项目名称：基于PLC与组态王的变压器预防性试验程控式切换装置
- 国网福建电力有限公司泉州供电公司
- 福建泉州市丰泽区青莲街道
- 362000
- 瞿俊颖
- 13959798041
| 姓名 |
彭炜文 |
电话 |
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电子邮件 |
710355069@qq.com |
| 区号 |
0595 |
邮编 |
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通信地址 |
福建泉州市丰泽区永宏电力 |
郭健翔 黄琳辉 黄志杰 沈谢林 瞿俊颖 陈蕊琼 王 铮 郑振峰 叶 华
| 专利类型 |
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专利状态 |
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| 申请号 |
授权日期 |
授权专利号 |
| 202122940400.9 |
2022-04-26 |
ZL202122468306.8 |
| 202122468306.8 |
2021-11-26 |
ZL202122940400.9 |
| 202020867051.5 |
2020-05-21 |
ZL2020.20867051.5 |
| 20211192088.8 |
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电力变压器的运行状况、健康水平是电网的稳定、安全和可靠运行的基础。随着电网供电任务与供电规模的快速增长，电力设备数量越来越多，地理分布也更加广泛，停电申请越来越难，停电时间也越来越短。试验自动化符合电力变压器检修试验的发展趋势。目前变压器停电预防性试验工作效率较低，试验流程较为繁琐，试验过程中稍不注意可能发生错误接线，造成测量误差甚至引起不必要的安全隐患。供电部门在长期的检修试验工作中发现了电力变压器常规试验存在一定的局限性：
(1) 从经济角度看，定期的试验和检修均需在停电状态下进行，时间成本极高，如果能在规定时间内实现针对变电器设备的多个状态检修任务，可以减少不必要的经济损失。
(2) 从技术角度看，常规检修试验存在诸多不便，单项试验之间的接线不尽相同，要求试验人员对每一个单项试验进行接线调整，导致人员工作强度大，工作效率不高。
按照目前通用的试验流程，以一台三相三绕组的220kV变压器为例，完成绕组电阻、绝缘电阻、介损和电容量、有载分接开关过渡特性、低电压阻抗以及绕组各分接开关位置电压变比等六项常用的停电试验项目需要准备1部升高车，携带6台试验仪器，配备6名工作人员，更换试验接线27次，整个试验过程超过10个小时。
本项目针对电力变电器设备常规试验过程中遇到的问题，通过研发出一种变压器预防性试验程控式切换装置，对各功能模块进行智能化控制，具备仪器集成、电源集成、引线集成、控制集成和智能化，只需一次接线、一键操作，自动完成直阻、介损等六个项目的检测，实现完全意义上的试验仪器集成，使仪器功能、试验电源和试验引线高度融合。只需在试验前配置所需完成的试验项目及其参数，“一键操作”系统即可自动完成试验项目选择、试验电压调整、分接开关操动、试验接线切换和数据测量等工作，逐项完成全部试验项目，试验过程中无需更换试验接线，既极大提高了试验效率也避免了多次攀高，增强安全性。可完成变压器预防性试验的装置快速布置，提高检修工作效率。
本装置可兼容不同厂家的介质损耗测量仪、绝缘电阻表、变压器直流电阻测试仪、有载开关测试仪、变压器变比测试仪及低压短路阻抗测试仪的仪器接线。实现变压器诸多检测项目一次试验布置，一次接、拆线，大大提高了现场试验效率，降低了登高安全隐患几率，使试验所需要的停电时间、接线次数和试验人员都大幅缩减。
创新点1、研究了不同试验项目接线方式切换逻辑，构建试验线高中低三侧独立切换机构，通过控制切换机构的不同状态，实现了变压器绕组在测量过程中的测量、开路、短路、接地等状态。代替了传统试验采用人工换线进行切换，极大提高了试验效率。旁证材料：发明专利1项（ZL202122468306.8），论文1篇《一种变压器预防性试验程控式切换装置的研制》。
???????创新点2、研究了自动化切换装置，包括切换开关模块、多路选择开关、测量模块和电动机构控制模块的研发，实现了测量过程中无需拆接连线。对比传统试验方式需要攀爬变压器进行108次反复换线，本装置只需1次接线就能自动测量出变压器各测试项参数。旁证材料：实用新型专利1项（ZL202111192088.8），论文1篇《电力变压器试验成套设备软件设计》，软件著作权1篇《变压器预防性试验程控式切换装置系统V1.0》（登记号：2022SR0873066）。
???? 创新点3、研制了一种变压器综合试验双屏蔽拖地引线，解决了一线多用，兼容不同厂家的各类测试仪器接口。对比传统试验方式，高压和低压试验项目接线不能共用，需采用30多条试验线，本装置研制的多芯屏蔽电缆集成不同电压等级、不同电流、不同功能测试线，只需8条一次接线，完成所有项目。旁证材料：实用新型专利2项（ZL202122940400.9；202020867051.5）。
本装置的应用是对变压器传统试验方式一次革命性创新，使电气试验向高度智能化、一体化和可视化的方向迈出了重要的一步，大大提高了现场试验效率，使试验所需要的仪器数量、接线次数和试验人员都大幅缩减，可减少大量的试验人工成本，提高工作效率，减少停电时间，对整个国民经济生产提供重要保障。
1.产业化及应用情况
该变压器预防性试验切换装置研发成果以来，生产多套产品应用于国网泉州供电公司及亿兴电力工程公司。从2021年10月至今，项目成果在国网泉州供电公司中广泛应用，共计应用于220kV金锁变、湖池变等220kV变压器停电试验作业8次，应用于110kV浮桥变、北峰变等110kV变压器停电试验作业13次。其中2021年应用于220kV/110kV变压器停电试验作业5/7次，2022年应用于220kV/110kV变压器停电试验作3/6次，经统计可以使试验效率提高54%，有效减少停电检修作业时间，应用效果良好。
2.经济效益
使用该变压器预防性试验切换装置，一个变压器预防性试验，220kV/110kV由传统6/4名工作人员降低到3/2名工作人员，一次接、拆线，一次试验布置，节约登高次数27次，每次换线需要约12/6分钟，总共节约约5.4/2.7小时，节约升降车时间：5.4/2.7小时/台，升降车台班按：200元/小时，人工成本按：100/小时，节约费用：
2021年：5.4×5×（200+100×3）+2.7×7×（200+100×2）=2.106万元
2022年：5.4×3×（200+100×3）+2.7×6×（200+100×2）=1.458万元
主变运行平均负荷220kV/110kV变压器分别13万kW/2.8万kW，每次主变试验减少停电时间220/110kV等级为5.4/2.7h，则每次220/110kV等级变压器减少停电损失70.2/7.56万kwh，福建省平均销售电价0.65元/kwh，则该项目应用减少负荷损失：
2021年：（5×70.2+7×7.56）×0.65=262.55万元；
2022年：（3×70.2+6×7.56）×0.65=166.37万元。
3.社会效益
采用变压器预防性试验程控式切换装置进行变压器试验可有效提高试验及检修质量效率，减少主变停电时间，提高电网供电可靠性；减少试验人员工作强度，降低安全风险；避免了大量的社会财产的浪费，确保了广大人民的用电安全和稳定，形成的社会经济效益不可估量。
