基于可靠性管理变电站电源变压器

基于可靠性管理变电站电源变压器摘要-这项工作提出了一种估算方法：最大功率提取可以分布从变电站变压器基于（一）对未来的负荷估计值，（二）在不同地点内的变压器当前的温度测量值，及（三）变压器的可靠性要求。该方法的最终目标是提供一种灵敏控制变压器超载手段，特别是在在日负荷曲线的高峰时期。该方法已作为一个电脑软件而实施在配电系统的控制中心。该软件从本地加载控制安装在两个主要的配电变电站内CPFL（CompanhiaPaulistraForqaé）系统的子系统直接获得实时数据。索引词-指数条款，超载，自动化。负荷预测，神经网络，电力变压器负载，变电站。I导言当前，公用事业已私有化，他们已经被迫增加收益最大化的收益性贸易和降低成本，通过优化管理他们的资产。随着越来越多的实施变电站，数字控制系统等优化了部分可能由当地它允许应用现代的加工能力电力负荷预测和自动功能的技术安装主系统的控制。对于这样的，这工作提出了电力变压器负荷的应用基于变压器的可靠性控制系统相连短期负荷预测系统，能够处理负载的在变压器或在主馈线的偶然行为，在一个优化的方式和实时。不直到最近的电力变压器负荷控制设备上运行的瞬时功率的基础上在关系的名义。这限制了其更好地利用，一旦超过电力，石油及清盘的决定温度是变压器最重要的限制因素。如今，装载了被控制通过混合的过程，涉及当前和石油绕组温度。即便如此，传统变压器油和绕组过热保护保守。安全传统的那些伟大的边缘通过与热关断和操作各自的实际限制是收效甚微认识变压器的运行条件。历史数据加载中，气候，维护，变压器的实际温度，和未来的估计值对温度和负荷通常不会获得实时时间，单独为每个变压器，特别是在配电控制中心。因此，某些元素缺乏的经营者时，非保守的决定，在案件的一些报警水平变压器的保护达到。另一方面，不能不顾任何的业务标准监督，因为经营与绕组变压器（固体隔离）温度高于95°C间意味着生命损失，除名义，以防万一清盘下游140°C，它可能有利于石油泡沫的形成，这可能挑起变压器气体继电器。下一步，正在开发的系统介绍电力变压器负载实时监督提出。它是实施两个CPFL分布在坎皮纳斯，SP的变电站。工具预测的系统性使用运营商的每个变压器的可用功率单独使用每个设备的能力正在提供由控制中心。这使得为每个可能的变压器，在优化控制coordenate方式和优化系统监测，要通过当地各变电站的工具，帮助操作员在控制中心的决策。II系统描述集成系统是由多个本地系统，在每个变电站的安装，连接到一个管理系统在控制中心（CC）。每个本地系统负责变电站变压器的负荷预测，计算出一个设置为每一个hture使用的可能性，增加利用系数，根据经营状况，设备的历史，及其配件的特点，同时，确保变压器的可靠性任何加载水平。到现在为止，两个原型已实施，一个在坎皮纳斯炫酷变电站（SECAM）的，其中有三个30/40/50MVA变压器和二11？95千伏馈线，和其他的Andorinha变电站（SEAND）的，其中有30140兆伏安变压器和1011,95千伏馈线。一SEAND的变压器已配备光纤传感器监测石油内部的温度和绕组。这个程序允许开发和算法的调整，更精确地计算出加热，扩大到非传感器的变压器。本地系统的结构和管理系统介绍如下。A.本地系统的体系结构N个变电站，如果每个变电站，在本地系统由两个网络与数字传感器，ANE（IED）的进料器另一个为了电大获得电气和变压器热变量。这些网络两个微机局域网中，一个连接到作为SCADA系统主机和其他处理的实时负荷预测的计算工具的工作。计算工具由四个相互关联的模块，这是由实时数据采集平台喂时间。每15分钟负荷预测进行了长达提前4个小时（模块1）对未来状况提供信息加载模块的变压器2和3。模块2估计最大的石油和热点温度和模块3估计的变压器可靠性。