【摘要】互感器的選型問題一直是智能變電站面臨的重要問題，提出了互感器選型、參數(shù)及安裝方式。

【關(guān)鍵詞】智能變電站；互感器

當(dāng)前，變電站以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本功能，并支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等高級(jí)功能?；谝陨弦蠹肮δ?，智能化變電站應(yīng)采用數(shù)字化電氣量測(cè)系統(tǒng)采集電流、電壓等電氣量。因此，智能化變電站互感器配置方案有兩種型式：常規(guī)互感器+合并單元及電子互感器配置方案。

一、常規(guī)互感器+合并單元特點(diǎn)分析

常規(guī)互感器輸出為強(qiáng)電模擬信號(hào)（1A或5A，100V或57.7V），不能直接提供與數(shù)字系統(tǒng)相匹配的數(shù)字信號(hào)輸出，須采用帶模擬量插件的合并單元將常規(guī)互感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)輸出。

二、電子互感器特點(diǎn)分析

電子式互感器根據(jù)其高壓部分是否需要工作電源，可分為有源式和無源式兩大類。有源電子式電流互感器有低功率線圈和羅氏線圈兩種。有源電子式電壓互感器有電容分壓、電阻分壓、電感分壓型及阻容分壓等類型，均屬電磁測(cè)量原理。無源電子式電流互感器有磁光玻璃型和全光纖型兩種。無源電子式電壓互感器有基于普克爾效應(yīng)型和逆壓電效應(yīng)型兩種。電子式組合電流電壓互感器將電流互感器和電壓互感器組合為一體，實(shí)現(xiàn)對(duì)一次電流電壓的同時(shí)測(cè)量。

三、電子互感器應(yīng)用現(xiàn)狀分析

1、總體情況

（1）裝用情況

①電子式互感器在系統(tǒng)所有在運(yùn)互感器中所占比例較低，僅為0.48%，且主要為電子式電流互感器，平均運(yùn)行年限為3.0年；

②目前裝用的電子式互感器以有源型為主，約占2/3。其中，電子式電壓互感器及電子式組合互感器全部為有源型。

（2）運(yùn)行情況

①在運(yùn)電子式電流、電壓及組合型互感器2010年的故障率分別為4.91臺(tái)次/百臺(tái)？年、11.37臺(tái)次/百臺(tái)？年及1.90臺(tái)次/百臺(tái)？年。其中，直流系統(tǒng)中在運(yùn)電子式電流、電壓互感器故障分別占49.04%、61.54%。

②采集器故障為電子式互感器最突出的故障類型，在三類互感器中的占比分別達(dá)到44%、27%和89%。

③無源電流互感器的光纖故障問題、有源電壓互感器的絕緣問題均不容忽視。

2、試點(diǎn)工程應(yīng)用問題及應(yīng)對(duì)措施

借助國(guó)家電網(wǎng)公司2009-2010年規(guī)劃開展的智能變電站試點(diǎn)工程，電子互感器在智能化試點(diǎn)變電站中得到廣泛應(yīng)用，如延安750kV、長(zhǎng)春南500kV、午山220kV、鄢陵220kV等變電站。大多數(shù)投運(yùn)的電子式互感器運(yùn)行穩(wěn)定可靠，為變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供堅(jiān)強(qiáng)有力的保障，但也有部分設(shè)備出現(xiàn)異常或故障。針對(duì)異常和故障，各工程目前已采取相應(yīng)的有效措施。

（1）延安750kV變電站

設(shè)備型式：750kV采用罐式斷路器，電子互感器組合安裝。

問題描述：在斷路器、隔離刀合-分閘操作時(shí)，電器殼體有瞬態(tài)過壓，互感器采集器安裝點(diǎn)的“地電位”瞬間抬升，導(dǎo)致電源端入口、信號(hào)引線入口均有瞬態(tài)過電壓現(xiàn)象。由于設(shè)備“VFTO”（快速暫態(tài)過電壓）防護(hù)措施不夠完善，數(shù)據(jù)采集器電路缺少抗御高壓拉弧干擾的專用防護(hù)器件，在開合閘操作時(shí)導(dǎo)致采集電路損壞或通信故障。

