電子式互感器性能評價體系關鍵技術研究.pdf

1、作為數字化變電站的重要組成部分，電子式互感器的穩(wěn)定性和可靠性是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的保證。和傳統(tǒng)互感器相比，電子式互感器具有動態(tài)范圍大、暫態(tài)性能好、數字化輸出等優(yōu)點，適應了智能電網的發(fā)展方向，因而近年來得到了迅速發(fā)展。但是，電子式互感器屬于新興的技術，設計及運行經驗不足，所以在運行中出現(xiàn)了一些問題。國家電網公司統(tǒng)計數據顯示，2010年電子式電流和電壓互感器的故障率分別為4.91臺次/百臺、11.37臺次/百臺，遠高于傳統(tǒng)互感器的故障率，

2、同時期傳統(tǒng)電流、電壓互感器的故障率分別為0.0027臺次/百臺、0.0040臺次/百臺。
　　傳統(tǒng)互感器之所以故障率低，與其完善的性能評價技術是分不開的?；ジ衅鞯男阅茉u價可及時發(fā)現(xiàn)存在的問題并進行改進，保證互感器的運行可靠性。電子式互感器由于傳感原理多樣、一次本體中含有大量電子元器件，在運行中比傳統(tǒng)互感器更易受到電磁干擾的影響，因而性能評價技術也比傳統(tǒng)互感器復雜。盡管近年來電子式互感器的性能評價技術在不斷發(fā)展，但就整個性能評價體系

3、而言，仍存在不完善之處，主要表現(xiàn)在性能評價體系不夠健全，現(xiàn)有性能評價項目不能準確、全面的反映現(xiàn)場實際運行工況，導致通過了全部性能評價試驗的電子式互感器在現(xiàn)場運行中依然會遇到不少問題，故障率過高。因此，為了更合理的考核電子式互感器的性能，需要研究專門針對電子式互感器的性能評價體系，以更準確的評價其性能，及時找出存在的缺陷和不足，提高運行可靠性。
　　本文針對電子式互感器性能評價技術存在的不足之處，在參照傳統(tǒng)互感器性能評價體系的基礎上

4、，初步探索了電子式互感器的性能評價體系，將其性能評價分為型式試驗、出廠試驗和現(xiàn)場試驗三個評價階段，針對各個階段性能評價技術的不足之處進行了研究。首先針對現(xiàn)場交接試驗中性能評價技術存在的不足，提出了一種基于空心線圈互感系數自校準原理的電子式電流互感器暫態(tài)性能校驗方法并研制了適合現(xiàn)場使用的校驗系統(tǒng)。空心線圈具有體積小、頻帶寬、動態(tài)范圍大的特點，適合測量暫態(tài)大電流，但輸出易受一次導體位置等因素的影響。鐵芯線圈的測量準確度高，不易受導體位置的影

5、響，但測量大電流時所需體積大、重量重，不適合現(xiàn)場使用。本文用鐵芯線圈在小電流時對空心線圈的互感系數進行校準，以消除一次導體位置等因素的影響，然后以校準后的空心線圈作為暫態(tài)大電流的測量標準。此外，采用基于直流負反饋原理的改進Al-Alaoui數字積分算法對空心線圈的輸出進行積分還原，避免了模擬積分器存在的溫漂、零漂等問題。研制的暫態(tài)性能校驗系統(tǒng)在中國電科院武漢分院進行了準確度測試，在動模實驗室進行了暫態(tài)性能測試，測試結果顯示系統(tǒng)在100A

6、~40kA范圍內比差變化小于0.1％，角差變化小于3’?？招木€圈和鐵芯線圈總重量僅2.5kg，適合現(xiàn)場使用。
　　電子式互感器使用中的檢驗一般采用離線校驗方式，間隔周期長且停電操作復雜。本文提出了電子式互感器的在線校驗方法，并研制了適合現(xiàn)場使用的在線校驗系統(tǒng)，可在線路帶電的情況下對運行中的互感器進行校驗。其中，電流在線校驗系統(tǒng)采用鉗形雙線圈實現(xiàn)一次電流信號的在線獲取。鉗形鐵芯線圈閉合緊密時準確度高，但輸出幅值和相位易受開口氣隙的影

7、響，而鉗形空心線圈的輸出相位幾乎不受開口氣隙的影響。利用兩鉗形線圈的特點，將鉗形空心線圈的相位作為鐵芯線圈是否閉合緊密的判據，然后以閉合緊密的鉗形鐵芯線圈作為標準，保證了校驗時的準確度。電壓在線校驗系統(tǒng)采用SF6絕緣電壓互感器和自動升降裝置實現(xiàn)一次電壓信號的在線獲取，在變電站復雜的環(huán)境下具有很高的準確度和可靠性。兩校驗系統(tǒng)均在中國電科院武漢分院進行了校準，結果表明兩校驗系統(tǒng)均滿足0.05級的準確度要求。校驗系統(tǒng)在貴州省電力公司進行了現(xiàn)場