进线柜内。
本发明使用于额定功率为50Hz，电压等级为10kV，三相额定容量为2*100kVA~2*1250kVA的智能有载调容变电站。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种基于GSM远程监控的智能有载调容变电站，所述变电站包括高压开关柜组（1）、有载调容变压器本体（2）、低压并联柜（3）、低压组合柜（4）和远端服务器（7）；所述高压开关柜组（1）将高电压输送至有载调容变压器本体（2），所述有载调容变压器本体（2）将高电压变为低电压后经低压并联柜（3）输送至低压组合柜（4）；其特征在于：所述有载调容变压器本体（2）包括至少两台可并联运行的变压器和有载调容开关（5），所述两台可并联运行的变压器包括一台常用变压器（201）和一台备用变压器（202），所述有载调容开关（5）包括高压侧调容开关和低压侧调容开关，所述高压侧调容开关接在备用变压器（202）的高压侧，所述低压侧调容开关接在备用变压器（202）的低压侧，所述低压并联柜内设有智能有载调容控制器（6）；其中，所述智能有载调容控制器（6）包括电流采集单元（601）、数据比较单元（602）、状态监测单元（603）、控制单元（604）和GSM单元（605）；所述电流采集单元（601）的输出端连接数据比较单元（602），所述电流采集单元（601）、数据比较单元（602）、状态监测单元（603）分别与所述控制单元（604）相连接，所述GSM单元（605）与所述控制单元（604）相互连接进行双向通信；所述高压侧调容开关和低压侧调容开关均电连接到所述控制单元（604），所述电流采集单元（601）采集低压侧负荷电流数据；所述数据比较单元（602）将实时负荷电流数据与设定数据限值的比较结果传输至控制单元（604）；所述状态监测单元（603）监测并向控制单元（604）发送所述两台可并联运行的变压器的运行状态信息；所述GSM单元（605）与远端服务器（7）通过GSM短消息模块进行无线通信；所述控制单元通过GSM单元（605）将所述比较结果和所述运行状态信息发送给所述远端服务器（7），所述控制单元（604）又接收所述远端服务器（7）的控制命令向有载调容开关（5）发送控制指令，控制备用变压器（202）投入或退出与常用变压器（201）的并联运行模式，进而实现所述智能有载调容变电站在两种不同额定容量之间的自动切换。
2.根据权利要求1所述的一种基于GSM远程监控的智能有载调容变电站，其特征在于，所述高压开关柜组（1）包括高压进线柜、常用变压器高压出线柜、备用变压器高压出线柜；电网高电压经高压进线柜分别进入常用变压器高压出线柜和备用变压器高压出线柜。
3.根据权利要求2所述的一种基于GSM远程监控的智能有载调容变电站，其特征在于，从所述常用变压器高压出线柜输出的高压进入常用变压器（201）的高压侧，从所述备用变压器高压出线柜输出的高压经所述高压侧调容开关进入备用变压器（202）的高压侧。
4.根据权利要求1所述的一种基于GSM远程监控的智能有载调容变电站，其特征在于，所述两台可并联运行的变压器的型号相同，变比相同，阻抗电压相等以及接线组别相同。
5.根据权利要求1所述的一种基于GSM远程监控的智能有载调容变电站，其特征在于，所述低压组合柜（4）包括低压进线柜、低压母线、低压出线柜和低压电容补偿柜。
6.根据权利要求4所述的一种基于GSM远程监控的智能有载调容变电站，其特征在于，所述低压进线柜、所述低压出线柜和所述低压电容补偿柜内设有电流互感器。
7.根据权利要求5所述的一种基于GSM远程监控的智能有载调容变电站，其特征在于，所述电流互感器与所述电流采集单元（601）相连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于GSM远程监控的智能有载调容变电站，其特征在于，所述智能有载调容控制器（6）采用嵌入式设计。
9.根据权利要求1所述的一种基于GSM远程监控的智能有载调容变电站，其特征在于，所述低压并联柜（3）内还设有与智能有载调容控制器（6）连接的显示器。
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