電子式互感器現場校驗與問題

朱勝龍 鄭浩 李堅林 葉劍濤 楊為 李賓賓 陳忠

摘 要： 電子式互感器是數字化變電站建設過程中重要的工作設備，其直接決定著數字化變電站的工作效率。目前國內外的市場上銷售著各式各樣的電子式互感器，這些互感器來自于多個商家的品牌，產品的質量也大不相同。但是，由于我國對電子式互感器還未有相應的標準，這些電子式互感器也一直都缺乏專業的標準，這對整個電力系統的運營帶來了巨大的隱患，對此，本文就電子式互感器的現場校驗相關問題進行分析。

關鍵詞： 電子式互感器；現場校驗；問題

1. 電子式互感器現場校驗技術要求

1.1相關標準

電子式互感器現場校驗相關標準如下：《GB/T20840.7-2007 互感器第 7 部分：電子式電壓互感器》《GB/T 20840.8-2007 互感器第 8 部分：電子式電流互感器》《Q/GDW 1847-2012 電子式電流互感器技術規范》《Q/GDW 1848-2012 電子式電壓互感器技術規范》《Q/GDW 690-2011 電子式互感器現場校驗規范》《Q/GDW 1809-2012 智能變電站繼電保護校驗規程》。

1.2現場校驗要求

根據 Q/GDW 690 和 Q/GDW 1809 的相關規定，電子式互感器的現場校驗項目如下：（1）外觀檢查；（2）絕緣電阻試驗；（3）工頻耐壓試驗；（4）極性檢查；（5）輸出時間特性測試（包括采樣延時測試和輸出數據時間間隔抖動測試）；（6）誤差測量（也稱穩態準確度試驗）；（7）電子式互感器輸出電流電壓信號的同步校驗；（8）供電電源切換校驗。

各項目中，外觀檢查、絕緣電阻試驗和工頻耐壓試驗現場方便進行，極性檢查、輸出時間特性測試、電流電壓信號的同步校驗和供電電源切換校驗一般隨誤差測量一同進行，使用電子式互感器校驗儀進行相關內容的測試和校驗。下面重點介紹現場誤差測量的相關情況。

1.3現場誤差測量要求

根據 Q/GDW 690 的相關要求，校驗電子式互感器時，數字量輸出的數據報文中的每個電流/電壓通道都應進行校驗，對多線圈輸出的電子式互感器，每個繞組都應校驗。對電子式電流/電壓互感器，標準推薦了外部同步和固定延時兩種校驗方式，現場多采用外部同步方式進行校驗，接線方式見《Q/GDW 690-2011電子式互感器現場校驗規范》。

2. 與保護功能相關的校驗分析

2.1部分級聯電壓誤差首次測量不合格

目前通用 220 kV 智能變電站設計中，僅母線設置三相 PT，線路只設置單相 PT。間隔合并單元接收母線合并單元的電壓數據后與電流數據打包，作為本

間隔的電壓采樣值發送，該值一般稱為級聯電壓。

間隔輸出的級聯電壓直接進入線路保護裝置和變壓器保護裝置，是保護電壓判據使用的特征量，其測量準確度對保護的正確動作有重要意義。鑒于級聯電壓對保護的重要作用，瑞豐變電站對所有間隔的級聯電壓均進行了誤差測量，對投入電壓切換功能的間隔，切換的各條母線電壓均進行了誤差測量，首次測量時存在級聯電壓誤差超標現象，經廠家調整配置系數后所有級聯電壓測量結果滿足標準要求。

2.2合并單元前端加量手段不統一

目前，智能變電站二次系統調試大部分采用合并單元前端加量的方法開展。前端加量方法和精度對調試質量有重大影響。與“傳統 CT+合并單元”模式不同，電子式互感器的一次測量線圈與合并單元之間傳輸的不是模擬電流量，而是數字量。其數字通信采用私有 FT3 協議通信，各廠家私有協議之間不能通用，必須使用各廠家自己的專用加量模塊才能實現在合并單元前端加量。為開展保護校驗

