摘要：在我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展以及科技信息不斷進(jìn)步的形勢(shì)之下，電力系統(tǒng)也朝著自動(dòng)化、智能化以及數(shù)字化的方向發(fā)展。由于現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的要求不斷增加，傳統(tǒng)的電磁式電流互感器已經(jīng)漸漸跟不上時(shí)代發(fā)展的步伐。在電力系統(tǒng)的發(fā)展下，電氣設(shè)備的自動(dòng)化能力在不斷提升。相關(guān)的研究者在對(duì)實(shí)踐狀況進(jìn)行分析和總結(jié)的基礎(chǔ)上，尋求推廣電子式高壓互感器的辦法，文章主要探究的就是電子式高壓互感器在電力系統(tǒng)當(dāng)中的運(yùn)用。
 

關(guān)鍵詞：電子式高壓互感器；電力系統(tǒng)；價(jià)值；運(yùn)用
 

1對(duì)電子式高壓電力互感器進(jìn)行研究的價(jià)值所在
 

1.1彌補(bǔ)傳統(tǒng)互感器中存在的不足
 

在對(duì)于電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行以及成本控制的研究過(guò)程當(dāng)中，增加高電壓、大電流的精確測(cè)量具有十分重要的意義。可以這樣說(shuō)，對(duì)各種電壓、電流值的精確測(cè)量是對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行研究的基礎(chǔ)。電力互感器主要包括電壓互感器以及電流互感器兩個(gè)部分的內(nèi)容，它在電力系統(tǒng)當(dāng)中承擔(dān)著電能計(jì)算以及獲取繼電保護(hù)信息的重要職能。但是在現(xiàn)在的條件下，發(fā)電以及輸變電容量處于不斷增加的狀態(tài)，電網(wǎng)電壓也在不斷升高，這就對(duì)電流以及電壓互感器的性能和功能等提出了更大的要求。傳統(tǒng)的電磁式電力互感器由于自身存在的缺陷，已經(jīng)難以滿(mǎn)足現(xiàn)代電力系統(tǒng)的要求，表現(xiàn)在如下幾點(diǎn)：

（1）電磁式電力互感器自身的絕緣設(shè)置十分復(fù)雜，體積較大，不易安裝和管理，而且造價(jià)較高，特別是在超高壓電力系統(tǒng)當(dāng)中運(yùn)用時(shí)，需要滿(mǎn)足大短路容量的動(dòng)穩(wěn)定以及熱穩(wěn)定的要求，就導(dǎo)致電磁式電力互感器必須要被新的互感器設(shè)備所取代。

（2）傳統(tǒng)互感器在對(duì)穩(wěn)態(tài)電流進(jìn)行測(cè)量時(shí)，其展現(xiàn)出來(lái)的線(xiàn)性度特征是非常穩(wěn)定的。但是由于線(xiàn)路中暫態(tài)時(shí)會(huì)存在直流電流，電流互感器在這種情況下，會(huì)出現(xiàn)飽和的狀態(tài)，一旦飽和，那么就無(wú)法精確地測(cè)量出穩(wěn)態(tài)電流。

（3）電壓互感器在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，會(huì)因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)當(dāng)中某些因素的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)鐵磁諧振，對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重的損壞。

（4）由電流、電壓互感器等引至二次保護(hù)控制設(shè)備的電纜是電磁干擾的重要耦合途徑。

（5）電磁式電力互感器在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，會(huì)采用油浸紙來(lái)對(duì)一些易燃易爆物絕緣。這樣就導(dǎo)致存在較大的不安全因素。

（6）電磁式電力互感器在進(jìn)行二次側(cè)輸出的過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于電力系統(tǒng)負(fù)荷的影響要求較高，如果在二次側(cè)輸出當(dāng)中，承載的負(fù)荷較大，那么就大大影響測(cè)量的準(zhǔn)確值。
 

1.2新型式的互感器的開(kāi)發(fā)和運(yùn)用的原因
 

在不同的測(cè)量原理的指導(dǎo)下，產(chǎn)生了多種多樣的新型式互感器。經(jīng)過(guò)幾十年的不斷發(fā)展，到了近期，互感器的進(jìn)步才逐漸凸顯，大大增加了新型互感器在電力系統(tǒng)中的價(jià)值體現(xiàn)。主要原因有：

