电子式互感器在数字化变电站中的应用

电子式互感器在数字化变电站中的应用

沙胜周金

沙胜周金

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摘要：基于目前全球提倡低碳经济和合理开发及应用可再生能源，对于电力系统的配置要求也越来越高，不断优化配置是首要问题，由此智能电网的建设应遇而生。伴随当今科学技术发展迅猛，智能电网将作为电网发展的首要前景。在智能变电站中，数字化变电站作为其最主要的组成部分，对智能变电站的发展起着很重要的作用。电子式互感器作为数字化变电站的关键配置装置，其具有重量轻便、线性度佳、与数字化测量便捷且能保护设备各个端口等良好特性，相对于传统互感器，其特性较优越。为了保障数字化变电站的正常运转，必须合理且科学地选择电子式互感器的类型。

关键词：电子式互感器；数字化变电站；应用

一、电子式互感器的基本原理

1.1电子式电流互感器原理

当前，中压领域（40.5kV及以下）的电子式电流互感器原理主要有两种：罗氏线圈互感器和低功率线圈互感器。

由低功率线圈组成的电子式电流互感器原理详见图2。图中，Ra表示分流电阻，I1表示一次电流，I2表示二次电流，U2表示二次电流I2在分流电阻Ra两端的电压降。从该装置的构造和应用特点可预见经典感应电流互感器的未来发展趋势。它的主体构造包括一次绕组、小铁芯、损耗最小化的二次绕。二次绕组与Ra相连。在电流互感器主体构造中，Ra采用一体化设计，能使互感器的功率效率近似零值。U2与I1成比例，按照运行要求，U2的取值范围要求在0~5V之间。与以往所用的互感器装置相比，新型互感器的电流测量范围更大，并且具有测量功能和保护功能，功能较以往而言有所改进。

1.2电子式电压互感器原理

目前中压领域（40.5kV及以下）的电子式电压互感器主要采用了电阻分压原理的电压互感器，如图3所示。

新型电子互感器的高、低压电阻均经过优化设计，并且应用了高性能分压器，兼具测量与保护功能，测量精度0.2级，保护级3P级。电子式电压互感器的二次电压与一次电压成正比关系，二次电压取值范围为0-5V，基于与二次智能化设备接口，实现数字化、智能化的测量保护功能。并且该装置内部无铁芯，因而不会引起铁磁谐振。

二、电子式互感器在数字化变电站中的应用

数字化变电站，主要是指在对变电站进行具体建设规划设计时，实现了电气系统一次装置与电气二次装置之间的交互性数字化通讯，站内具备了统一的具体数据模型，以及先进的通讯平台，摆脱了原本孤立低效能的设备操作系统。在这个全站统一的、集信息传输与数据处理功能于一身的多功能平台上，想要实现站内核心设备及装置之间的智能化、数字化交互及相互操作，就要先满足变电站数字化要运行的需求，必须要使内部所有数据平台更加规范化、一次设备倾向数字化、二次设备倾向网络化。所以，对数字化变电站的核心技术进行总结其主要包括以下几部分：其一，是数字化的运行体系及结构。其二，是数字化的一次设备技术，主要包含ETV、数字断路器、ETA、数字变压器以及一次设备的在线监测等。其三，要以数字化的平台以及自动化的系统技术作为运行基础，其中主要包含测控系统、继电保护、安全系统、故障录波、电能质量监测、动态监测等系统。而变电站内的其他参数统计内容，例如试验的环境验证记录以及相关的技术基准参数计量等等，则可以利用以太网架构的数字化通讯模式作为核心，对具体的运行方案进行决策。在数字化变电站的运行方案决策过程当中，电子式电流互感器对于整个方案决策过程有着决定性的影响。这项设备的选型与配置，应当遵照以下几点准则：其一，电压等级配置为500kV、220kV的电子式互感器，借助光纤线路能够对整个控制室内的间隔合并器设备进行输出，整条信号通路，都依照双重化的标准进行配置。其二，电压等级配置为110kV的电子式互感器，需要输出到控制室之内的间隔合并器设备之内，不可超越此范围。其三，电压等级配置为10kV的电子式互感器，一般应设置在开关柜内部，视其组屏的方式进行具体安排，如其组屏方式属于集中组屏，那么互感器输出的模拟信号经过数字化终端的数字化处理之后，将会将其输出至控制室内的合并器，而TV合并器内部输出的数字信号，将会输送到各个间隔的数字化终端内部。其四，针对电容器的合并器，应当增加一条常规的TV(100v)输入通路。小电流的接地选线功能，则可以借助电子式的零序互感器来实现。其五，在使用TV并列功能时，合并器只能够同时接收两只ETV设备内部输出的数字量，并且要依据桥开的位置以及刀闸的位置选择一条通路，以方便向二次设备的输出。其六，是变压器管的配置。电子式互感器可以借助光纤线路，将电流输出到控制室内的间隔

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合并器设备当中。其七，是变压器温度的检测，具体的温度数据可由电子式互感器以模拟电流的方式输出至主控制室内部的合并器设备当中。其八，是GIS配置。电子式互感器，可以借助光纤线路将配置信息以虚拟电流形式输出至整个全控制室内的间隔合并器设备内。

三、结语

综上所述，电子式互感器有助于提升电力系统自动化与数字化以及智能化的发展。电子式互感器的广泛应用对改善我国电网运行质量和稳定性、确保电力设备和人身安全、节约能源、降低变电站建设和运营维护成本，实现资源的合理配置等各个方面有着不可忽视的作用，数字变电站中的应用对推动着数字变电站的建设与发展具有重要的现实意义和深远的历史意义。

参考文献

[1]欧峻彰.电子式电流互感器在数字化变电站的应用[J].中国高新技术企业(中旬刊),2014(10):40-41.

[2]曾鸣辉.浅谈数字化变电站电子式电流互感器的原理和比较[J].中华民居,2011(10):272-273.

[3]崔岩.数字化变电站技术及应用[D].天津:天津大学,2010.

作者介绍

沙胜（1987.6.23），性别：男；籍贯：吉林；民族：回；学历：本科学士；职称：工程师；职务：副班长；研究方向：生产经营管理。

周金（1987.4.27），性别：男；籍贯：江苏；民族：汉；学历：本科学士；职称：工程师；职务：行政秘书；研究方向：生产经营管理。