工作需配齊各廠家加量設備并掌握加量手段，給保護校驗工作增加了難度。同時，廠家專用加量模塊設備不成熟，故障率高，運行不穩定（現場校驗時加量模塊多次死機），加量精度無法保證。建議開發統一的電子式互感器合并單元前端加量儀器，簡化現場檢修手段，提高現場校驗質量。

2.3保護用電子式互感器現場檢定相關問題

目前的工程建設模式下，基建或安裝單位只向計量檢定部門委托關口計量用互感器進行現場計量檢定，對保護用互感器不委托檢定。瑞豐變電站的經驗表明，大量的保護用電子式電流、電壓互感器采樣值需要進行現場誤差調試才能達到標準要求。不開展檢定工作將對電網的安全穩定運行留下重大隱患。因此，對于電子式互感器，無論是用計量還是保護，都應該進行現場誤差測量。在驗收環節時，除了驗收關口計量用互感器誤差試驗報告外，還應該提供繼電保護用互感器試驗報告。

3. 存在的問題及分析

3.1部分電子式互感器現場首次校驗不合格

經現場試驗和分析，產生該現象的原因為部分合并單元配置系數設置不合理。和傳統互感器相比，電子式互感器不僅包括互感器一次設備本體，還包括對應的合并單元。當測量精度不合格時，可通過調整對應合并單元配置系數以達到 相關要求。合并單元內對 SV 報文中的每個通道均有一個比值配置系數和相位配置系數，通過調整這兩個參數可實現對每個通道比差和角差的單獨調整，不影響其余通道。

目前廠家技術人員在電子式互感器出廠時會進行誤差校正并記錄對應的配置系數，現場安裝完成后再按對應關系將配置系數下載到合并單元中。廠家人員對配置系數的管理水平對現場校驗的進度有很大影響。瑞豐變電站現場測量時，某廠家 ECT 最大比值差達-27%，最大角差達 181′，嚴重影響了現場校驗進度。相比之下，另一廠家配置系數管理規范，所有誤差測量一次通過。建議各廠家加強出廠測試質量和配置系數管理水平，為現場測試提供便利。

3.2合并單元配置系數調整方法不統一

如 3.1 節中所述，合并單元配置系數是影響電子式互感器的測量精度的關鍵因素之一，也是投運后設備運行維護、裝置校驗的重要關注對象。

根據現場工程實踐，查看和修改配置系數需要根據特定廠家、特定型號采用特定配置軟件，使用特定算法并結合現場測試結果方能確定配置系數的值。配置的方法復雜、規律性差、一致性差，不同廠家配置軟件之間不存在通用性，增加了現場調試的復雜程度和工作量，也將給未來的運維檢修帶來不便。

建議對合并單元配置系數的定義、計算方法、配置方式等做出統一的規定，形成統一的操作模式，方便工程建設和設備運檢。

3.3電子式互感器誤差規律不清晰

經過現場測試，發現電子式互感器的誤差曲線不同于傳統的互感器誤差曲線，在測試量程中存在多個拐點，甚至也出現誤差一致單調增大的現象?，F有的電子式互感器誤差試驗數據太少，尚未對其誤差特性形成清晰的認識，一度對瑞豐變電站現場校驗工作造成了較大困擾。

3.4電子式互感器軟故障頻發

瑞豐變現場調試階段，先后發現電子式互感器（含合并單元）報“母聯 2G 異常變位”“GOOSE 接收異?！薄凹壜撾妷烘溌分袛唷薄巴ǖ啦杉惓！钡雀婢?，均為不定時的偶發性告警。廠家研發人員在現場多次升級軟件版本，歷時一個星期，才消除全部告警。

目前國家電網公司正在開展電子式互感器及其合并單元的入網檢測工作，尚無通過檢測的電子式互感器（含合并單元）產品公布。工程現場調試時，應盡早讓電子式互感器及其合并單元上電，在后臺和網絡分析儀上觀察相關報文，及時發現并處理設備告警。待國網公司公布入網檢測合格產品目錄后，應選用目錄中的產品。

4.結語

總之，電子式電流互感器校驗系統對于確保電力系統的正常運行具有重要的作用。隨著電子式電流互感器的發展，傳統的在線校驗系統難以滿足使用的要求。因此，必須要進行電子式電流互感器在線校驗關鍵技術的研究，提高在線校驗系統的準確性。

參考文獻

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