電子式互感器及其在智能變電站的應(yīng)用

陳建壯

摘要:數(shù)字信息技術(shù)的發(fā)展促進了數(shù)字化變電站的形成,相關(guān)新技術(shù)尤其是光電互感器的運用,更是極大的促進了數(shù)字化變電站的快速發(fā)展。本文從對電子式互感器的原理以及性能特點等相關(guān)概念的介紹談起,然后系統(tǒng)的分析了電子互感器的運用對數(shù)字化變電站產(chǎn)生的影響,并闡述了電子互感器應(yīng)用于數(shù)字化變電站存在的技術(shù)問題,最后筆者就數(shù)字化變電站中電子式互感器運用的發(fā)展前景作了進一步的論述說明。

關(guān)鍵詞:數(shù)字化變電站電子式互感器運用

中圖分類號:TM45 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0083-01

1 關(guān)于電子式互感器

為了更好的使讀者能夠?qū)?shù)字化變電站的定義和光電互感器有一個全面的認(rèn)識,以下將從數(shù)字化變電站的定義、電子式互感器的定義、電子式互感器的基本原理以及電、電子式互感器的性能特點這四個方面來對電互感器作概要性說明。

1.1 電子式互感器的定義

所謂的電子式互感器,通俗的理解就是利用光纖傳感以及光電子技術(shù)用于實現(xiàn)電力系統(tǒng)電流和電壓測量的一種新型的數(shù)據(jù)測量設(shè)備,它是光學(xué)電流互感器、光學(xué)電壓互感器以及光學(xué)組合式互感器的通稱。

1.2 電子式互感器的基本原理

電子式互感器主要分為有源型和無源型這兩種類型,以下就分別對這兩種不同類型的電子式互感器作詳細(xì)說明。

(1)有源型電子式互感器的基本原理,有源型電子式互感器的基本原理是高壓電位側(cè)的電流信號通過互感器的線圈將電信號傳遞給發(fā)光元件,實現(xiàn)電信號向光信號的轉(zhuǎn)變,由光纖將光信號傳遞到低電位側(cè),并進光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕哪孓D(zhuǎn)變化后,將強度增強的電信號傳送出去的一種工作原理。

(2)無源型電子式互感器的基本原理,無源型光電互感器的基本原理則是有效利用了物理學(xué)中法拉第電磁效應(yīng),其工作原理是將光信號通過電磁場中的磁光材料,使光信號的偏振面在一定程度上發(fā)生旋轉(zhuǎn),通過測算通流導(dǎo)體周圍光信號偏振面的旋轉(zhuǎn)角度,來推算導(dǎo)體中的電流值。

1.3 電子式互感器的性能特點

總結(jié)一下,電子式互感器具有如下幾個方面的性能特點:(1)絕緣性能非常好,由于不含鐵芯其造價也比較低,而且不存在鐵磁諧振和鐵芯飽和等其他相關(guān)問題；(2)安全性能比較高,不會因充油等問題發(fā)生易燃、易爆等危險現(xiàn)象；(3)低壓側(cè)與高壓側(cè)的二者之間不存在開路高壓的危險；(4)通信能力比較強,可以很好的滿足智能化、數(shù)字化以及網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的需要；(5)暫態(tài)響應(yīng)速度十分迅速而且頻率響應(yīng)范圍也比較寬；(6)具有體積小、重量輕和裝置結(jié)構(gòu)緊湊的特點；(7)各項功能模塊相對獨立,易于安裝和維護；(8)不易受電磁信號的干擾,信號傳輸距離比較遠(yuǎn)；(9)固態(tài)精度和穩(wěn)態(tài)精度都比較高。

2 電子式互感器的運用對數(shù)字化變電站產(chǎn)生的影響

2.1 電子式互感器的運用有效改進了數(shù)字化變電站的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

由于電子式互感器具有通信能力強、數(shù)字信號接收和輸出以及接口方便的優(yōu)良特性,將電子式互感器應(yīng)用于數(shù)字化變電站可以有效改變數(shù)字化變電站通信機制的通信方式。它可以實現(xiàn)多個不同裝置在共享同一個互感器信號時,可以將互感器信號和電子式互感器裝置構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)資源的共享,進而可以有效改進數(shù)字化變電站的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

