电子式互感器及其在数字化变电站中的应用凡远柱

电子式互感器及其在数字化变电站中的应用凡远柱

凡远柱

（安徽南瑞继远电网技术有限公司230088）

摘要：本文对电子式互感器在数字化变电站中的应用进行了探讨，希望能够给同行业工作人员以一定借鉴。

关键词：电子书互感器；数字化变电站；应用分析

依据《IEC60044-8电子式电流互感器》的标准对电子互感器的定义为：其是一种连接到传输系统与二次转换器由一个或多个电压、电流传感器组成的装置，同时也作为供给测量仪器、仪表以及继电保护、控制的主要装置。在与数字变电站接口情况下，一组电子式互感器可共用一台合并单元来有效完成此功能。因此在电子式互感器应用于数字化变电站的过程中，要对其性能进一步优化，才能充分发挥电子式互感器为数字化变电站智能运转所带来的优势。

1电子式互感器对变电站系统的影响

1.1实现一、二次系统的有效电气隔离

电子式互感器能克服传统电磁式互感器的应用缺陷，近些年来才被广泛应用在数字化变电站中。因电子式互感器的有效应用，一次系统的电流、电压、频率以及功率等有关电器信号，能通过合并单元转化成为标准化的数字报文，结合光纤直接将带有数字接口传递给二次设备。与传统意义上互感器将二次模拟量完全不同，需要经过电缆来提供给二次系统，对二次系统产生多个方面的影响。变电站二次系统是不需要引人交流的二次电缆，一次系统与二次系统都能实现有效电气隔离。常规的变电站在二次电缆引起的传导性电磁干扰现象已经不存在，一次系统的故障出现会影响到二次系统，使得二次系统能具备更高的安全性。

1.2对继电保护的影响

电流差动保护有着较好的选择性，也有着灵敏与快速的特点，是主保护被广泛应用在高压线路、母线、电气主设备的实际保护工作中。差动保护是采用了被保护设备的各端电流差来来对故障点与故障类型进行判断的，一旦设备在区外出现严重的故障，电磁式电流互感器都能可能会出现暂态饱和的情况，导致二次电流出现畸变，差动保护也出现了误动。另外，因电子式互感器不会出现饱和，在无励磁电流导致不平衡的情况下，不需要使用具备带制动特性的动作曲线，由此简化差动保护的实现原理，能提升差动保护动作的灵敏程度。

1.3对计量系统的影响

对计量系统的影响，在常规综合自动化站中，计量值误差可能不单是因为互感器自身的误差，还与互感器到表计间的电缆传输损耗有着关系，可能表计模数转换过程中采样的误差也会影响到计量值误差。数字化变电站使用了电子式互感器，在计量表计的实际应用中会使用数字式仪表，数字式电能表可以接受到电子互感器传输过来的数字信号，经过对信号进行解码得到有关采样数据，电能表在读取到电压电流采样数据之后，使用相对应采的算法实施有功或无功的电能计算。因电子式互感器自身的误差比较小，计量表计使用合理的算法，会造成其误差被忽略，其数字量在经过光纤传输中也是没有损耗的，最终会使得计量数据的精度有着明显的提高。

2电子式互感器在数字化变电站中的应用案例分析

以某市某数字变电站为例，其中220kV在本期与愿景均使用双母接线，本期4回、愿景6回；110kV本期单母分段接线为4回，愿景是单母线3分段接线12回；10kV中本期单母接线24回，愿景为单母接线分段36回；变电站主要电压器愿景为3x2MVA，本期为Ix240MVA。而110kV与220kV所采用的电气均为GIS设备主要为一次设备，10kV电气以内金属铠装开关柜为主的一次设备。

通过相关研究结果显示，当前利用EVT、ECT为主要推广方式应用的产品比较成熟，因此大多数厂家可利用EVT、CET组合来对组合型产品进行布置，从而有效降低互感器的投资成本，因此在本文案例中电子式互感器的配置装置主要以EVT、ECT为主。利用EVT、ECT来进行数字化变电站的装置配置工作可以充分满足一体化的要求，并将变电站的设计进行优化，有效节约设计空间，并显著减少光线及尾纤的使用量。案例中变电站110kV和220kV均采用户外结构GIS，且都使用了电子式互感器。

