配電變壓器集成化智能檢測裝置及其應用技術

覃 煜，張 敏，王紅斌，方 健，尹 曠，林 翔，鄒三紅

（廣州供電局電力試驗研究院，廣東 廣州 510080）

0 引 言

在配網物資中，配電變壓器是最重要的設備之一，特別是在質量檢測方面，功能尤為突出。傳統檢測方式需要投入大量的人力和時間，多次檢測設備，工作效率低，且易出現故障問題。因此，本研究將分析傳統的配電變壓器檢測方式，找出不足，構建配電變壓器集成化智能檢測系統，為配電變壓器的檢測提供技術支持。

1 配電變壓器集成化智能檢測裝置

1.1 傳統檢測裝置

在傳統檢測裝置中，需要通過人力方式搬運測試儀器，全面檢測固定電力設備。電力設備涉及的功能較多，如果只有一臺電力設備進行檢測，需要配置多種儀器。每進行一個設備的檢測，需要進行接線和斷線操作，才能滿足設備檢測的要求。如果開展局部耐壓實驗，設備體積大、功率高，人力無法完成。配電網變壓器需要根據相關物資抽檢標準，對不同的設備進行檢測，工作量巨大，需要兼容不同廠家的制造工藝。傳統的檢測試驗不僅需要進行反復接線，而且儀器還需多次搬運，增加了工作人員的工作量。此外，需要人工將數據輸入到計算機中，容易出現錄入錯誤，降低工作效率。因此，傳統的檢測設備已經無法滿足檢測需求。

1.2 集成化智能檢測裝置

1.2.1 集成化智能檢測系統構成

為了提高物資抽檢效率，構建配電變壓器集成化檢測裝置系統非常重要，能夠解決日常物資抽檢工作的效率問題，如圖1所示。

圖1 配電變壓器集成化智能檢測系統結構

1.2.2 集成化智能檢測系統的功能

整個系統的布局要合理，能夠為檢測工作留出足夠的試驗空間，將需要檢測的設備集成在一個大型測試系統中，并將其放置在設備平臺上，保證配電變壓器的美觀，便于日后抽檢工作，方便工作人員集中維修。有個別檢測設備因為體積較大，對安全距離有硬性要求，因此需要將其放在地面上，并為其設置單獨的工位。

除了整體布局設置合理外，還要合理規劃檢測系統的分配，將統一的檢測設備放在一個位置，如檢測接線類設備。配合智能切換裝置進行檢測，盡可能減少設備換線的次數，便于工作人員進行檢測，同時能夠較快地提高工作效率。將相同設備的檢測裝置盡量集中在一起，放在較少的檢測位置內，減少檢測設備的數量，節省工作人員的搬運時間。建立配電變壓器集成檢測裝置的系統模型，檢測系統的集中功能，將需要檢測設備的功能規劃在一起，使檢測設備能夠按照功能進行工作，減小設備的體積和重復性工作，實現檢測裝置的高度集成。自動化功能系統的實現，需要通過總控室作為信號傳輸的載體，使用光纖設備將測試信號傳送到信號轉換裝置中，通過轉換裝置將其分配到不同接口中完成數據的通信，實現對檢測設備自動讀取的功能，并記錄檢測到的結果。使用光纖進行通信能夠有效隔斷工作區之間的信號，避免實驗過程中出現信號干擾，有助于系統檢測。

1.2.3 配電變壓器集成化智能切換線

傳統的檢測方法需要工作人員進行人工換線，降低了工作效率，占用了工作時間。針對配電變壓器檢測項目進行檢測，需要進行電壓測量、繞組測量、電流測量以及短路測量等。為了在實驗過程中提高接換線的工作效率，需要構建智能切換線裝置系統，利用智能切換線系統在一次接線后完成所有的試驗項目。智能切換線裝置需要設置兩個機柜、高低壓切換線裝置各一臺。當需要檢測的變壓器進入到檢測工位后，需要將高低壓的端子和切線裝置的輸出端連接。在低壓切換裝置中，如果出現短路會對測試結果造成影響，需要設置專門的電壓檢測裝置，用于檢測引線造成的損耗，并在其他部件的配合下，降低測量引線帶來的誤差。

1.2.4 自動收放線裝置

自動收放線裝置有專門的檢測通道，位于檢測工位的上方。當需要檢測的設備運送到檢測位置后，自動防線設備會自動放下，對設備進行測試線項目的檢測，避免了工作人員的測試失誤。實驗完成后，自動收放線裝置會自動將裝置收起，固定在相應位置后，等待下一個需要檢測的設備。

2 配電變壓器智能檢測技術

在配件變壓器集成化智能檢測裝置中，需要完成抗干擾設計和實驗引線的集成，這是智能檢測裝置的重點技術。將需要檢測的各個模塊集成在一起，避免在實驗過程中造成各個實驗模塊的干擾。利用光纖設備將各個工作區之間的信號隔離，防止各個模塊之間存在電信號干擾的情況。為了能夠順利完成一次接線中所有設備的檢測試驗，試驗引線集成設計需要考慮電流信號因素、絕緣信號以及屏蔽信號因素等。檢測單元之間的信號切換是配電變壓器智能檢測技術中的關鍵。在對絕緣電阻進行試驗的過程中，需要屏蔽切換單元，保證電流能夠在引線切換的過程中穩定進行，不受外界干擾。在進行局部放電試驗過程中，對切換單元的要求較高，需要在高壓狀態下保證引線的對接，并且沒有電流的遺漏。構建智能檢測系統需要對不同型號的變壓器進行研究，保證多個變壓器之間的型號能夠在系統中兼容。在軟件系統中建立數據庫，預先設計不同型號的參數，包括機械臂的運動方向、自動調整機械臂的行程等。

3 配電變壓器集成化智能檢測系統技術創新

3.1 智能檢測裝置接線圖

如圖2所示，試驗引線的設計需要考慮通流能力和絕緣能力，以滿足局部試驗的相關要求。智能檢測試驗裝置中，含有高壓引線和低壓引線，最高實驗電壓為35 kV，絕緣強度為1.5 kV，通流能力大于10 A。

圖2 配電變壓器自動檢測裝置

3.2 切換單元設計

切換單元設計需要滿足相關的切換要求，如超大電流、電壓等。實現套管在高低壓加壓狀態進行切換和隔離，檢測電路的屏蔽功能和無局防功能。高壓切換單元的主要功能是通過集成化智能檢測系統對需要操作的設備發出口令，然后將相應的回路接到引線接口中，以達到自動換線的效果。具體功能如表1所示。

表1 切換單元功能

4 結 論

在集成化智能檢測應用系統中，智能切換線功能不僅能夠實現低壓自動切換，而且技術上升到一個新的臺階，實現了高壓測試線的自動切換，減輕了工作人員繁雜的抽檢工作，提高了工作效率。