（1）由于我國(guó)微電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，為測(cè)量和保護(hù)提供了便利，二次設(shè)備功率的消耗很小，一般情況下，都在1至2V•A范圍之內(nèi)。在這種小消耗的條件下，降低了對(duì)互感器輸出容量的要求。這就對(duì)二次設(shè)備抗干擾能力提出了更高的要求。

（2）由于在電力系統(tǒng)當(dāng)中，開(kāi)關(guān)設(shè)備的集成化以及智能化特征，導(dǎo)致對(duì)互感器的要求增加，在這種條件下，互感器的體積要小，質(zhì)量要輕，而且在輸出上要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化特征。

（3）由于發(fā)電廠(chǎng)以及變電站對(duì)自動(dòng)化的要求較高，因此，要求互感器的輸出要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的轉(zhuǎn)變，最好能夠使得直接接入過(guò)程總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化。
 

1.3電子互感器的優(yōu)點(diǎn)
 

（1）電子互感器的絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單明了，因?yàn)槠渲胁淮嬖阼F心、絕緣油等物件，所以與傳統(tǒng)的互感器相比，質(zhì)量較輕，體積較小，在安裝、運(yùn)輸、管理上都能夠節(jié)省大量的人力物力。

（2）由于電子互感器的設(shè)計(jì)問(wèn)題，其在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中不用關(guān)注磁飽以及鐵磁諧振的問(wèn)題，能夠適用的電流和電壓范圍較大，而且具有較強(qiáng)的抗干擾能力，受到外界條件的限制較少，大大提升了測(cè)量的準(zhǔn)確性。

（3）由于電子互感器當(dāng)中，有關(guān)傳感以及信號(hào)處理部分的物件外形較小，質(zhì)量較輕，可以輕易放置于成套電器或者成套的配電裝置當(dāng)中，這就為電力設(shè)備向著集成化的方向發(fā)展提供了可能。

（4）電子互感器能夠滿(mǎn)足繼電保護(hù)裝置發(fā)展的要求。在傳統(tǒng)互感器的影響之下，現(xiàn)代電子互感器在施行保護(hù)職能時(shí)，大多是需要借助工頻量進(jìn)行的。這樣當(dāng)出現(xiàn)過(guò)渡電阻，以及系統(tǒng)震蕩、磁飽等狀況時(shí)，就會(huì)對(duì)電子互感器造成嚴(yán)重影響，而且本身重要的保護(hù)職能也無(wú)法滿(mǎn)足電力系統(tǒng)發(fā)展的要求。對(duì)于微機(jī)保護(hù)來(lái)說(shuō)，它的主要發(fā)展方向是運(yùn)用故障時(shí)的暫態(tài)信號(hào)量來(lái)施行保護(hù)判斷的。如此一來(lái)，就對(duì)互感器的線(xiàn)性度，以及動(dòng)態(tài)特征等提出了較高的要求。電子互感器的出現(xiàn)，有效地滿(mǎn)足了這一特殊要求。

（5）電子互感器能夠有效實(shí)現(xiàn)變電站向著數(shù)字化、光纖化以及智能化方向發(fā)展。電子式互感器的信號(hào)以及傳輸形式都可以通過(guò)光纜來(lái)完成，但是由于光信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)較為突出，而且光纖通信技術(shù)的使用范圍又十分廣泛，從而導(dǎo)致變電站內(nèi)部以及變電站與上級(jí)之間的數(shù)據(jù)傳輸變得更加可靠、有效。
 