3针对电子式互感器应用问题提出的解决对策及注意事项

3.1解决对策

3.1.1电子式互感器中采集单元的安装位置

通过对案例中某市变电站应用电子式互感器的实际分析我们发现了以下两个问题：

在采集单元布置过程中，由于是对一次设备进行低电位的布置，因此电子式互感器容易受到磁场影响，主要影响因素是磁场中的感应电压干扰，因此会导致采集单元中的芯片由于受到电压干扰从而诱发死锁现象，对采集单元正常运转造成极大阻碍。

在ECT采集单元运转过程中容易受到环境因素的印象因而简短使用寿命，而出现运转故障的部位主要处于低电位处，工作人员由于位置限制并不能对其及时更换，导致采集单元不能正常工作。

为了解决上述问题，要避免采集单元、熔接盒等远端模块被干扰，可采用“多重屏蔽”设计方案来提升采集单元以及熔接盒等远端模块的抗干扰能力，在位置设定上要将这两种远端模块设置在GIS本体周围。另一方面，对于环境因素来说，要保证其在运转过程中可以得到良好的通风环境从而解决散热问题。如在高温环境下作业，必须在组件柜中统一安装采集单元、智能终端等设备。这样可利用组件柜内部的温湿度探测器、电加压器等装置对温湿度进行有效调节，以保证采集单元、熔接盒正常运转。

3.1.2电子式互感器中采集单元的工作电源

采集单元只有正常运转才能维持工作电源，而在实际投入运行过程中，会出现采集单元电源模块不能工作，并受到电压的干扰。为了解决这种情况，应将工作电源以及二次保护装置共同结合使用，要保证空气开关安置于采集单元以及合并单元的上方。另一方面，要保证目前中采集单元以及合并单元的可靠性，可利用直流屏来对工作电源进行设置，还要采用直流分屏专用馈线来供电。

3.2注意事项

3.2.1对计量准度进行控制

我国相关计量部门并没有确立相关的电子式互感器测量精确度标准规范，因此在处理计费关口点的过程中，可以利用对常规互感器重复配置的方式来作为解决对策。与此同时，计量用电度表要选用常用规格的电度表[3]。为了有效解决投资成本浪费以及数值精确度较低的情况，我国相关计量部门应尽快出台相关电子式互感器的策略精确度控制标准，以期在电子互感器应用于数字化变电站的过程中，可以将数值测量的更为精确，从而提升数字化变电站的运转质量。

3.2.2加强对电子互感器的测试

对在电子互感器进行实验、测验过程中，要采用独特的测试方式。由于电子互感器与常规互感器之间存在较大的差异，因此将提出两种对比方法：在常规互感器的运转过程中是具备减极性的，而电子式互感器并无减极性；

对于精确性方面来说，电子式互感器运转过程中的二次负载能力以及仪表上的保安系数都与常规互感器不同。电子互感器为0.2S、STPE，在常规互感器中的数值为0.2S、SPZO。因此在使用电子互感器之前，要对常规互感器以及电子式互感器进行精密测试，才能在后期使用中发挥出电子式互感器的真正优势。

4结语

通过本文的分析我们可以看出，在数字化变电站应用电子式互感器的过程中，电子式互感器由于其绝缘能力优、暂态性强、占地面积小等优点，可以有效提升数字化配电站的运转水平。而相比于常规互感器来说，电子式互感器具备更为巨大的技术优势。虽然在使用过程中由于电子式互感器的采集单元安装位置、工作电源等问题会对电子式互感器的正常运转造成一定影响，因此就需要数字配电站的工作人员将采集单元位置设置的更为合理、工作电源问题处理地更为及时，才能有效提升电子式互感器在数字化变电站中发挥的效力。相信在广大技术人员的不断探索、实践下，电子式互感器可以更为广泛地应用到我国智能化变电站的建设中，满足人们用电需求的同时，为我国电力事业的发展做出巨大贡献。

参考文献：

[1]张凤仙，魏丽峰.浅析电子式互感器的优越性及其在数字化变电站中的应用[J].工程技术：文摘版，2016（11）：00090-00092.

[2]于文虎.电子式互感器在数字化变电站的应用探微[J].工程技术：全文版，2016（11）：00171-00171.

[3]赵宇.论述电子式互感器在数字化变电站的应用[J].电子制作，2017（24）：97-98.