智能变电站电子式互感器试验方法的探讨与实践

王晔 傅振宇 陈丽娟 郭赈夏

摘要：互感器作为电力系统最主要的供电设备之一，其可靠运行程度直接关系到电力系统的安全稳定运行。互感器试验是互感器极性、变比、精度的重要检测手段。随着电网的发展和技术的提高，智能变电站技术日臻成熟，电子式互感器已经取代传统互感器，实现了数字化与智能化，为建设智能电网奠定了基础。根据辽宁220kV马山智能变电站罗氏线圈原理的电子式互感器的现场应用情况，对互感器试验方法进行探讨与实践，验证该方法的通用性、可行性和精确性是讨论的重点。

关键词：智能变电站;电子式互感器;比差;角差;合并单元

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）32-0190-02

一、研究背景

智能变电站由智能化一次设备和网络化二次设备组成，建立在IEC61850通信规约基础上。[1]电子式互感器分属智能化一次设备。电子式互感器的定义如下：一种装置，由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电压或电流传感器组成，用以传输正比于被测量的量，供给测量仪器、仪表和继电保护或控制装置。在数字接口的情况下，一组电子式互感器共用一台合并单元完成此功能。[2]电子式互感器分类如图1所示。

虽然电子式互感器种类很多，但是无论采用哪种原理，其试验方法是一致的。通常利用与标准源测量结果进行比较后修正电子式互感器参数使得极性、变比、精度满足要求。

二、电子式互感器

1.结构组成

以220kV马山智能变电站采用的有源罗氏线圈互感器为例说明，如图2所示，其优点是精度高、无饱和、无二次开路、体积小、重量轻等。采集量经过双A/D模数转换实现了高精度、低误差的信息传送，保证了电能计量、测控与保护功能的准确实现。

2.工作原理

工作原理如图3所示，电子式互感器由分压电容、远动模块、取能线圈和计量、测量、保护用线圈以及相关组件组成。通过光纤传给合并单元，再传给计量、测量、保护装置。其中的罗氏线圈出厂后变比固定，但是经过模数转换之后变为数字量，转换过程可以进行设置，也就是可以修改变比，所以与传统线圈相比已经没有了变比的概念，变比成为一个单纯用于计算的参量[3]，可以称它为“软变比”。

三、工程实例

1.电压互感器（EVT）试验

EVT试验方法如图4所示，测量仪器为南京南瑞生产的PCS-221电子式互感器校验仪。方法主体思想是通过比较传统PT（标准PT）和EVT的测量结果来验证EVT极性和精度[4]。

试验过程如下：通过高压试验变压器升压，加高压于母线上。标准PT、EVT分别挂接在母线上进行电压测量。标准PT要可靠接地，接1a、1n两相，经TV100-B4精密电压变送器将100V左右电压转换为4V左右的电压，然后传给模拟量输入插件。EVT经合并单元将测量量传给数字量输入插件。电源输入用于外接电源，网口用于下载配置。测量与比较结果通过电子式互感器校验仪窗口显示。实际测量结果比较如表1，一个标准PT测量值对应两个EVT测量值是因为双A/D采集，220kV电压等级每相对应两个值是因为双合并单元配置。比差和角差为标准PT测量值与EVT测量值比较得来，可以通过仪器直接读数，读数存在瞬时飘变现象，与理论计算有一定偏差。

表1 电压互感器实际测量结果比较（选取2个间隔为例）

间隔名称 相别 施加电压（V） 标准PT测量值（V） EVT测量值（V） 比差（%） 角差（分）

220kV

I母PT A 7000 7084 7134 -0.400 4.56

7134 -0.450 3.91

B 7000 7050 7080 -0.260 4.87

7080 -0.270 3.22

C 7000 7154 7145 -0.267 2.75

7145 -0.277 2.82

220kV

II母PT A 7000 6942 6924 -0.130 5.19

6936 -0.260 8.06

B 7000 7005 7000 -0.160 3.67

6997 -0.190 8.92

C 7000 7200 7195 -0.030 6.50

7194 -0.020 6.90

2.电流互感器（ECT）试验

ECT试验方法与EVT试验方法基本相同，高压试验变压器改为大电流发生器，标准PT改为标准CT，TV100-B4精密电压变送器改为5A/4V的电流变换器。试验时要注意标准CT的P1、P2极性不要接反，以及防止CT二次开路问题。

实际测量结果比较如表2，一个标准CT测量值对应三个ECT测量值是因为保护双A/D采集而测控单A/D采集，220kV电压等级每相对应两个值是因为双合并单元配置。

3.数据分析

通过对以上数据统计分析发现，角差数值没有上万说明极性正确。但是测量结果与预期值存在一定差距，部分测量值已经超过国标，貌似精度不够。相关标准要求66kV电压等级，比差绝对值≤0.35%，角差绝对值≤10分;220kV电压等级，比差绝对值≤0.20%，角差绝对值≤10分。例如实际效验中，PT测量的相角差达到23.37′、-34.00%，CT测量的测控用线圈角差达到22.33′、保护用线圈比差达到20.00%。测量方法是否存在问题，EVCT是否精度不够？答案当然不是，因为EVCT出厂时只是粗略校准，最后校准就是通过上诉方法试验，对于存在偏差的EVCT需要进行系数校正。以上数据正是其系数校正的依据和标准。

四、结论与展望

电子式互感器无论原理如何，试验方法具有通用性。本文通过对罗氏线圈互感器现场试验证明了方法的可行性和精确性，测量结果满足相关标准要求，数据具有一定参考价值，为日后新方法的研究积累了第一手资料。

智能电网以及智能变电站已经不再是书面上的一个概念，它已经真真切切应用于实际当中。电子式互感器作为智能变电站的一个重要设备，其试验也同样至关重要，相信新的、更科学、更精确的试验方法将诞生，共同推进智能电网发展水平。

参考文献：

[1]刘振亚.智能电网技术[M].北京：中国电力出版社，2010.

[2]IEC/TC38互感器技术委员会.IEC 60044-8-2002 第8部分：电子式电流互感器，2002：4.

[3]何衛.我国数字化变电站发展现状及趋势[J].赛尔电力自动化，2010，80（12）：1-29.

（责任编辑：王祝萍）