2023变压器动态负荷智能管理装置通用技术条件

变压器动态负荷智能管理装置通用技术条件目 次前  言 II范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1组成 2技术要求 2运行环境条件 2非电气量监测参数 2检验及验收 3检验条件 3检验项目 3结构及外观检查 3数据通信试验 3绕组温升仿真试验 4温度参数计算试验 4运行能力评估 5热寿命损失 5节能冷却控制功能校验 6异常告警功能检验 6检验周期 6运行管理 6基本要求 6运行维护及故障处理 6现场检验 7标志、包装、运输、贮存 7标志 7包装 7运输 8贮存 8附录A（规范性附录）变压器动态负荷智能管理装置检验平台 9检验平台组成及通信架构 9检验模块功能 9附录B（规范性附录）变压器绕组温升建模验证及过程仿真测试方法 11绕组温升仿真建模 11现场运行自验证 12附录C（规范性附录）变压器动态负荷智能管理装置专项检验表 13绕组温升试验 13温度参数计算试验 13运行能力评估试验 14附录D（资料性附录）变压器重（过）载运行条件下动态负荷调控策略 15应用场景 15配置原则 15信息管理 15IPAGEPAGE1变压器动态负荷智能管理装置通用技术条件范围（35kV规范性引用文件GB/T1094.2电力变压器第2部分：液浸式电力变压器的温升GB/T1094.7电力变压器第7部分：油浸式电力变压器负载导则GB/T9969工业产品使用说明书GB/T13384机电产品包装通用技术条件GB/T19582Modbus1Modbus1432.11术语和定义下列术语和定义适用于本文件。动态负荷智能管理装置 intelligentmanagementdeviceofdynamicload一种实时采集、存储和传输信息的智能装置，其边缘计算功能具备动态负荷管理、运行能力及（过（过载运行工况下的运行能力评估和负荷精准调控。运行能力评估技术 assessmenttechnologyforoperatingcapability运行能力曲线 operatingcapabilitycurve一种量化展示运行变压器安全运行负载和安全运行时间之间动态关系的曲线。高温重（过）载分级预警 high-temperatureoverloadgradedpre-warning以变压器绕组热点温度值、负载为初始启动定值，设定多层级预警阈值，动态评估运行变压器绕组热点温升暂（稳）态过程，实现高温重（过）载预警和异常告警。冷却系统节能控制 energy-savingcontrolofcoolingsystem组成管理装置由数据采集单元、边缘计算单元和数据处理及服务单元组成，其中：数据采集单元包含数据采集模块、电源模块和通信模块等；边缘计算单元包含数据分析模块、热路模型计算模块等；数据处理及服务单元包括数据解析、数据存储及结果输出等。技术要求运行环境条件管理装置的运行环境应满足如下要求：a)环境温度：-25℃~+45℃；相对湿度：5RH～100RH；海拔高度：≤5500m；非电气量监测参数日照强度测量日照强度测量应满足以下要求：光谱测量范围：300nm~3000nm；日照强度测量范围：0~2000W/m2；日照强度测量非线性误差：≤3%；光照强度测量：误差≤±3%。风速测量风速测量应满足以下要求：测量范围：0~60m/s；测量误差：≤±3%；分辨率：0.1m/s。环境温度测量环境温度测量应满足以下要求：a)测量范围：-25℃~+60℃；b)测量误差：≤±0.5℃；c)分辨率：0.1℃。其它温度传感器测量要求a)测量范围：-50~+150；b)测量误差：≤±1℃。检验及验收检验条件环境温度、相对湿度、海拔等应符合DL/T1432.1的规定。检验项目管理装置试验项目分为型式试验、出厂试验、交接试验和现场试验四类，试验项目见表1。