电子式高压电力互感器在电力系统的运用

摘要：在我国经济飞速发展以及科技信息不断进步的形势之下，电力系统也朝着自动化、智能化以及数字化的方向发展。由于现代社会对电力系统的要求不断增加，传统的电磁式电流互感器已经渐渐跟不上时代发展的步伐。在电力系统的发展下，电气设备的自动化能力在不断提升。相关的研究者在对实践状况进行分析和总结的基础上，寻求推广电子式高压互感器的办法，文章主要探究的就是电子式高压互感器在电力系统当中的运用。
 

关键词：电子式高压互感器；电力系统；价值；运用
 

1对电子式高压电力互感器进行研究的价值所在
 

1.1弥补传统互感器中存在的不足
 

在对于电力系统的安全运行以及成本控制的研究过程当中，增加高电压、大电流的精确测量具有十分重要的意义。可以这样说，对各种电压、电流值的精确测量是对电力系统安全运行研究的基础。电力互感器主要包括电压互感器以及电流互感器两个部分的内容，它在电力系统当中承担着电能计算以及获取继电保护信息的重要职能。但是在现在的条件下，发电以及输变电容量处于不断增加的状态，电网电压也在不断升高，这就对电流以及电压互感器的性能和功能等提出了更大的要求。传统的电磁式电力互感器由于自身存在的缺陷，已经难以满足现代电力系统的要求，表现在如下几点：

（1）电磁式电力互感器自身的绝缘设置十分复杂，体积较大，不易安装和管理，而且造价较高，特别是在超高压电力系统当中运用时，需要满足大短路容量的动稳定以及热稳定的要求，就导致电磁式电力互感器必须要被新的互感器设备所取代。

（2）传统互感器在对稳态电流进行测量时，其展现出来的线性度特征是非常稳定的。但是由于线路中暂态时会存在直流电流，电流互感器在这种情况下，会出现饱和的状态，一旦饱和，那么就无法精确地测量出稳态电流。

（3）电压互感器在运行过程当中，会因为电力系统当中某些因素的影响，导致出现铁磁谐振，对设备造成严重的损坏。

（4）由电流、电压互感器等引至二次保护控制设备的电缆是电磁干扰的重要耦合途径。

（5）电磁式电力互感器在实际运行当中，会采用油浸纸来对一些易燃易爆物绝缘。这样就导致存在较大的不安全因素。

（6）电磁式电力互感器在进行二次侧输出的过程当中，对于电力系统负荷的影响要求较高，如果在二次侧输出当中，承载的负荷较大，那么就大大影响测量的准确值。
 

1.2新型式的互感器的开发和运用的原因
 

在不同的测量原理的指导下，产生了多种多样的新型式互感器。经过几十年的不断发展，到了近期，互感器的进步才逐渐凸显，大大增加了新型互感器在电力系统中的价值体现。主要原因有：

（1）由于我国微电子技术的不断进步，为测量和保护提供了便利，二次设备功率的消耗很小，一般情况下，都在1至2V•A范围之内。在这种小消耗的条件下，降低了对互感器输出容量的要求。这就对二次设备抗干扰能力提出了更高的要求。

（2）由于在电力系统当中，开关设备的集成化以及智能化特征，导致对互感器的要求增加，在这种条件下，互感器的体积要小，质量要轻，而且在输出上要实现数字化特征。

（3）由于发电厂以及变电站对自动化的要求较高，因此，要求互感器的输出要实现数字化的转变，最好能够使得直接接入过程总线实现网络化。
 

1.3电子互感器的优点
 

（1）电子互感器的绝缘结构设计较为简单明了，因为其中不存在铁心、绝缘油等物件，所以与传统的互感器相比，质量较轻，体积较小，在安装、运输、管理上都能够节省大量的人力物力。

（2）由于电子互感器的设计问题，其在运行过程当中不用关注磁饱以及铁磁谐振的问题，能够适用的电流和电压范围较大，而且具有较强的抗干扰能力，受到外界条件的限制较少，大大提升了测量的准确性。