采取措施：增加信號(hào)側(cè)的空腔功率型低通濾波器；增加電源側(cè)的VFTO抑制器；增加EMC分箱集成的空氣電磁場(chǎng)防護(hù)組件；提高安裝、引線、接地方式等一整套特高壓封閉電器的現(xiàn)場(chǎng)裝配工藝要求。

目前效果：運(yùn)行良好，再無相應(yīng)問題出現(xiàn)

（2）午山220kV變電站

設(shè)備型式：220kV采用GIS配電裝置，電子互感器組合安裝。

問題描述：同延安750kV變同一性質(zhì)問題

采取措施：調(diào)整互感器、遠(yuǎn)端模塊的接地方式；增加遠(yuǎn)端模塊抗瞬態(tài)干擾措施；增加抗輻射干擾屏措施；增加工藝、元器件選型要求等措施。

目前效果：運(yùn)行良好，再無相應(yīng)問題出現(xiàn)

（3）鄢陵220kV變電站

設(shè)備型式：采用戶外AIS，電子互感器組合安裝。

問題描述：110kV線路某電壓互感器本體二次引出線安裝接線時(shí)受到較大拉力，導(dǎo)致底部密封被破壞，潮氣侵入互感器本體，引發(fā)局部放電，發(fā)生一次短路接地故障，產(chǎn)生燒灼現(xiàn)象。該故障屬密封工藝問題引發(fā)的個(gè)別案例。

采取措施：加強(qiáng)在互感器本體與采集器之間連接部分的密封措施。

目前效果：運(yùn)行良好，再無相應(yīng)問題出現(xiàn)

（4）長(zhǎng)春南500kV變

設(shè)備型式：500kV采用HGIS配電裝置，220kV采用GIS配電裝置，電子互感器組合安裝。

問題描述：電子式互感器產(chǎn)品在投運(yùn)調(diào)試過程中，遇到與延安750kV變類似的電磁干擾問題和羅氏線圈分閘“拖尾”問題。

采取措施：針對(duì)電子電路的接地措施和設(shè)計(jì)缺陷，提出相應(yīng)改進(jìn)方案：

（1）全部更換HGIS、GIS本體上掛裝的ECT、EVT數(shù)據(jù)采集箱，更換所有電子電路部分。

（2）HGIS、GIS新附配的ECT、EVT數(shù)據(jù)采集箱統(tǒng)一采用垂直落地、就近安裝方式，單點(diǎn)獨(dú)立接地。

（3）采集箱新增空腔式功率型低通濾波器、瞬態(tài)地電位跳變抑制器、小型化分體組合電磁屏蔽腔。

（4）新增元件在采集箱內(nèi)一體化集成，增加的防護(hù)級(jí)數(shù)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)參數(shù)確定。

3、經(jīng)濟(jì)性比較

電子式互感器與常規(guī)互感器相比，價(jià)格較高，但提高了測(cè)量性能，減少了占地面積、敷設(shè)電纜及設(shè)備的退出次數(shù)和退出時(shí)間，縮短了建設(shè)周期，運(yùn)行維護(hù)方便，一定程度上會(huì)減少變電站壽命周期內(nèi)的總體成本。光學(xué)式OCT與電學(xué)式ECT相比，在材料和工藝等方面要求更高，造價(jià)更高。

四、結(jié)論

從實(shí)現(xiàn)原理、可靠性和經(jīng)濟(jì)性等方面對(duì)進(jìn)入實(shí)用化階段的幾種互感器進(jìn)行分析比較，結(jié)論如下：

（1） 采用常規(guī)互感器+合并單元的方式，實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)字化，采用光纖傳輸采樣值，提高抗干擾能力。

（2） 優(yōu)化互感器的二次繞組數(shù)量及負(fù)荷。

（3） 采樣率為80點(diǎn)/周波，合并單元的采樣頻率是4kHz。