表1试验项目序号检验项目依据标准条款型式试验出厂试验交接试验现场试验1低温试验DL/T1432.1-20154.5.2●○－－2高温试验DL/T1432.1-20154.5.3●○－－3绝缘电阻试验DL/T1432.1-20154.6.1●●●●4介质强度试验DL/T1432.1-20154.6.2●●－－5冲击电压试验DL/T1432.1-20154.6.3●●－－6电磁兼容性能试验DL/T1432.1-20154.7●○－－7振动试验DL/T1432.1-20154.8.1●○－－8冲击试验DL/T1432.1-20154.8.2●○－－9碰撞试验DL/T1432.1-20154.8.3●○－－10防尘试验DL/T1432.1-20154.9.1●○－－11防水试验DL/T1432.1-20154.9.2●○－－12外观及结构检查本标准6.1●●●●13数据通信试验本标准6.2●●●○14绕组温升仿真试验本标准6.3●●○○15温度参数计算试验本标准6.4●●○○16运行能力评估本标准6.5●●○○17热寿命损失评估本标准6.6●－－－18节能冷却控制功能校验本标准6.7●－－－19异常告警功能试验本标准6.8○○○○注：●表示规定必须做的项目，○表示规定可不做的项目，－表示根据客户需求选做的项目结构及外观检查结构及外观应符合以下要求：所有外露导电部分等电位一体连接并可靠接地；机箱具备发热元件的通风散热条件；机箱模件插拔灵活、接触可靠、互换性好；外表涂敷、电镀层牢固均匀光洁，无脱皮锈蚀等。数据通信试验在附录A的检验平台上，完成检验平台与管理装置之间通信通道和数据双向传输功能的检测，管理装置数据通信试验应符合以下要求：具有RS-485通信接口（通信规约MODBUS），满足双向通信要求；接收和传输检验平台数据，满足数据格式及时标一致性的要求；响应检测平台发出的修改指令并回复指令完成信息。绕组温升仿真试验温升试验平台温升试验平台，应满足：在附录A的检验平台上，完成仿真机与管理装置之间的变压器绕组温升仿真对比试验；检验平台数据库储备三套独立的绕组温升测试仿真方案，三种方案与三种典型冷却方式（ONAN、ONAF、ODAF）相对应。温升过程仿真绕组温升测试，检验平台应能：随机选定其中一种绕组温升测试仿真方案；将该方案建模信息点表同时发送给仿真机与管理装置，并接收成功建模反馈信息；启动并发送温升过程仿真数据，完成过程仿真；同步接收带有时标的仿真机绕组温度将仿真值A、试验值B及其偏差△T(=试验值B-仿真值ACC.1中；在同一坐标系，主控制器自动绘制并输出两条温升曲线，作为检验报告的图示文件。温升仿真评判按照6.5.2完成三个方案对比试验后，温升仿真试验对比偏差应满足：-2K≤△T≤4K。否则，管理装置的模型算法不合格。温度参数计算试验温度计算参数当满足6.5.3判据时，按照最后一种测试仿真方案，仿真机和管理装置应能自动完成温升过程如下数据的计算，由检验平台自动录入附录C表C.2中：T；T；；；。计算准确度温升过程同步计算数据应满足如下要求：监测、计算与评估过程数据更新周期不大于1min；稳态温升预测与长期运行能力评估周期不小于600min；（）2K≤≤4K；2KT4。运行能力评估运行能力试验在第6.5条的仿真环境下，以变压器高压侧额定电流Ie为基准，按照图1所示的电流-时间关系完成分级升流/降流试验，其中，升流/降流速率为25%Ie/1min,保持时间为30min/级。1min30min100%I1min30min75%Ie50%Ie25%Ie0%Ie0

102030405060

708090100110120130140150160170180190200210220图1升流/降流分级试验过程电流—时间控制曲线图试验结果输出仿真机与管理装置的对比试验结果输出应满足：每级升流/Cmin，信息录入数据库支持曲线生成。试验过程采录如下信息：1I3、6、12、240mi；21.5T。评估结果评判运行能力评估输出结果应同时满足如下要求：数据输出时间间隔不大于1min；相同时标的预测数据相对偏差不大于5%。热寿命损失依据GB/T1094.7-2008第6部分的规定及附录B数据输出时间间隔不大于1min；相同时标的评估数据相对偏差不大于5%。节能冷却控制功能校验以顶层液体温度实测值、绕组热点温度计算值为输入参量，构成“或”逻辑，分别按照50%、70%两级阈值实现冷却系统部分启动、全部启动，装置应能发出启动信息并能自动复归。