刘剑宁 冯媛媛

(国网山东省电力公司东营供电公司,山东东营 257000)

基于监测数据库的变压器能效分析系统

刘剑宁 冯媛媛

(国网山东省电力公司东营供电公司,山东东营 257000)

借助变压器运行参数实时监测数据库平台的建立,对配电变压器能效进行综合数据分析和评估,评判变压器的实际运行效率情况,及时发现变压器运行异常,为变压器的维修策略优化、老化状况判断甚至电网的重新规划提供依据。

监测数据库 配电变压器 能效分析

配电变压器作为配电网运行的核心设备之一，在配电网正常运行方面起着关键作用，如何保障其安全、可靠、经济运行是电力系统设备维护与管理者不断探索和深入研究的焦点问题[1]。近年来，主变压器维修策略优化研究成为新的热点课题，以可靠性为中心的维修便是其中重要的方法。这种方法是建立在设备的设计特点、运行功能、运行模型和后果分析的基础上，以最大限度提高设备的可靠性。然后得知相关运行数据，判断零部件与子系统处于何种临界状态，哪些需要改进和修复，对维修要求进行重新评估，最终制订出科学合理的维修方案。它最大特点是基于故障后果的严重程度考虑，尽可能减轻或避免故障后果，改变了以往根据故障的技术特性对故障本身进行预防的传统观念。

实时/历史数据库系统是一种基于监测数据的实时数据库系统，它在体系构架设计和数据压缩技术等方面有其优势甚至是独创之处。实时/历史数据库系统在电力系统的建设和应用，旨在更好地应用和共享SCADA/EMS、变电站综合自动化、在线监测、负荷控制等系统中的实时/历史数据，建立起统一的实时数据资源管理平台，为电网运行管理、技术管理、经营管理等岗位的人员提供有力的分析手段，有效提高技术决策、经营决策的效率和效果。

对主变压器负荷情况这一重要指标，由于其具有动态性和统计特性，靠人为判断显得较为困难和缺乏依据，因此利用实时/历史数据库资源实现主变压器负荷量化评价具有重要的现实意义。

图1 变压器能效列表页

图2 关键字排序分析

1 主变压器能效分析数据模型

建立配电变压器实际容量利用小时数概念。其定义为[2]：

图3 表达式编辑页面

图4 数据趋势图

其中，TM为配电变压器容量利用小时数，单位为h。TM定义为：某一台配电变压器在某一时间段内交换电能量与该变压器最大容量之比。其中S(t)变压器实时交换的视在功率，Smax为变压器最大容量。TM具有显著的能效意义，反映了变压器在某一个时间段内的使用效率，数据越大说明该变压器使用能效越高，也越值得去关注，而过量使用则应实时报警，并可作为电网规划、电源改造和优化检修策略的分析依据。

2 具体实现

以东营智能园区为例，利用Datalink建立变电所配电变压器的运行能效列表，包括主变压器容量、投运时间、受电量数据。能效分析页实现按能效、受电量、变压器容量等数据的升序、降序排列功能，并提供变压器平均能效数据;开放表达式页面实现对表达式的增加、删除、修改功能;实现数据自动查询、计算等功能;提供配电变压器有功、无功、视在功率、功率因数趋势图的链接。

建立配电变压器有功、无功、视在功率、功率因数趋势图。

3 详细功能及使用说明

3.1 选择时间段进行配电变压器能效计算

变压器能效列表页如图1所示。

点击“配电变压器能效列表初始页”界面上方“开始时间”、“结束时间”控件进行时间选择;点击“查询”，系统自动计算变压器受电量及能效;刷新列表获得计算结 果。

3.2 选择关键字进行排序分析

选中“变压器能效分析初始页”第4行;点击菜单栏“数据”，选择“排序”;弹出“排序警告”窗口，选择“扩展选定区域”，点击“排序(S)…”;弹出“排序”窗口，按需要选定“主要关键字”、“次要关键字”、“第三关键字”以及各自的排序规则，选择“有标题行(R)”，点击“确定”按钮进行排序;获得排序结果，即可对数据进行分析。如图2所示。

3.3 表达式的修改

点击“主变压器能效列表初始页”中进入“表达式”页表，双击选中要修改的表达式;对相应的测点名称进行修改;保存修改结果。如图3所示。

3.4 主变压器有功、无功、视在功率、功率因数趋势图

点击“变压器能效列表初始页”中的变电所名称来打开该变电所趋势图;在页面中浏览变电所主变压器有功、无功、视在功率、功率因数趋势图。如图4所示。

4 分析

经验证，基于实时/历史数据库系统的变压器负荷计算分析结果与实际一致。从负荷利用率可以看出部分配电变压器负荷利 用率已超过75%，属于最佳经济运行区域。

通过基于实时/历史数据库系统的主变压器能效分析，充实了检修策略中对变压器重要性的评估方法。依据主变能效分析，获取了影响变压器这一设备重要性的信息量，如各变电所主变压器在配电网中的地位、电压等级、负荷情况、经济价值、产品可靠性等，然后确定各个信息量的权重系数，最后用数学方法计算出设备重要性分值，来决定设备的检修策略。

本系统有利于提高对重要设备的关注程度，从而以科学的方法和手段对配电网中各个变压器检修的先后次序进行编排，合理分配资源，提高检修的科学性和合理性，最终实现提高检修效益的目的。

当然，目前我们所实现的基于实时/历史数据库系统的配电变压器能效分析，还没有涉及到依据该分析结果给出精确化的解决方案，其他的内容需要在今后的工作中逐步深化。

[1]姜益民.配电变压器能效探析[J].上海电力,2006年第6期：617-620.

[2]周胜.配电变压器损耗评价方法及应用[J].电气时代,1999年第11期：13-14.

刘剑宁,本科学历,国网山东省电力公司东营供电公司,营销部主任,经济师。