2電子互感器在電力系統(tǒng)當(dāng)中的運(yùn)用分析
 

2.1保護(hù)繼電
 

（1）對(duì)電力系統(tǒng)當(dāng)中的硬件設(shè)備、軟件設(shè)備產(chǎn)生影響。電磁式互感器在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中的模擬輸出信號(hào)需要經(jīng)過(guò)一系列的轉(zhuǎn)化工作才能傳輸?shù)嚼^電保護(hù)等二次裝備當(dāng)中。電子式互感器則有很大的不同，它在輸出信號(hào)時(shí)是一種數(shù)字化的狀態(tài)，不僅能夠有效降低成本，而且能夠提高設(shè)備的可靠性。運(yùn)用電子式互感器時(shí)，繼電保護(hù)以及監(jiān)控裝置能夠直接在數(shù)字接口處，接受由互感器輸出的數(shù)字信息。從目前的市場(chǎng)情況來(lái)看，許多相關(guān)店鋪都出售數(shù)字式繼電保護(hù)以及測(cè)控裝置，能夠?yàn)殡娮邮交ジ衅魈峁┯行У挠布O(shè)備。電子式互感器有一個(gè)十分明顯的優(yōu)勢(shì)就在于能夠?yàn)楸Ｗo(hù)提供支撐，其中的測(cè)量功能能夠?qū)崿F(xiàn)有效的保護(hù)。而且在發(fā)生故障以及斷路器預(yù)分合時(shí)，還能準(zhǔn)確記錄當(dāng)時(shí)的波形情況。


（2）對(duì)差動(dòng)的保護(hù)。在差動(dòng)保護(hù)中，由于電磁性電流互感容易飽和而導(dǎo)致線(xiàn)路差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)，對(duì)其所采取的差動(dòng)保護(hù)抗CT飽和措施容易致保護(hù)算法和數(shù)據(jù)進(jìn)一步的復(fù)雜，可靠性也隨之降低。隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在的電子式電流互感器已具有了無(wú)磁飽和等優(yōu)點(diǎn)，因此，在差動(dòng)保護(hù)中可以使相應(yīng)的動(dòng)作數(shù)據(jù)大大被簡(jiǎn)化，快速性和可靠性也得到很大的提高，差動(dòng)保護(hù)比率自動(dòng)的動(dòng)作定值和比率制動(dòng)系數(shù)也得到了進(jìn)一步的降低，在這些基礎(chǔ)之上，差動(dòng)保護(hù)的靈敏性得到提高。在采用傳統(tǒng)的電流互感器時(shí)，若母線(xiàn)的區(qū)外線(xiàn)路短路，而在母線(xiàn)上連接的故障支路的CT出現(xiàn)飽和狀態(tài)，很容易誘發(fā)母線(xiàn)保護(hù)誤動(dòng)。由于電子式電流互感器具有高保真?zhèn)髯兲匦裕淠軌驗(yàn)樗矔r(shí)值母線(xiàn)差動(dòng)以及快速母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)提供保護(hù)條件，不但能夠使母線(xiàn)差動(dòng)的判據(jù)得到大量的簡(jiǎn)化，還能夠快速提高母線(xiàn)保護(hù)的可靠性和快速性。
 

2.2對(duì)故障測(cè)距的影響
 

電子式互感器本身具有的一個(gè)明顯的特點(diǎn)就在于測(cè)量的范圍較寬，而且在測(cè)量當(dāng)中的準(zhǔn)確性較高，性能較為穩(wěn)定，而且在線(xiàn)路保護(hù)行波理論研究上有突出作用。與此同時(shí)，光學(xué)原理電力互感器也具有明顯的特點(diǎn)，具有頻帶寬、動(dòng)態(tài)范圍較大、全波形性測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，為全波形的實(shí)際運(yùn)行做好前提準(zhǔn)備。隨著研究的不斷深入，光學(xué)原理電流互感器就能夠在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)揮較大的價(jià)值。
 

3結(jié)束語(yǔ)
 

在現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)以及光纖技術(shù)不斷成熟的時(shí)代，電子式電流互感器的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越凸顯，也是一些學(xué)者、廠(chǎng)家、用戶(hù)等的第一選擇。電子式互感器能夠有效彌補(bǔ)以往傳統(tǒng)磁式電流互感器的缺陷，而且解決了電力系統(tǒng)當(dāng)中困擾我們多年的問(wèn)題。有關(guān)電子式互感器的實(shí)際運(yùn)用，還需要相關(guān)研究者和工作人員不斷努力。
 

參考文獻(xiàn)
 

[1]黃智宇，段雄英，張可畏，等.電子式高壓互感器數(shù)字接口的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2005（11）.

[2]楊作鵬.高壓電力計(jì)量系統(tǒng)故障分析與建模[J].電子制作，2016（16）.

作者：李海將 單位：國(guó)電海南大廣壩發(fā)電有限公司