（3）由于电子互感器当中，有关传感以及信号处理部分的物件外形较小，质量较轻，可以轻易放置于成套电器或者成套的配电装置当中，这就为电力设备向着集成化的方向发展提供了可能。

（4）电子互感器能够满足继电保护装置发展的要求。在传统互感器的影响之下，现代电子互感器在施行保护职能时，大多是需要借助工频量进行的。这样当出现过渡电阻，以及系统震荡、磁饱等状况时，就会对电子互感器造成严重影响，而且本身重要的保护职能也无法满足电力系统发展的要求。对于微机保护来说，它的主要发展方向是运用故障时的暂态信号量来施行保护判断的。如此一来，就对互感器的线性度，以及动态特征等提出了较高的要求。电子互感器的出现，有效地满足了这一特殊要求。

（5）电子互感器能够有效实现变电站向着数字化、光纤化以及智能化方向发展。电子式互感器的信号以及传输形式都可以通过光缆来完成，但是由于光信号的优点较为突出，而且光纤通信技术的使用范围又十分广泛，从而导致变电站内部以及变电站与上级之间的数据传输变得更加可靠、有效。
 

2电子互感器在电力系统当中的运用分析
 

2.1保护继电
 

（1）对电力系统当中的硬件设备、软件设备产生影响。电磁式互感器在实际运行当中的模拟输出信号需要经过一系列的转化工作才能传输到继电保护等二次装备当中。电子式互感器则有很大的不同，它在输出信号时是一种数字化的状态，不仅能够有效降低成本，而且能够提高设备的可靠性。运用电子式互感器时，继电保护以及监控装置能够直接在数字接口处，接受由互感器输出的数字信息。从目前的市场情况来看，许多相关店铺都出售数字式继电保护以及测控装置，能够为电子式互感器提供有效的硬件设备。电子式互感器有一个十分明显的优势就在于能够为保护提供支撑，其中的测量功能能够实现有效的保护。而且在发生故障以及断路器预分合时，还能准确记录当时的波形情况。


（2）对差动的保护。在差动保护中，由于电磁性电流互感容易饱和而导致线路差动保护误动，对其所采取的差动保护抗CT饱和措施容易致保护算法和数据进一步的复杂，可靠性也随之降低。随着科技的发展，现在的电子式电流互感器已具有了无磁饱和等优点，因此，在差动保护中可以使相应的动作数据大大被简化，快速性和可靠性也得到很大的提高，差动保护比率自动的动作定值和比率制动系数也得到了进一步的降低，在这些基础之上，差动保护的灵敏性得到提高。在采用传统的电流互感器时，若母线的区外线路短路，而在母线上连接的故障支路的CT出现饱和状态，很容易诱发母线保护误动。由于电子式电流互感器具有高保真传变特性，其能够为瞬时值母线差动以及快速母线差动保护提供保护条件，不但能够使母线差动的判据得到大量的简化，还能够快速提高母线保护的可靠性和快速性。
 

2.2对故障测距的影响
 

电子式互感器本身具有的一个明显的特点就在于测量的范围较宽，而且在测量当中的准确性较高，性能较为稳定，而且在线路保护行波理论研究上有突出作用。与此同时，光学原理电力互感器也具有明显的特点，具有频带宽、动态范围较大、全波形性测量等优点，为全波形的实际运行做好前提准备。随着研究的不断深入，光学原理电流互感器就能够在实际运行中发挥较大的价值。
 

3结束语
 

在现代数字信号处理技术以及光纤技术不断成熟的时代，电子式电流互感器的优势越来越凸显，也是一些学者、厂家、用户等的第一选择。电子式互感器能够有效弥补以往传统磁式电流互感器的缺陷，而且解决了电力系统当中困扰我们多年的问题。有关电子式互感器的实际运用，还需要相关研究者和工作人员不断努力。
 

参考文献
 

[1]黄智宇，段雄英，张可畏，等.电子式高压互感器数字接口的设计及实现[J].电力系统自动化，2005（11）.

[2]杨作鹏.高压电力计量系统故障分析与建模[J].电子制作，2016（16）.

作者：李海将 单位：国电海南大广坝发电有限公司