于明光，王 強

（國網(wǎng)遼寧省電力有限公司本溪供電公司，遼寧 本溪 117000）

1 數(shù)字化變電站的技術(shù)特點分析

1.1 層次化

數(shù)字化變電站為三層結(jié)構(gòu)，包括過程層、間隔層、站控層。三層之間借助高速網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)相互通信。電氣設(shè)備智能化部分位于過程層，主要負(fù)責(zé)測量電氣量參數(shù)、監(jiān)測設(shè)備運行、驅(qū)動操作控制。相較傳統(tǒng)變電站而言，數(shù)字化變電站實現(xiàn)了統(tǒng)一的模型建設(shè)，利用間隔層可對通信信息進行分層次傳輸，并且形成了標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，可實現(xiàn)與智能化設(shè)備的無縫對接[1]。

1.2 層間無縫通信

數(shù)字化變電站中，各層之間利用高速網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)變電站與控制系統(tǒng)的通信，大幅提升了信息傳遞效率和共享水平。數(shù)字化變電站在具備傳統(tǒng)變電站監(jiān)測、保護、控制等功能的基礎(chǔ)上，還借助標(biāo)準(zhǔn)化的操作平臺，實現(xiàn)了動態(tài)監(jiān)測、故障診斷、電能質(zhì)量監(jiān)測、遙視、仿真模擬等功能[2]。標(biāo)準(zhǔn)化操作平臺依靠站控層中的計算機系統(tǒng)進行運行，利用計算機系統(tǒng)可即時處理各類對象模型，提高數(shù)字化變電站的運行維護工作效率。

1.3 設(shè)備關(guān)聯(lián)程度高

數(shù)字化變電站中，各類設(shè)備相互關(guān)聯(lián)的程度相對較高。在網(wǎng)絡(luò)運行條件下，變電站的保護設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備、通訊設(shè)備、控制設(shè)備等均在同一網(wǎng)絡(luò)下運行，使得一次設(shè)備和二次設(shè)備實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理。

2 電子互感器技術(shù)在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用

2.1 電子互感器的原理

電子互感器歸屬于電氣測量儀器的范疇，由互感器測量所得的電氣量，可以傳給控制裝置。電流互感器和電壓互感器是電子式互感器中最常見的兩種類型。雖然這兩種類型的互感器在功能上有所差別，但它們的基本原理沒有顯著差異，具體的工作原理如圖1所示。

圖1 電子互感器的工作原理

通過對圖1進行分析可知，當(dāng)電子互感器中的一次傳感器接收到相關(guān)的信號后，會經(jīng)過處理后傳給一次轉(zhuǎn)換器，隨后再傳給傳輸系統(tǒng)，最終利用二次轉(zhuǎn)換器將信號轉(zhuǎn)換為電氣量，并提供給繼電保護等裝置，為監(jiān)控、保護功能的實現(xiàn)提供可靠依據(jù)[3]。

2.2 具體應(yīng)用

數(shù)字化變電站中，對電子互感器進行具體應(yīng)用時，互感器的配置是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。配置的合理與否，直接影響電子互感器功能和作用的發(fā)揮。在對電子式互感器進行配置的過程中，應(yīng)對如下要點加以注意。

雙重化標(biāo)準(zhǔn)?？梢园凑针妷旱燃墝﹄娮踊ジ衅鬟M行合理選擇，并利用光纖進行連接，據(jù)此實現(xiàn)對控制室內(nèi)合并單元信號的傳輸。在信號通道配置上，應(yīng)當(dāng)按照雙重化標(biāo)準(zhǔn)進行配置。

范圍控制。對于電壓等級為110 kV的變電站，在對電子互感器進行配置的過程中，信號應(yīng)當(dāng)輸入到控制室內(nèi)的合并單元，并且不得超出這個范圍，以免引起設(shè)備異常。

按組屏方式安排。在電壓等級為10 kV的數(shù)字化變電站中，可在開關(guān)柜的內(nèi)部選擇一個適宜的位置對電子互感器進行配置。互感器的安排，可按照開關(guān)柜的組屏方式確定。如果開關(guān)柜采用的是集中組屏方式，電子互感器的輸出信號經(jīng)過數(shù)字化處理后，會傳給位于控制室內(nèi)的合并單元，而合并單元輸出的信號，則會傳給位于間隔層內(nèi)的數(shù)字化終端。

設(shè)置輸入通路。在對電子互感器進行配置時，應(yīng)針對其上的合并器增設(shè)一條輸入通路。對于電流相對較小的接地選線，則可通過零序互感器實現(xiàn)[4]。

變壓器測溫。電子互感器在進行信號傳輸時，通常依托光纖線路。對于檢測到變壓器的溫度信息，可通過模擬電流輸出到控制室的合并單元，從而實現(xiàn)對變壓器的溫度監(jiān)控。

2.3 應(yīng)用優(yōu)勢

通過研究電子互感器在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，電子互感器具有諸多應(yīng)用優(yōu)勢，具體體現(xiàn)在如下幾個方面。

