电子式互感器

目录 一、标准化设计定制方案 二、电流互感器选型 三、关于CT二次负荷 四、电压互感器选型 五、 电子式互感器

在运行的电子式电压互感器均为有源电压互感器，按传感原理分类，电容分压型占总数的58%，其他类型（包括阻容式分压、电感式分压等）占总数的42%。 电子式电压互感器运行故障统计。电压互感器故障可分为采集器故障、合并单元故障、电磁干扰影响及绝缘问题等四大类。

近年来，智能变电站得到大力推广建设，电子式互感器、合并单元和数字化电能表等设备构成的计量系统广泛应用于智能变电站中，但实际运行中出现了很多缺陷和故障，频繁出现了因计量系统问题导致的母线进出电量不平衡、线损率超标的情况，甚至出现了因台并单元缺陷导致保护误动的严重事故，危害电网的安全稳定运行。 上述这些设备都按规定进行了入网检测，但在实际运行中却出现问题，反映出已有的检测方法尚不完善。智能变电站计量系统的原理和结构比传统电能计量系统都更复杂，已有方法仍沿袭了传统互感器、传统电能表等设备的检测思想，仅着眼于分立组件的单体检测，未对系统进行整体验证，忽略了各组件之间的配合和相互影响，存在检测官区，导致了原有的现场检测不能真实反映出计量系统实际运行中的整体性能，无法查出系统潜在的缺陷，且需要针对每台被检设备单独搭建检测场景，工作量大，效率低。 针对上述问题，本项目面向智能变电站计量系统的技术特点，研制了系统级测试仪，创造性提出了全链路检测方法，不仅消除了调试“官区”，还大幅提高了工作效率。同时，编制了团体标准《智能变电站+数字化采样值网络传输检测规范》，有效弥补了已有技术标准体系的不足。

随着智能电网的快速发展，智能变电站对设备要求越来越高。电流互感器作为广泛应用于电力系统中，起到测量和保护作用的仪器设备，向智能化、数字化、网络化、标准化发展成为方向。传统的电磁感应式电流互感器具有磁饱和、铁磁谐振、动态范围小以及易燃易爆等缺点，且输出为模拟量，不能与数字化二次设备直接接口，电子式电流互感器由于不含铁芯，能有效消除设备磁饱和、铁磁谐振，具有优良的绝缘性能、体积小没有易燃易爆等优点，能满足智能电网的要求，但在现场应用中会受到电磁兼容、温度影响、造价大等缺点，难以推广应用。该成果研究一种采用新型光纤材料的新型电子式互感器,具备信息数字化、通信网络化、共享标准化的固有特点，并且较传统电子式互感器计量准确度更高、经济性好、运行稳定可靠的纯光互感器，研制成果的设备实现了在宁夏地区的挂网试运行，解决传统电流互感器运行稳定性差、造价高昂等问题。

智能电网是全球电力行业的新话题，不同的国家都在以自己的方式研究和实践智能电网，随着光纤技术的发展，当前国内基于光纤技术的电子式互感器在数字化变电站中广泛应用，并取得重大进展，IEC61850正在从变电站走向整个电力行业自动化领域，相关技术越来越成熟，它克服了传统互感器绝缘复杂、体积大且笨重、易饱和等缺点，为光纤技术在发电机保护进一步发展和应用创造了条件。基于光纤技术的数字化电厂的发展可以降低发电成本、提高电能质量、减少设备故障率，最终实现电厂的安全运行和节能增效。基于上述情况，本项目针对基于光纤技术的光学电流互感器的数字化发电机保护关键技术进行了深入的研究，并开展光纤回路的功能定义、接线技术、标识等方面设计及应用。 本项目创新点有：1）提出基于光学电流互感器的多种多重差动保护方案，提高了内部故障主保护整体性能，是光学电流互感器在发电机组上的首次应用。2）设计并研制了发电机专用光学电流互感器，克服了传统互感器绝缘复杂、体积大且笨重、易饱和等缺点，适用于发电机恶劣运行环境。3）基于介质黏带减振的光学互感器抗振动技术，从而实现了对传感光纤的振动缓冲，提高了传感环的抗振动能力。4）集成式光纤测温精度补偿技术，在温度循环试验中比差变化小于0.15%，角差变化小于1分，均远优于国标。5）新型光纤接线技术，解决光缆分理、接入等问题，实现光纤的在线维护。本项目成果从根本上解决了发电机继电保护技术现存的请多问题，是国内外唯一基于光纤技术应用光学互感器的发电机保护，它在主保护性能、变频相量算法精度等方面均优于常规发电机保护。与国内外现有光学互感器相比，项目研制的发电机专用光学互感器安装灵活、电流线性测县范围更广、具有更好的振动和温度特性。本项目成果，获得专利授权4项，发表论文2篇，成果鉴定报告1项。

