電子式電流互感器校驗技術的研究

郭艷娟

【摘 ?要】隨著經濟和科技水平的快速發展，隨著智能變電站技術的不斷發展，從第一代智能變電站、新一代智能變電站再到未來不遠的第三代智能變電站，智能變電站的數量將越來越多，未來我國智能變電站將迎來爆發式增長，因此智能變電站中智能設備數量也越來越多。很長一段是以來，相關測試及研究人員關注的重點都在于不同類型電子式互感器的檢測項目的增加和穩定性考核等技術問題，而對于實際工程中的應用研究較少。對于變電站中互感器來說，投運前、到達檢定周期、更換后等情況需要進行現場校驗，而對于智能變電站來的電子式互感器的現場校驗，比傳統變電站的電磁式互感器現場校驗過程更加復雜，且所需時間更多。互感器的現場校驗需要停電進行，且期間不能進行交叉作業。

【關鍵詞】電子式;電流互感器;技術及研究

引言

隨著我國經濟的不斷發展，隨著光纖傳感技術、通信技術的飛速發展，光電技術在電力系統中的應用越來越廣泛。電子式互感器由于具有體積小、重量輕、絕緣性好、頻帶響應寬、無飽和現象等諸多優點，在數字化變電站中被廣泛應用。在電力運行過程中，繼電保護起著至關重要的作用，當電力系統發生故障時能夠及時地切除故障元件，保護元件免受損壞，保證電力系統的安全、可靠運行。而電流互感器對繼電保護功能發揮重要的作用，依靠互感器才能取得繼電保護電氣量，而且一次設備的控制也要依靠繼電保護來完成，電流互感器的安裝位置繼電保護功能有較大的影響。

1概述

電流互感器（CurrentTransformer，CT）作為電力系統的重要組成部分，通過電磁感應特性，變大電流為小電流，而后可通過測量轉換成的二次小電流了解一次側的大電流，具有安全、準確、快速、方便等優點，同時可以對所有電流實時數據進行監視，為繼電保護裝置和測控裝置提供判斷數據，進而維持電力系統的正常穩定工作。但是在現場工作中，電流互感器的極性判斷經常出現本質性的錯誤，從而導致差動保護誤動作，儀表顯示不正確等問題，反復更改無疑會增加工作量。電流互感器按安裝方式分為套管式電流互感器和串接式電流互感器。原則上，電流互感器都是串接在一次電路中，二次側接入裝置或測量表計。但套管式電流互感器的沒有一次導體和一次絕緣，直接套裝在絕緣的套管上。無論是哪種電流互感器，一次導體兩側都會標有P1，P2的標識，二次導體引出端一般有螺絲以便接線，同時在銘牌上標注S1，S2二次端子的變比，準確級等特性，根據銘牌和試驗所得變比和極性接到二次端子排上，再由端子排接入相關測量裝置。

2電壓互感器中的問題

2.1電壓互感器常見運行故障

主要包括：低壓熔斷器熔斷、懸浮電位放電、互感器內部絕緣損壞、過熱性故障、中性點非有效接地系統三相電壓指示不平衡、過熱性故障、繞組N（X）端接地接觸不良、高壓熔斷器熔斷和電弧放電等。

2.2電壓互感器

電壓互感器，簡稱PT，主要是由鐵芯、絕緣材料、一次繞組、二次繞組共同組成的電器元件，以電磁感應定律為基礎原理，以給繼電保護裝置和測量儀表供電為主要目的，將高電壓變換成標準的低電壓，實現二次側設備以及二次系統與一次系統高壓設備在電氣方面的有效隔離，從而保證了二次設備和人身的安全。

2.3電壓互感器質量不過關

由于不同廠家電壓互感器制作因素、產品設計因素等，致使電壓互感器澆筑質量不過關、熱極限輸出容量不足等問題。繞組匝間絕緣有效降低，導致匝間出現短路現象甚至被燒壞。電壓互感器的熱極限輸出容量通常為300VA，容量相對較小。