异常告警功能检验数据异常在温升试验负荷增加过程中，出现下列数据异常，管理装置应发出告警信息：所有数据连续六帧重复；下列计算数据出现任何一组数值小于等于零：1）绕组热点温升；顶层液体温升；绕组平均温升；液体平均温升。在评估数据出现下列任意一种情况：1）顶层油温低于环境温度；绕组温度低于顶层油温；绕组热点温度低于绕组温度（或绕组平均温度）；热寿命损失评估小于零；运行能力评估曲线存在突变、跳跃等异常情况。通信异常连续三次发、收心跳包均未成功，管理装置应发出通信异常告警。检验周期管理装置现场安装运行后，宜随变压器的A类检修或B类检修周期开展检验。运行管理基本要求管理装置属于在线监测类变电设备，按照用户相关规定和流程进行现场运行管理。运行维护及故障处理管理装置运行维护及故障处理应遵守下列规定：管理装置投入运行后，宜每半年对其运行状态、监测参数、功能进行检查；当发现管理装置故障时，应及时通知制造厂商进行处理，进行交接实验，并检定合格；对于发生故障的管理装置，宜定期按照制造厂商名称、型号、批次、故障类别等进行分类统计、分析，指定相应管理措施。现场检验管理装置宜每2年进行一次现场检验，按照本标准“6.2检验项目”中“现场试验”规定的项目开展检验工作。标识、包装、运输、贮存标识产品标识管理装置的显著位置应设置标志或铭牌，内容至少应包括：a）名称；b)型号；c）生产厂家；d）出厂日期；e)编号。包装标识在包装箱的适当位置，应标有显著、牢固的包装标志，内容至少应包括：a)生产企业名称及地址；b)管理装置名称及型号；c)装置数量；d)包装箱外形尺寸（长×宽×高,mm）；e)净重或毛重（kg）；运输作业安全标志；到站（港）h)发站（港）i)包装箱外面书写“防潮”、“向上”、“小心轻放”等字样；j)包装箱外面应规定叠放层数。包装基本要求管理装置的包装应满足GB/T13384，符合牢固、美观和经济的要求，做到结构合理、紧凑、防环境要求管理装置包装时，周围环境及包装箱内应清洁、干燥、无有害气体、无异物。装箱要求分体包装管理装置如有突出部分，在不影响其性能的条件下，应拆卸包装，以缩小包装件体积。产品防护管理装置的防振、防潮、防尘等防护包装按GB/T13384中的有关规定执行。随机文件清单随机文件应齐全，至少包括如下文件清单，并符合GB/T9969要求。a)装箱清单；bc)出厂合格证书；d)出厂检验报告。随机文件包装运输（海运贮存包装好的管理装置应储存在环境温度-25℃~+45℃、相对湿度小于80%的室内，且周围无腐蚀性挥发物，无强电磁场作用。PAGEPAGE10附录A（规范性附录）变压器动态负荷智能管理装置检验平台检验平台组成及通信架构检验平台包括主控制器、数据库、仿真机、标准传感装置、管理装置五部分。主控制器：通信、报告生成、可视化展示模块；数据库：温升建模数据、温升过程仿真数据和信息存储模块；仿真机：温升仿真算法和运行能力分析评估模块；标准传感装置：高精度铂电阻标准温度计（测量范围：－40℃～＋120℃，准确度±0.06℃）；管理装置：送检方提供的变压器动态负荷智能管理装置检验样品。检验平台通信架构图见图A.1图A.1检验平台架构图检验模块功能主控制器GB/T19582RS-485（MODBUS）向管理装置或通过内部通仿真机仿真计算模型：绕组温升仿真算法和运行能力分析评估基准模型。接收并执行主控制器指令；根据主控制器指令完成仿真建模、温升过程仿真、运行能力评估并输出评估信息；异常预告预警。管理装置接收并执行主控制器指令；根据主控制器指令完成仿真建模、温升过程仿真、运行能力评估并输出评估信息；异常预告预警。附录B（规范性附录）变压器绕组温升建模验证及过程仿真测试方法绕组温升仿真建模建模依据权威检测机构提供的变压器绕组温升试验操作手册。权威检测机构提供的被检变压器绕组温升试验报告、绕组温升曲线。制造厂家提供的被检变压器的设计制造参数及性能检测参数。试验方案根据B.1.1所提供的信息，选取三种典型冷却方式（ONAN、ONAF、ODAF）的液浸式电力变压器，形成三种绕组温升试验方案。模型算法基于GB/T1094.2、GB/T1094.7，结合B.1.1所提供的信息，建立绕组温升仿真模型、运行能力评估基本模型和热寿命评估模型，形成基准算法和评估方法。