110kV変圧器のインテリジェント化の実現

インテリジェント電力システムの発展に伴い、インテリジェント変圧器も「一次」システムと「二次」システムの統合を実現しました。従来の変圧器と比較して、インテリジェント変圧器はオンライン監視と故障診断が可能で、電力変圧器の状態に関する正確な情報を提供します。故障が発生する前に早期警告操作を実行できるため、保守・運用コストを削減し、運用サイクルを延長し、変圧器のインテリジェンス化を実現します。

1. インテリジェント変圧器システムの構成

インテリジェント変圧器は、インテリジェント変圧器部品と変圧器本体から構成される。

変圧器のインテリジェントコンポーネントは、主にメインIED（インテリジェントユニット）、巻線光ファイバーオンライン監視IED、通信コンポーネント、および部分放電監視IEDで構成されます。その主な機能は、各種センサー信号の診断、取得、およびデジタル化処理を実行することです。変圧器本体には、インテリジェント化に必要な各種オンライン監視装置、アクチュエータ、およびセンサーが備わっている必要があります。

2. 110kVインテリジェント変圧器のオンライン監視対策

変圧器のリアルタイムオンライン監視は、状態変化をタイムリーに反映できます。インテリジェント変圧器のデジタル監視は、主に監視機器による情報監視、インテリジェントコンポーネントによる監視データの信号前処理、および監視データの動的分析による機器の動作状態の診断と評価を含みます。これにより、電力システムの安定かつ安全な運用が保証されます。

3. インテリジェントユニット

変圧器インテリジェンスの中核となるのは、インテリジェントユニット（メインIED）です。MMSサービスを通じて、複数の監視IEDおよび制御IEDからの情報が集約され、監視データと結果に基づいて変圧器の故障に関する総合的な診断が行われます。診断結果と監視データは、IEC61850規格に基づいて報告され、変電所制御レベルのメインサーバと通信します。

4. 巻線ホットスポット温度のオンライン監視

巻線ホットスポット温度のオンライン監視は、主に巻線用の光ファイバーオンライン温度測定装置を使用して行われます。動的かつ直接的な測定により、変圧器の内部温度を包括的に制御し、冷却システムをリアルタイムで制御できます。同時に、変圧器の三相巻線のホットスポット温度をリアルタイムで監視することにより、変圧器の耐用年数と劣化率を効果的に評価できます。

5. 部分放電のオンラインモニタリング

部分放電のオンライン監視は、主に商用周波数電流用の広帯域複合センサ（FCT）と外部超音波センサの組み合わせによって行われます。FCTは、コア接地電流信号と部分放電パルス信号を同時に監視できます。外部超音波センサは主にボックスの壁面に設置され、通電中でも交換可能です。

6. 油中のガスと微量水のオンラインモニタリング

油中のガスと微量水のオンラインモニタリングは、主にクロマトグラフィーを用いて行われる。最終的な目標は、エチレン、メタン、水素などのガス濃度と微量水含有量を定量的に分析することである。

1) オンライン設置のクロマトグラフィーによるモニタリング

クロマトグラフィーの具体的な検出器は、主に半導体ガスセンサーです。変圧器油の運転状態データは、データ収集装置を介して取得され、RS485およびTCP/IPモードを介して分析のために油ガス監視IEDにアップロードされます。

2) 油溶存ガス監視用IED

油中の溶存ガス監視IEDは、変圧器の負荷容量の分析と信頼性状態の監視に役立ちます。成分濃度の増加率が異常になった場合、評価および判断基準に従って、プロセス層ネットワークを介してオンライン監視システムのステーション制御層に結果を報告する必要があります。

まとめ：

スマートグリッドの主要な柱はスマート変電所です。変電所は電力の送配電における重要なハブであるだけでなく、スマートグリッドの運用と監視能力にも直接影響を与えます。スマート変電所の安全かつ安定した運用は変圧器と密接に関係しているため、変圧器のインテリジェントな運用モードの分析は、非常に実用的な意義を持ちます。

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