2.2 電子式互感器的運用有效降低了數(shù)字化變電站的運行費用

與傳統(tǒng)電磁式互感器相比,電子式互感器接收和傳遞的是數(shù)字信號,不需要使用多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、采樣保持以及Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)化等設(shè)備,即可直接提供所需的數(shù)字信號,這樣就可以有效簡化數(shù)字變電站中相關(guān)設(shè)備的硬件結(jié)構(gòu),從而可以有效降低數(shù)字化變電站的運行費用。

3 電子式互感器應(yīng)用于數(shù)字化變電站存在的技術(shù)問題

3.1 光電互感器與控制設(shè)備的兼容問題

由于當(dāng)前的電子式互感器在數(shù)字化變電站的應(yīng)用主要還是偏重于數(shù)據(jù)的測量,而測量出的最終數(shù)據(jù)結(jié)果是要傳送到具體的控制設(shè)備中去,進而實現(xiàn)對變電站的有效控制和管理,而其中必須考慮電子式互感器與控制設(shè)備的兼容問題。但是當(dāng)前數(shù)字化變電站相應(yīng)控制設(shè)備的接口結(jié)構(gòu)設(shè)計的比較復(fù)雜,以至于當(dāng)前的電子式互感器還不能與其實現(xiàn)有效的兼容,所以還需要進一步簡化控制設(shè)備的接口結(jié)構(gòu)設(shè)計,使其能與電子式互感器之間實現(xiàn)有效的融合。

3.2 保護校驗設(shè)計相對復(fù)雜的問題

當(dāng)前電子式互感器應(yīng)用于數(shù)字化變電站存在的另外一個技術(shù)問題就是保護校驗設(shè)計相對復(fù)雜的問題,數(shù)字化變電站運行對單間隔的保護校驗要求比較高,實現(xiàn)起來相對比較困難,因為經(jīng)電子式互感器測量的電壓數(shù)據(jù)值和電流數(shù)據(jù)值都必須經(jīng)過合并器后才能進入相應(yīng)的保護裝置,而且需要多臺的合并器,這樣以來相應(yīng)的保護校驗設(shè)計就相對比較復(fù)雜,所以還需要解決保護校驗設(shè)計困難的問題,使其能更好的促進電子式互感器在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用。

3.3 準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性的問題

盡管與傳統(tǒng)的互感器相比,電子式互感器在很多性能方面都具有非常大的優(yōu)勢,但是由于電子式互感器采用的是光電晶體的光電效應(yīng)原理,然而由于晶體自身的特性,其內(nèi)部容易發(fā)生雙折射的現(xiàn)象,這將在很大程度上會對電子式互感器的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的影響,所以將電子式互感器應(yīng)用于數(shù)字化變電站時還必須考慮如何提高互感器的精度和穩(wěn)定性,進而有效提高數(shù)字化變電站的穩(wěn)定性和精確性。

4 電子式互感器在數(shù)字化變電站中的運用發(fā)展前景

正如前文所敘述的那樣,電子式互感器的特性就決定其在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用能有助于提高電力系統(tǒng)的數(shù)字化和自動化的發(fā)展水平,并能有效促進變電站相應(yīng)設(shè)備數(shù)字化和智能化技術(shù)的進步,對有效改善我國電網(wǎng)的安全運行狀況,提高電網(wǎng)的運行質(zhì)量及其穩(wěn)定性,進而更好的促進我國電力事業(yè)的發(fā)展將發(fā)揮非常巨大的作用。

5 結(jié)論

電子式互感器在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用對數(shù)字化變電站的運營機制產(chǎn)生了深刻的影響,電子式互感器的應(yīng)用有效提高了數(shù)字化變電站運營的數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化,進而有效提高數(shù)字化變電站的運營效率。然而電子式互感器應(yīng)用于數(shù)字化變電站中還存在一些技術(shù)問題,所以在應(yīng)用電子式互感器的過程中還應(yīng)采取合理的方法來有效解決這些技術(shù)問題,使其能更好的促進電子式互感器在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用,從而更好的為我國電力事業(yè)的發(fā)展服務(wù)。

參考文獻

[1] 李延熙.電子式電流互感器高壓側(cè)電路及電源的研究[J].高能量密度物理,2006(2).