配电变压器集成化智能检测应用技术的研究

康激扬，黄福存，王雅楠，隋东硼，罗　斌

(国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁　沈阳　110006)

随着我国电网建设的不断发展以及物资集约化管理的不断深化，通过集中招标采购的设备、材料数量越来越大。国家电网公司发布的《关于下发产品质量监督管理实施意见(试行)的通知》对产品质量监督提出了具体要求，而发布的物资监造《关于进一步加强配变等中低压产品质量监督管理的通知》中要求“各单位统筹安排好抽检计划及工作的实施，扩大抽检范围，充实抽检力量，加大抽检装备的投入，丰富抽检手段(创造条件开展一些出厂试验未要求的特殊试验项目、解体检查等)，做到抽检工作的全面、客观、公正[1]。”

为适应国家电网公司电网建设、运营及发展需求，加强对采购产品的质量监督，提高入网产品质量，督促、协助供应商严格按合同履约，深入开展供应商产品质量抽检，加强产品全寿命周期质量监督成为当前物资工作的重要部分[2]。因此有必要加强对供应商产品质量的管控，实现强化质量监督成果与招标采购和供应商关系管理的联动，引导供应商提高产品质量，建设坚强智能电网，为实现“一强三优” 现代公司目标提供坚强的物资保障。

通过分析传统的试验模式需要反复接换线，存在测试过程劳动强度大，测试效率慢等缺陷[3]，搭建智能配电变压器集成试验站，形成完善的配变智能检测平台，其具备智能切换线装置及自动收线系统和高度集成的检测系统，为配电变压器的抽检工作提供了快捷有效的评估手段。为相关单位在日益繁重的抽检工作中减少人力投入，进一步提高工作效率。

1　配电变压器的传统检测

配电变压器按物资抽检企业标准，针对各电压等级被检设备的检测项目繁多，工作量大，另外还需兼容各制造厂家的制造工艺、产品尺寸规格各不相同的特点，原有传统检测方式已经不能满足需要[4]。

传统检测方式中，一种是试验人员或车辆搬运测试仪器，对仓库内固定不动的电力设备进行各项检测，由于电力设备涉及多项性能检测，对于同一台电力设备，测试人员需要携带多种仪器，每完成一个试验项目就需要更换接线，才能满足不同试验项目的需求。如果开展类似温升、局放或耐压试验项目，试验设备体积大、质量重、所需工作电源功率大或屏蔽等工作环境的要求，都无法用人工或车载方式解决。对不同的电力设备，还要开展不同的试验项目，所携带的仪器种类更多，在一辆试验车上无法全部装载所有设备检测所需的仪器。

另一种是搬运被试设备，用液压铲车或吊车将被检设备搬运至各类试验装置旁进行试验，先进行某种仪器的接线，当一个设备需要进行多个试验项目时，试验人员需要等待前个试验完成后，再换线，进行下台仪器的测试，这样会多次反复接拆线。开展耐压试验、局放试验或温升试验还需要将设备拖到另一个试验区域，这样对于不同的试验项目需要多次搬运被检设备。

传统的试验模式不仅需反复接换线，而且仪器或设备需要多次搬运，测试过程劳动强度大，测试效率慢。另外，各试验项目所得到的数据需要人工输入到计算机中，通过计算机进行计算汇总，不仅数据录入方式会出现差错，而且效率也不高[5]。

2　配电变压器集成化智能检测系统

2.1　检测系统的组成

为提高配电变压器物资抽检效率，搭建一套配电变压器智能集成试验站智能检测系统，由每个检测工位的检测设备(包括综合检测机柜和试验设备)、智能切换线装置、自动收放线装置、测量辅助装置(含接线提示屏)组成，测量总控系统如图1所示。

2.2　检测系统的基本功能

a. 检测系统合理布局。为了给检测工位预留宽敞的试验空间，将大部分检测设备集成到一个综合测试机柜，放置在二层平台上。既保证了整体美观，也便于日后对检测设备的维修与校验。部分检测设备由于体积大、质量重、具有安全距离要求，因此放置在检测工位地面上，其布局示意图如图2所示。

图1　配电变压器智能集成试验站智能检测系统

图2　检测系统的基本布局

b. 检测系统的合理分配。将测试接线相类似的检测设备分配在一个检测工位，配合智能切换线装置，减少换线的次数，提高效率;将同一被检设备需要用到的检测设备集中在尽可能少的检测工位内，以减少被检设备需要进入的工位数量，节约搬运时间。

c. 检测系统的高度集成。将检测项目所需检测功能模块类似的检测设备规划在同一个检测工位内，使检测设备按照功能模块化设计，减小了设备体积、重量，避免重复投资，实现检测设备的高度集成[6]。检测功能模块系统如图3所示。