提升保護裝置的正確率。數(shù)字化變電站中，通過電子互感器的應(yīng)用，大幅提升了保護裝置動作的正確率。由于電子互感器中沒有鐵芯，不存在磁飽和的隱患問題，且互感器還具有良好的暫態(tài)性，對于設(shè)備故障的反應(yīng)不但及時而且準(zhǔn)確。這些性能指標(biāo)，滿足了數(shù)字化變電站內(nèi)以暫態(tài)信號作為判斷參量的微機保護裝置的動作要求[5]。通過對某數(shù)字化變電站應(yīng)用電子互感器前后的數(shù)據(jù)進行對比分析后發(fā)現(xiàn)，在沒有應(yīng)用電子互感器前，全年誤動作的次數(shù)在10～12次，由此引起的大范圍停電事故2起，造成了巨大的經(jīng)濟損失。應(yīng)用電子互感器后，繼電保護裝置未出現(xiàn)過誤動作的情況。

抗干擾能力增強。電子互感器在數(shù)字化變電站的應(yīng)用，可以有效消除鐵磁諧振，由此進一步增強了抗干擾能力[6]。例如，某數(shù)字化變電站原本采用的是電磁式電壓互感器，某一次側(cè)熔斷器保險絲熔斷，引起電壓減載保護和低頻保護動作，斷路器跳閘，引發(fā)大范圍停電事故。通過對這次事故的成因進行分析后發(fā)現(xiàn)，是因為鐵磁諧振產(chǎn)生的過電壓導(dǎo)致熔絲熔斷。由于電子互感器不會出現(xiàn)鐵磁諧振情況，所以運行過程中不會出現(xiàn)過電壓?？梢?，它的應(yīng)用能夠有效解決該問題。

降低成本低。在數(shù)字化變電站中，電子式互感器與傳統(tǒng)變電站的電磁式互感器相比，具備體積小、功耗小、質(zhì)量輕、節(jié)能性好等優(yōu)勢。電子式互感器采用的絕緣材料為結(jié)構(gòu)簡單的玻璃纖維，可有效降低電子式互感器的成本。電子式互感器的各個電子器件損壞率較低，使用壽命較長，可減少運行維護階段的成本支出。調(diào)查資料顯示，應(yīng)用傳統(tǒng)的電磁式繼電器，每年需要付出的維修費用為12萬元。而應(yīng)用電子式繼電器，每年維修費用不足3萬元，成本控制效果明顯。此外，電子式互感器的耗電量較小，僅為傳統(tǒng)電磁式繼電器耗電量的1/7左右。

節(jié)約人力資源。數(shù)字化變電站中，借助高速網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)電子式互感器的數(shù)字信號快速傳遞，提高數(shù)據(jù)通信速率。在變電站數(shù)據(jù)通信要求下，還可以構(gòu)建現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)互感器數(shù)據(jù)的高度共享。數(shù)字化變電站可依靠遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)進行自動化操作和遠(yuǎn)程操作，實現(xiàn)對變電站設(shè)備運行的狀態(tài)監(jiān)測，大幅減少運維人員的工作量，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)無人值班，有效節(jié)省人力資源配置。根據(jù)調(diào)查資料顯示，數(shù)字化變電站在應(yīng)用電子式互感器后，與傳統(tǒng)的變電站相比，可節(jié)省40%的人員配置。

減少故障發(fā)生。數(shù)字化變電站中，智能化設(shè)備的故障發(fā)生率明顯降低。這是因為電子式互感器利用光纖連接高壓側(cè)與低壓側(cè)實現(xiàn)信號傳輸，可有效避免高壓回路和二次回路對信號傳輸造成干擾，消除設(shè)備誤動作現(xiàn)象。此外，電子式互感器具備測量精度高、穩(wěn)定性強、適應(yīng)范圍廣等優(yōu)勢，可彌補傳統(tǒng)電磁式互感器依靠補償元件提高測量精度的弊端。這種情況能夠減少元件之間的連接故障，使電子式互感器利用自身功能便可以滿足變電站的運行要求，無需借助其他元件設(shè)備。調(diào)查資料顯示，數(shù)字化變電站應(yīng)用電子式互感器可明顯降低繼電保護裝置的故障率，降低幅度高達80%。

3 結(jié) 論

綜上所述，在數(shù)字化變電站中，通過對電子互感器的合理配置和應(yīng)用，提高了變電站的運行穩(wěn)定性，充分體現(xiàn)了電子互感器的優(yōu)勢。為推動數(shù)字化變電站的發(fā)展，應(yīng)對電子互感器進行大范圍推廣使用。同時，業(yè)內(nèi)的專家學(xué)者應(yīng)在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，加大對電子互感器技術(shù)的研究力度，通過不斷改進、優(yōu)化，完善電子互感器的性能，從而使其更好地為數(shù)字化變電站服務(wù)。

[1] 和前偉.電子式互感器在數(shù)字化變電站的應(yīng)用[J].云南電力技術(shù)，2012，40（3）：67-69.

[2] 班正超.電子式互感器在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用[J].電子測試，2012：410.

[3] 馬同新，畢 欣.電子式互感器在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用及前景研究[J].無線互聯(lián)科技, 2015，（3）：147-148.

[4] 姜立憲，劉慶剛.電子式互感器在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技，2015，（11）：231-232.

[5] 舒逸石，于培杰，段少輝.淺談電子式互感器在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用[J].華中電力，2012，25（2）：103-105.

[6] 侯昌明.電子式互感器在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用[J].電子測試，2013，（20）：66-67.