电子式互感器及其在智能变电站的应用

陈建壮

摘要:数字信息技术的发展促进了数字化变电站的形成,相关新技术尤其是光电互感器的运用,更是极大的促进了数字化变电站的快速发展。本文从对电子式互感器的原理以及性能特点等相关概念的介绍谈起,然后系统的分析了电子互感器的运用对数字化变电站产生的影响,并阐述了电子互感器应用于数字化变电站存在的技术问题,最后笔者就数字化变电站中电子式互感器运用的发展前景作了进一步的论述说明。

关键词:数字化变电站电子式互感器运用

中图分类号:TM45 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(b)-0083-01

1 关于电子式互感器

为了更好的使读者能够对数字化变电站的定义和光电互感器有一个全面的认识,以下将从数字化变电站的定义、电子式互感器的定义、电子式互感器的基本原理以及电、电子式互感器的性能特点这四个方面来对电互感器作概要性说明。

1.1 电子式互感器的定义

所谓的电子式互感器,通俗的理解就是利用光纤传感以及光电子技术用于实现电力系统电流和电压测量的一种新型的数据测量设备,它是光学电流互感器、光学电压互感器以及光学组合式互感器的通称。

1.2 电子式互感器的基本原理

电子式互感器主要分为有源型和无源型这两种类型,以下就分别对这两种不同类型的电子式互感器作详细说明。

(1)有源型电子式互感器的基本原理,有源型电子式互感器的基本原理是高压电位侧的电流信号通过互感器的线圈将电信号传递给发光元件,实现电信号向光信号的转变,由光纤将光信号传递到低电位侧,并进光信号转变为电信号的逆转变化后,将强度增强的电信号传送出去的一种工作原理。

(2)无源型电子式互感器的基本原理,无源型光电互感器的基本原理则是有效利用了物理学中法拉第电磁效應,其工作原理是将光信号通过电磁场中的磁光材料,使光信号的偏振面在一定程度上发生旋转,通过测算通流导体周围光信号偏振面的旋转角度,来推算导体中的电流值。

1.3 电子式互感器的性能特点

总结一下,电子式互感器具有如下几个方面的性能特点:(1)绝缘性能非常好,由于不含铁芯其造价也比较低,而且不存在铁磁谐振和铁芯饱和等其他相关问题；(2)安全性能比较高,不会因充油等问题发生易燃、易爆等危险现象；(3)低压侧与高压侧的二者之间不存在开路高压的危险；(4)通信能力比较强,可以很好的满足智能化、数字化以及网络化技术的需要；(5)暂态响应速度十分迅速而且频率响应范围也比较宽；(6)具有体积小、重量轻和装置结构紧凑的特点；(7)各项功能模块相对独立,易于安装和维护；(8)不易受电磁信号的干扰,信号传输距离比较远；(9)固态精度和稳态精度都比较高。

2 电子式互感器的运用对数字化变电站产生的影响

2.1 电子式互感器的运用有效改进了数字化变电站的通信系统结构

由于电子式互感器具有通信能力强、数字信号接收和输出以及接口方便的优良特性,将电子式互感器应用于数字化变电站可以有效改变数字化变电站通信机制的通信方式。它可以实现多个不同装置在共享同一个互感器信号时,可以将互感器信号和电子式互感器装置构成一个网络,实现资源的共享,进而可以有效改进数字化变电站的通信系统结构。

2.2 电子式互感器的运用有效降低了数字化变电站的运行费用

与传统电磁式互感器相比,电子式互感器接收和传递的是数字信号,不需要使用多路转换开关、采样保持以及Ａ／Ｄ转化等设备,即可直接提供所需的数字信号,这样就可以有效简化数字变电站中相关设备的硬件结构,从而可以有效降低数字化变电站的运行费用。

3 电子式互感器应用于数字化变电站存在的技术问题

3.1 光电互感器与控制设备的兼容问题

由于当前的电子式互感器在数字化变电站的应用主要还是偏重于数据的测量,而测量出的最终数据结果是要传送到具体的控制设备中去,进而实现对变电站的有效控制和管理,而其中必须考虑电子式互感器与控制设备的兼容问题。但是当前数字化变电站相应控制设备的接口结构设计的比较复杂,以至于当前的电子式互感器还不能与其实现有效的兼容,所以还需要进一步简化控制设备的接口结构设计,使其能与电子式互感器之间实现有效的融合。

3.2 保护校验设计相对复杂的问题

当前电子式互感器应用于数字化变电站存在的另外一个技术问题就是保护校验设计相对复杂的问题,数字化变电站运行对单间隔的保护校验要求比较高,实现起来相对比较困难,因为经电子式互感器测量的电压数据值和电流数据值都必须经过合并器后才能进入相应的保护装置,而且需要多台的合并器,这样以来相应的保护校验设计就相对比较复杂,所以还需要解决保护校验设计困难的问题,使其能更好的促进电子式互感器在数字化变电站中的应用。

3.3 准确性和稳定性的问题

尽管与传统的互感器相比,电子式互感器在很多性能方面都具有非常大的优势,但是由于电子式互感器采用的是光电晶体的光电效应原理,然而由于晶体自身的特性,其内部容易发生双折射的现象,这将在很大程度上会对电子式互感器的准确性和稳定性产生很大的影响,所以将电子式互感器应用于数字化变电站时还必须考虑如何提高互感器的精度和稳定性,进而有效提高数字化变电站的稳定性和精确性。

4 电子式互感器在数字化变电站中的运用发展前景

正如前文所叙述的那样,电子式互感器的特性就决定其在数字化变电站中的应用能有助于提高电力系统的数字化和自动化的发展水平,并能有效促进变电站相应设备数字化和智能化技术的进步,对有效改善我国电网的安全运行状况,提高电网的运行质量及其稳定性,进而更好的促进我国电力事业的发展将发挥非常巨大的作用。

5 结论

电子式互感器在数字化变电站中的应用对数字化变电站的运营机制产生了深刻的影响,电子式互感器的应用有效提高了数字化变电站运营的数字化、智能化和网络化,进而有效提高数字化变电站的运营效率。然而电子式互感器应用于数字化变电站中还存在一些技术问题,所以在应用电子式互感器的过程中还应采取合理的方法来有效解决这些技术问题,使其能更好的促进电子式互感器在数字化变电站中的应用,从而更好的为我国电力事业的发展服务。

参考文献

[1] 李延熙.电子式电流互感器高压侧电路及电源的研究[J].高能量密度物理,2006(2).