图3　检测功能模块系统

d. 检测系统的自动测量。总控室通过光纤将测控信号传送到各工位通信信号转换装置，由转换装置分配到各检测设备的通信接口，实现对检测设备自动测量及读取测量结果的功能。采用光纤通信可以隔离各个工区之间的电信号，避免试验时的相互干扰影响，具有较高的稳定性、可靠性。

图4　智能切换线装置系统原理图

2.3　智能切换线系统

检测工位主要针对配电变压器配置了检测项目，其中包含电压比测量及联接组别测量、绕组直流电阻测量、空载电流及空载损耗测量、负载损耗及短路阻抗测量、有载分接开关试验及温升试验等项目[7]。

为了试验过程中减少接换线提高试验效率，搭建一套智能切换线装置，采用此套装置后，能在一次接线后自动完成以上所有的试验项目。装置的原理如图4所示。

自动切换线装置分为2个机柜设计，1台高压切换线装置和1台低压切换线装置。被检变压器进入检测工位后，只需分别将高压端子和低压端子与高、低压切换线装置的输出端子一一对应联接即可。

由于空载试验时，高压端存在高压输出，所以高压切换线装置中安装了高压真空断路器K1、K2，将高压侧其余的测试设备隔离。图4中高压侧开关组K4、K5、K6、K7分别用于切换不同的测试项目。

低压切换装置中的K1开关，用于负载损耗试验时短路低压线圈使用，由于短路引线的阻抗会对测量结果带来影响[8]，这里专门设计了电压、电流检测单元，用于检测测量引线附加的损耗，在软件的配合下，可以自动扣除测量引线带来的误差。

低压切换装置中的K8、K9、K10开关组用于切换不同测试项目时对应的低压测试引线。

所有测试电流线和电压线都分开，避免了测试过程中测试线长度对试验结果的影响。

该装置可以一次接线完成电流互感器高压侧绕组直流电阻、低压侧绕组直流电阻、伏安特性、准确度、匝间过电压等试验项目。

2.4　自动收放线装置的功能

自动收放线装置位于检测工位上方的专用检修通道上，如图5所示，在被检设备运输至检测工位后，自动收放线装置会自动放下被检设备在该检测工位需要进行的检测项目测试线，避免试验人员选错测试线，在试验完毕后，装置自动收起测试线。

图5　自动收放线装置系统

3　结束语

本文着眼于分析传统配电变压器检测的缺陷与

不足，搭建了一种配电变压器集成化智能检测平台，为配变的抽检工作提供了有效性评估手段。配电变压器集成化智能检测系统平台的智能切换线系统、自动收放线系统及高度集成的检测功能模块系统具有安全性好、准确度高、可靠性强等优点。系统搭建的配电变压器智能切换线装置，可以大大减少试品接换线时间，进一步提高检测工作效率。智能配电变压器集成检测系统为配电变压器的抽检工作提供了方便快捷的检测手段，能够满足配变检测量日益提高的检修需求，使相关单位在日益繁重的抽检工作中减少人力投入。

参考文献：

[1]王茜.关于加强电力物资质量监督的探索与思考[J].中国管理信息化，2015，18(4)：9.

[2]秦惠群.配电变压器投运前的检测工作[J].设备管理与维修，2009，30(2)：32-33.

[3]贾俊青，图布信，顾勇涛.配电变压器抽样检测问题分析[J].内蒙古电力技术，2014，32(6)：96-99.

[4]黄李新.对配网物资质量控制的探讨[J].科技创新与应用，2013，3(2)：132-133.

[5]李忠兴.电网物资质量风险管理探析[J].电源技术应用，2013，16(3)：247-248.

[6]倪益民，杨宇，樊陈，等.智能变电站二次设备集成方案讨论[J].电力系统自动化，2014，38(3)：194-199.

[7]李鸿鹏，王学智，杨春明.变压器绕组变形在线检测系统的实验室研究[J].产业与科技论坛，2013，12(20)：69-70.

[8]陈民铀，李霞，王平，等.配电变压器短路和开路损耗在线测量系统[J].电机与控制学报，2012，16(3)：36-41.