有这样的信息，该系统能够计算，每个变压器，可用功率的数字在接下来的4小时内可以释放（模块4），考虑到设备的操作限制。遵循每个模块的更详细的说明。A1模块1：短期负荷预测模块送入一个真正的短期负荷预报（短期负荷预测）实时数据采集系统，并来预测使用基于人工的人工智能技术神经网络（ANNs）所有变电站的变压器，馈线。预测分为两部分：1）基地预测，这是进行了24小时的提前预测一天后，24个时间隔，在午夜至每日。这程序是用来定义一般经营状况）2个变压器和主馈线，为即将到来的一天后续的预测，提供短期预测沿天，旨在供一个程序监控偶尔负荷变化，可容纳中等沿天的变化。此过程的目的在提供更准确的条件下的装载行为，每15分钟，为未来的时间间隔-4小时，％小时，1小时，2小时和4小时前，该模块已被广泛研究[11，并提供满意结果，这可能仍然有待提高。A.2节。模块2：TOTE变压器的运行温度估计（TOTE）处理模块1的负荷预测结果，在生产的每一个电源变压器的热分析为了让足够的操作条件下，不依赖监控设备只。沿加载曲线，预计在24小时内和短期预报，计算最大的石油和预期温度每个变压器（检查，如果这是能够承受的载荷），形成nlajor一步定义的可靠性，因此承认的负载限制的最热点。对于好的变压器的的热稳定，CPFL已取得8个内部温度光纤变器光学传感器，西门子，包括传统传感器。允许对植物的特殊休息调整精度更高的热方程的参数，除了允许估计的替代方法来计算的温度，该联营公司的权力通过变压器流向最终的石油和绕组温度。有关这项研究的详细信息，可以发现在[2]。建议由IEEE标准PC57.119的方程草案13.2[3]也适用。A.3节。模块3：LTM的装载变压器的可靠性分析仪（LTRA）负责可靠性标准的应用变压器和实施了使用“伪模糊？过程[4]。在此模块中，4个独立的评估标准采用（或块）项目，维修，操作和配件一些共同的输入数据。每个模块的输出提出了基于分类风险，对AKU？和其他显示限制温度，如果风险是可以接受的，这些温度作为一个额外的功率计算的基础上，可以被释放。本模块介绍了复杂性最高在所有模块中，无论是在数量的参数，每个参数代表机型。“每块的特点是：1。项目：它基本上反映的主要技术有建设性的技术能力等特点，制造商，测量的几个部分（主坦克，储油等），隔离类型，处理填写运输，储存和石油等;2。保养：需要考虑设备的历史，通过可靠性的变量，如油的物理化学分析和cromatography，集中在石油和纸张的湿度，气体浓度，Mral内容，机械强度和绝缘等，;3。操作：包括如变压器领域的业务条件，：频率和短路水平，keraunia水平，湿度和环境温度在变压器附近，等;4。附件：总设备的可靠性考虑到考虑到他们的配件，如高压和低压的状态套管，有载分接开关，电压互感器和电流互感器等这些标准是单独分析，并在年底，通过算法，利用等级和重量，报告公布的一般经营状况设备。这样的结果，添加到其他模块，使建立权力人物的水平，这可能是从目前公布直到提前4个小时，考虑到预测的加载配置文件。A.4节。模块4：TAPP变压器可用功率预测（TAPP）计算短期可用事务所功率值（AFP）自动，它提供的发电量（兆伏安）这真的可以在提取变压器未来的负载条件下，没有代表一个危险的本身的经营状况。AFP在计算从'/4至4小时的时间窗口，操作有每个人的情况的重要信息变压器。AFP图有关的先前知识允许运营商拥有一个更加优化管理策略，监督装载在本地和/或系统性的水平，为了保持在使用中的变压器即使是在最关键的操作条件下，超载。短期AFP数字计算的最大功率变压器能承受在安全的条件下，即使根据超载设备的额定限制可靠性的变量。这个过程中也考虑到变压器的失败的风险，作为加载函数和数字此出可能的变压器的寿命降低损失超载的情况。