建模信息（表B.1、表B.2、表B.3和表B.4），同时发送给仿真机和管理装置完成建模。B.1变压器结构参数铁心质量（kg）变压器箱体长度（m）变压器箱体重（kg）绕组质量（kg）变压器箱体宽度（m）分接开关档位数绝缘油的质量（kg）变压器箱体高度（m）额定分接开关位置B.2变压器电气参数额定容量高压侧（kVA）中压侧（kVA）低压侧（kVA）额定电压高压侧（kV）中压侧（kV）低压侧（kV）额定电流高压侧（A）中压侧（A）低压侧（A）额定损耗空载（kW@75°C）负载（kW@75°C）各分接下电压变比分接头电阻高压绕组直阻(Ω)中压绕组直阻(Ω)低压绕组直阻(Ω)表B.3ONAN/ONAF变压器冷却系统参数片式散热器型号片散组数每台片散的散热片个数整体片散高度（m）风扇组数（直径、转速、风量）整体片散宽度（m）片散上下油管（即水平油道）的直径（m）整体片散厚度（m）片散上下油管（即水平油道）的长度（m）片散每片间隙厚度（m）单片散热片厚度（m）自冷散热面积（m2)风冷散热面积（m2)表B.4ODAF变压器冷却系统参数冷却器总数备用冷却器数量额定冷却容量（kW)冷却器额定油流量（m3/h)冷却器油泵扬程(m)过程仿真根据变压器绕组温升试验操作手册、绕组温升试验报告，完成带有时标的温升过程仿真信息表（表B.5），发送给仿真机和管理装置进行温升过程仿真对比试验。表B.5温升试验过程参数表分接头档位位置低压侧绕组短路方式初次绕组输入电流方式环境湿度暂态温升过程时间(min)输入电流(A)环境温度(℃)稳态温升过程时间(min)输入电流(A)环境温度(℃)平台算法自验证检验平台主控制器随机选定任一试验方案并配套发送建模信息点表，仿真机接收并完成建模。B.5的时标信息发送电流及环境温度信息，仿真机接收并同步输出计算结果。环境影响测试在B.1.6的基础上，通过改变环境温度、风速及日照强度的输入信息，完成6.5和6.6项目的测试。现场运行自验证户内运行验证全景运行验证表B.6温升过程仿真信息运行电流（A）分接头档位持续时间（min）环境温度（℃）风速（m/s）日照强度（W/m2）附录C（规范性附录）变压器动态负荷智能管理装置专项检验表绕组温升试验（时间、输入电流、环境温度），计算并输出绕组温度，试验结果录入表C.1。表C.1变压器绕组温升试验结果记录表表C.1变压器绕组温升试验表建模方案编号管理装置编号暂态温升过程时间(min)输入电流(A)环境温度(℃)绕组(℃)仿真值A试验值B偏差△T稳态温升过程时间(min)输入电流(A)环境温度(℃)绕组(℃)仿真值A试验值B偏差△T温度参数计算试验在C.1项试验的既建模型上，按照暂态温升过程，完成与变压器顶层液面温度及绕组温度等相关计算，计算结果录入表C.2。表C.2变压器顶层液面温度及绕组温度等计算表建模方案编号试品编号顶层时间(min)液面仿真值A温度试验值B(℃)偏差△T绕组时间(min)热点仿真值A温度试验值B(℃)偏差△T液体时间(min)平均仿真值A温升试验值B(℃)偏差△T绕组时间(min)平均仿真值A温度试验值B(℃)偏差△T绕组时间(min)热点仿真值A温升试验值B(℃)偏差△T运行能力评估试验在C.1项试验的既建模型上，按照本规程6.7试验要求完成本项试验，试验结果录入表C.3。表C.3运行能力对比试验表类别项目试验电流(基准电流Is)%0%25%50%75%100%75%50%25%0%结论(A)运行能力评估值30min(A)仿真值A试验值B偏差△T60min(A)仿真值A试验值B偏差△T120min运行能力(A)仿真值A试验值B偏差△T240min运行能力(A)仿真值A试验值B偏差△T1.5Ie运行时间(min）仿真值A试验值B偏差△T附录D（资料性附录）变压器重（过）载运行条件下动态负荷调控策略应用场景典型应用场景主要有：短时、经常性重（过）载运行的单台（组）变压器；不能满足N-1运行条件的两台（组）及以上变压器；电源近区上网/下载受阻负荷断面相关联的变压器（组）；长期服役、有近区故障电流穿越经历或存在轻度缺陷的单台（组）变压器。配置原则管理装置为了保障变压器热路模型边缘计算结果的准确性和时效性，应遵循如下配置原则：1）每一台变压器（单