3電子式互感器對策

3.1現場電流互感器極性的判定方法

現在電流互感器的極性判定分2步進行，首先，利用互感器綜合測試儀對CT單體進行測試，即先驗證P1和S1是否為一對同名端，確定CT單體是不是減極性，保證CT內部接線沒有錯誤。當CT安裝在系統中后，再次測量一次CT極性，目的是檢測CT極性是否為正極性。比較普遍的方法是利用楞次定律的原理。用一個1.5V電池使一次側突然產生一個電流，正極加在P1側，負極加在P2側，然后用指針電流表（注意不可用萬用表電流檔，因其無法讀出瞬時變化）正極測量二次側端子排上的x（a，b，c）端，負極測量n端，觀察突變的二次側電流方向。此時注意一次側電流要持續輸入，假如瞬時指針表上二次電流方向正偏而后歸零，則認為此時極性為正極性，滿足要求，否則瞬時指針表二次電流反偏而后歸零，則為反極性，需要改正。

3.2優化數據采集及控制算法。

隔離開關分合空載母線、線路帶電時分合線路側隔離開關、斷路器分合高壓線路、電容器組及電抗器操作等產生的暫態電壓波，通過電流電壓互感器及電纜耦合到電子式互感器采集裝置。軟件上采用優化數據采集及濾波算法，對由快速脈沖群干擾產生的數據進了濾波處理，可以消除由于脈沖干擾所引起的采樣值瞬時異常現象，避免保護誤動。除以上控制措施外，還可以通過在隔離開關處并聯阻尼電阻進行抑制。因為阻尼電阻可以消耗掉隔離開關斷口之間的電場能量，降低系統振蕩。理論上希望阻尼電阻越大越好，但是隨著系統的導通電阻將會被短接，同時如果電阻過大，將會引起系統電壓發生較大突變，系統將會發生新的震蕩，電阻的取值取決于系統的容量及線路的長短，但在工程上隔離開關不可能依據系統容量配置不同的合閘電阻，一般參照相應電壓等級斷路器合閘電阻進行設計。

3.3快速處理接地故障

系統發生接地故障時，調度監控人員應與變電運維部門及時聯系和配合，對接地類型、接地線路、接地設備進行準確判斷，及時消除接地故障，避免長時間接地運行，燒毀電壓互感器。

4電子式電流互感器的技術發展

國內的電子式互感器進行研究和發展已經很長時間，但是在創新的過程中應該按照國家制定的標準，但是目前，依然存在眾多的技術難點和縣城運行可靠性和穩定性，這樣有待提高科學技術水平。經過幾年的研究發展，在實際運行經驗來看，電子式互感器在投運之前進行專業檢定機構和全部實驗項目，同時應該制定精細化管理，避免在運行的過程中出現故障。這表明電子式互感器制造技術還不熟悉，還有并沒有完善電子式互感器的性能。尤其是對于現場運行工況的試驗項目不夠完善。企業相關部門應該建立獨立的管理機構，針對電力系統進行嚴格的管理。要結合實體的情況進行分析，進行標準化的定義和改善，因此，要結合實際情況進行分析，對系統的運作進行統籌兼顧，針對局部進行調整，有效的實現電力系統自動化，從而提高經濟利益。

結語

電流互感器在機電保護中發揮至關重要的作用，其不同的安裝位置也會對繼電保護功能造成一定的影響，不同的安裝位置有自身的優缺點，因此在實際的運行中，要根據變電所的實際位置、周圍環境、故障發生的概率以及系統運行方式等諸多因素來綜合考量，還要充分考慮到故障對設備和系統造成的影響和范圍等因素，再選擇合適的安裝位置和朝向，盡量減少故障時間，降低影響區域，確保系統的穩定運行。

參考文獻：

[1]GB/T30155-2013智能變電站技術導則[S].

[2]Q/GDW414-2011變電站智能化改造技術規范[S].