近年来，智能变电站相关专业技术取得了长足发展。电子式互感器、合并单元、智能终端等新设备大量应用，智能IED设备的布置方式由二次小室向户外柜、预制舱等就地化方式过渡，新技术、新设备的应用和安装方式的变化给二次专业带 来了新的问题。在现有基础上进一步提高系统性能，解决智能变电站发展过程中出现的新问题，沿原有模式和轨道的提升空间有限，需要有突破性的技术创新和运维模式变革。综合上述智能变电站的问题与需求，我司提供了就地化整站解决方案。

变电

数字化测量新技术在智能变电站以及直流换流站中得到了广泛应用，而电子式互感器作为高压直流输电系统(HVDC)关键的一次与二次连接设备，担负着整站的测量、保护与控制信号的采集与传输任务，因此为确保测量的准确性和可靠性，必须对电子式互感器各项性能进行测试评估以满足电网的安全稳定运行。 电子式互感器故障率较高，以电子式电流互感器为例，历年来国网21个直流工程中配置的电子式CT故障率约为常规电磁式CT的84倍，其中以本体故障，远端.模块故障，光接口板故障为主，并发生多起由于电子式CT故障造成保护误动闭锁直流的案例。近年来，电子式.互感器在南方电网得到广泛应用，亦发生多起由于电子式互感器采集器或合并单元异常而造成保护误动事件。电子式互感器故障已经严重影响到系统的安全稳定运行，需要引起高度重视，除工艺制造水平的加强外，需要进一步 完善检测手段。 HVDC接地极线路运行实际工况要求，其直流互感器能准确传变很小的直流电流、故障时智态大电流及额定电流，这对全量程下的宽频测量性能提出了很高要求。 针对以上问题，本课题研究搭建了大跨度量程下接地极线路用直流互感器频率及阶跃响应测试系统，提出一种稳态直流-谐波分量联合叠加的频率响应特性测试方法，完善了对直流互感器频率响应特性的评估。提出了一种基于数字-模拟仿真故障态的ECT传变测试方法，建立了电子式互感器频率混叠测试分析模型及其测试系统。采用数字仿真输出模拟现场不同故障类型的信号，有效解决了直流互感器谐波及故障态下的传变测试，项目的研究成果为接地极线路故障检测、保护、测距及运维提供了重要支撑。

该成果从根本上解决了电子式互感器采集卡抗快速暂态过电压问题，解决电子式互感器实用化的技术瓶颈。

智能电网技术的发展使我国变电站建设型式发生了根本变化，二次设备因安装位置前移，将面对比常规变电站更加恶劣的电磁环境，这主要是由于现有电力智能设备相关标准和干扰防护方案都是基于传统变电站中电工电子所处的电磁环境制定的，而智能变电站结构配置和电磁环境与传统变电站不同，造成了电子式互感器等智能设备虽通过了标准中所规定的电磁兼容试验，但到现场仍存在高故障率的情况。因此，目前亟需开展变电站系统级强电磁环境模拟技术研究，并研制成套试验装备，形成相关标准，进而通过产品试验考核，降低电力智能设备的现场应用故障率，保障国网公司坚强智能电网建设的顺利开展。项目通过产、学、研、用多家单位联合攻关，从强电磁环境标准模拟试验方法、系统级强暂态电磁环境模拟试验平台、长期全工况电磁环境模拟技术三个方面开展研究，并实施工程应用，有效解决了上述难题，取得了集理论、技术、装备和应用于一体的系列成果。 本项目成果授权专利20项，发表文章23篇，制定相关标准2项，在电力工业电气设备质量检验测试中心、各地方电力公司及生产厂家得到应用，各项指标均符合现场应用和标准化的要求，并已全面应用于我国输变电工程中电子式互感器性能检测和故障诊断，显著提升了产品的抗强电磁干扰能力。经业内专家鉴定，一致认为：“项目研究成果达到国际领先水平”。