电子式高压电力互感器在电力系统的应用

电子式高压电力互感器在电力系统的应用

(广西电网有限责任公司北海供电局广西壮族自治区北海市536000)

摘要:为了减小变电站的建筑空间和占地面积,提高电力系统的自动化程度,满足“智能化、数字化、一体化、光纤化”的要求,新型的电子式电流互感器将取代传统的电磁式电流互感器。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行。

关键词:电子式高压互感器;电力系统;价值;运行

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

在对于电力体系的安全运行以及成本控制的研究过程中,增

加高电压、大电流的精确测量具有非常主要的意义。可以这样说,对各种电压、电流值的精确测量是对电力体系安全运行研究的基础。电力互感器主要包含电压互感器以及电流互感器两个部分的内容,它在电力体系中承担着电能计算以及获取继电保护信息的主要功能。可是在如今的条件下,发电以及输变电容量处于不断增加的状况,电网电压也在不断增加,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。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,并且造价较高,特别是在超高压电力体系中运行时,需要满足大短路容量的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替代。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。可是因为线路中暂态时会存在直流电流,电流互感器在这种状况下,会出现饱和的状况,一旦饱和,那么就无法精确地测量出稳态电流。电压互感器在运行过程当中,会因为电力体系中某些因素的影响,导致出现铁磁谐振,对设备形成严重的损坏。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搅扰的主要耦合路径。电磁式电力互感器在实际运行中,会选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。电磁式电力互感器在进行二次侧输出的过程中,对于电力体系负荷的影响要求较高,如果在二次侧输出中,承载的负荷较大,那么就大大影响测量的精确值。

1.2新型式的互感器的开发和运行的原因

1.2.1因为我国微电子技术的不断提高,为测量和保护提供了便利,二次设备功率的耗费很小,通常状况下,都在1至2V•A规模之内。在这种小耗费的条件下,下降了对互感器输出容量的要求。这就对二次设备抗搅扰能力提出了更高的要求。

1.2.2因为在电力体系中,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,并且在输出上要完成数字化特征。

1.2.3因为发电厂以及变电站对主动化的要求较高,因而,要求互感器的输出要完成数字化的改变,最佳可以使得直接接入过程总线完成网络化。

1.3电子互感器的优点

1.3.1电子互感器的绝缘结构设计较为容易明了,因为其中不存在铁心、绝缘油等物件,所以与传统的互感器比较,质量较轻,体积较小,在设备、运送、管理上都可以节约很多的人力物力。

1.3.2因为电子互感器的设计问题,其在运行过程中不用重视磁饱以及铁磁谐振的问题,可以适用的电流和电压规模较大,并且具有较强的抗搅扰能力,受到外界条件的限制较少,大大提升了测量的准确性。

1.3.3因为电子互感器中,有关传感以及信号处理部分的物件外形较小,质量较轻,可以容易放置于成套电器或者成套的配电装置中,这就为电力设备向着集成化的方向发展提供了可能。

1.3.4电子互感器可以满足继电保护设备发展的要求。在传统互感器的影响之下,现代电子互感器在实施保护功能时,大多是需要凭借工频量进行的。这样当出现过渡电阻,以及体系震荡、磁饱等状况时,就会对电子互感器形成严重影响,并且自身主要的保护功能也无法满足电力体系发展的要求。对于微机保护来说,它的主要发展方向是运行故障时的暂态信号量来实施保护判断的。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。

1.3.5电子互感器可以有效完成变电站向着数字化、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,可是因为光信号的优点较为良好,并且光纤通信技术的使用规模又非常广泛,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愈加可靠、有效。

2电子互感器在电力系统当中的运行分析

2.1保护继电

2.1.1对电力体系中的硬件设备、软件设备产生影响。电磁式互感器在实际运行中的模拟输出信号需要通过一系列的转化工作能力传输到继电保护等二次装备中。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况,不仅可以有效下降成本,并且可以提高设备的可靠性。运行电子式互感器时,继电保护以及监控设备可以直接在数字接口处,承受由互感器输出的数字信息。从如今的市场状况来看,许多相关店铺都出售数字式继电保护以及测控设备,可以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非常明显的优势就在于可以为保护提供支持,其中的测量功能可以完成有效的保护。并且在发生故障以及断路器预分合时,还能精确记载当时的波形状况。

2.1.2对差动的保护。在差动保护中,因为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杂乱,可靠性也随之下降。随着科技的发展,如今的电子式电流互感器已具有了无磁饱和等优点,因而,在差动保护中可以使相应的动作数据大大被简化,迅速性和可靠性也得到很大的提高,差动保护比率主动的动作定值和比率制动系数也得到了进一步的下降,在这些基础之上,差动保护的活络性得到提高。在选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出现饱和状况,很容易诱发母线保护误动。因为电子式电流互感器具有高保真传变特性,其可以为瞬时值母线差动以及迅速母线差动保护提供保护条件,不仅可以使母线差动的判据得到很多的简化,还可以迅速提高母线保护的可靠性和迅速性。

2.2对故障测距的影响

电子式互感器自身具有的一个明显的特点就在于测量的规模较宽,并且在测量中的精确性较高,功能较为稳定,并且在线路保护行波理论研究上有良好效果。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、动态规模较大、全波形性测量等优点,为全波形的实际运行做好条件预备。随着研究的不断深入,光学原理电流互感器就可以在实际运行中发挥较大的价值。

结束语

目前国内在电子式电流互感器的研究方面,尤其是在高电压等级电力系统中的应用还面临一些问题,如温度和应力产生的双折射现象,长期运行时的精度和稳定性还需进一步试验和现场考验。

参考文献

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[2]周有庆,刘琨,吴桂清,等.基于Rogowski线圈电子式电流互感器的研究[J].电力电气,2015,25(6):106-110.

[3]徐大可,赵建宁,张爱祥,等.电子式互感器在数字化变电站中的应用[J].高电压技术,2015,33(1):78-82

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