也可以决定大电源的数字，在一定的时间间隔（如：0,25小时或2H）其可能需要变压器的温度（油或绕组）限制。这些数字是提供给经营者会发现本超载或不便利。一旦超载接受，系统将重新计算每个一刻AEP和变压器的温度，使在变压器的性能进行监控随后的潮流。图1显示了TAPP模块主屏幕。这是测量需求曲线组成，负荷预测在提前4个小时，24小时预报曲线和AFP为以下4个小时的数字。曲线每隔15分钟自动更新，尽快为这些数字计算。更好地理解系统，4个模块分开考虑。本地平台正在扩展到第三个变电站，关闭市中心坎皮纳斯的最大部分。“这3个变电站的特点，基本上代表了CPFL的变电站，项目结束，互连与控制中心，验证工具系统性的水平和当地的存在的意义级别的工具集成系统的体系结构综合系统或的TLMS-变压器负载管理系统，将与本地互连每个变电站（图2）处理平台，将估计未来的负载条件下的分布系统。TLMS集和控制中心的所有信息实时或设备的历史，测量或估计（预测），每个变电站变压器和馈线连接到它。这些信息可以是：传统的变量，如功率，电流，电压断路器的地位和保护等变压器和馈线，最大的石油及清盘温度，在环境温度数字变电站，每一分钟;非传统变量{只在一些变压器）如油的入口空气温度通风口，油在制冷温度摄入量和疲惫，绕组和油温度导管（通过光纤），低压套管基本温度，空气相对湿度在变电站，实现每隔一分钟;预测为每个变压器电源（MVA）的预测目前为每个馈线，在短期的时间间隔（从L/4，提前4个小时），并提前24小时，短期荷预测模块，每15分钟计算;每个预测最大的石油和热点温度变压器每隔15分钟，在短期的时间间隔（从％，提前4个小时），计算的TOTE模块可用功率的数字和多达4个相关的风险小时前，每个变压器，计算，每15分钟，根据变压器的可靠性，计算LPTC（LTRA+TAPP）;警告报警（以及在某些情况下不释放可用功率），如果达到一些可靠性变量临界水平，如石油泡沫的形成温度，石油功率因数等）。随着这些信息集成系统允许运营商可能的配置拓扑可视化在一个更优化的方式分销网络，无论是在预计在应急情况和紧急的（非预计）。操作shal1，实时，一套未来条件的权力配置的可能性变压器被装以上的额定功率规定的时间间隔援助的限制，能够获得收益都在运作，规划和系统的表现扩张。使用这种额外的电源变压器，它是可能的，例如，派遣单位机动开关场，只是传输块（S）的影响应变，开关在变电站的巴士，避免负载脱落（或减少），提高电能质量并降低了系统的运营成本。在目前的概念，系统只提供了运操作系统加载条件，因此运营商持续进行最佳网络配置，即系统不提出建议配置。在将来，这种帮助可能利用这个工具，建议配置，以考虑到不仅在技术方面，而且经济变量对决定的影响，例如，管理设备折旧。III.结论本文提出了一种工作，其目的是开发一个在本地使用的配电变电站自动化系统，为了使电力变压器在优化的方式和实时控制中心监督下加载，通过每个变电站的本地工具来实现。除此之外，本工具允许一个更优化的配电网重构，操作规划和系统的表现收益扩张。两个CPFL变电站有一些原型实施（和正在实施第三次），这是非常令人满意的结果。设备监控和实施在变电站自动化平台往往不保持变压器负载的限制。新的和更合理的装载的做法，对设备的可靠性和中心更高要求的温度限制。这只有更安全适用实施前更精确的变压器负荷控制的过程。发展本地系统达到预期目的。作为第一个分析，结果被证明令人满意的，并在本地系统配置了一套未来每个变压器负载条件下的可能性，提高利用系数，取决于操作条件和有关设备的历史。很显然，加载控制为基础在变电站的自动功能是非常重要的。最终预期结果如下：（一）使得变压器长期运行在安全情况下;（二）使得控制下的损失尽量的小;（三）仅在必要时，断开少量的非必要负荷;（四）变压器避免长期过载，连续运行，允许在一定时间间隔使用。