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解讀電子式互感器發(fā)展趨勢
2017-01-13  

電子式互感器的出現,被譽(yù)為本世紀初高壓電器制造業(yè)的一場(chǎng)革命。其數字化輸出、網(wǎng)絡(luò )化接線(xiàn)使得電網(wǎng)更安全、更環(huán)保、更利于一次設備乃至整個(gè)輸配電系統的智能化。電子式互感器與傳統互感器相比有以下特點(diǎn):

小信號傳輸代替大功率輸出,互感器小型化、低功率化可使原先數十公斤甚至上噸的重量減小到幾公斤。

光隔離代替油、氣絕緣。獨立式高壓互感器一二次間采用光纖數字連接,光隔離代替復雜昂貴的油氣絕緣系統,這是一個(gè)革命性變革,使得電壓愈高,互感器的性?xún)r(jià)比愈高。

數字化輸出替代模擬輸出,便于后續網(wǎng)絡(luò )連接和智能化處理,采用光纖傳輸,具有更強的抗電磁干擾能力。

網(wǎng)絡(luò )數據共享代替多繞組并行接線(xiàn)。電子式互感器單點(diǎn)測量數據可經(jīng)由工業(yè)以太網(wǎng)傳輸,因而獲得共享,在電站可省去大量的并行電纜。

應用情況

資料統計,我國目前大約有上百個(gè)單位從事新型電子式互感器的試探性研發(fā),初步形成供貨能力的大約有十家左右,門(mén)類(lèi)較為齊全,可全面供貨的目前已經(jīng)有3~5家。產(chǎn)品涉及10~800千伏,電流、電壓、獨立式、組合電器式等不同品種。

2004年起,有源電子式互感器先于光學(xué)互感器進(jìn)入市場(chǎng)應用,有源電子式互感器高壓側將電流信號轉換為數字信號經(jīng)光纖傳至地電位,像光學(xué)傳感方案一樣,實(shí)現了高低壓之間的光隔離絕緣,加之便于工業(yè)化批量生產(chǎn),已成為占主導地位的互感器種類(lèi)。

同一時(shí)期,我國研發(fā)一種更加實(shí)用的“自勵源”技術(shù),從而有源式轉變?yōu)橐环N“準無(wú)源”結構。這一方案可大幅度簡(jiǎn)化互感器,從根本上提高可靠性和壽命周期。

不久,一種適合電子式小功率分壓的“等勢腔”分壓結構在我國出現,它具有很高的絕緣安全性和測量精度指標,因而可以替代傳統依靠油、氣絕緣的互感器。該技術(shù)特別適合于高壓、特高壓分壓器結構的干式化,是一種出自我國的新型電子式電壓互感器。

為了克服測量性能易受溫度、震動(dòng)應力的影響,目前,光學(xué)方案已經(jīng)由環(huán)狀磁光玻璃改進(jìn)為一種光纖式傳感器,使得光學(xué)方案登上了一個(gè)新的技術(shù)平臺,更加接近實(shí)用要求,這類(lèi)被稱(chēng)為光纖式的電子互感器已經(jīng)有少量試用,需要進(jìn)一步克服結構復雜和造價(jià)過(guò)高問(wèn)題。

應用面臨的主要問(wèn)題

電子式互感器改變了原有的裝配應用方式,例如微電子器件被前移至戶(hù)外環(huán)境的高壓線(xiàn)、隔離刀閘、斷路器等強干擾源附近,必須經(jīng)受惡劣氣候條件以及不規則強電磁干擾的考驗,所以目前電子式互感器研發(fā)和應用中面臨的主要問(wèn)題是:電磁干擾防護、通信差錯控制、可靠電源方式以及適應戶(hù)外環(huán)境,如果措施不當,易引發(fā)信號失效、保護誤判、銹蝕老化等。

解決這些問(wèn)題,我們需要盡快完善試驗、檢驗相關(guān)標準,促進(jìn)電子式互感器下一步研發(fā)的關(guān)注點(diǎn)向高可靠、高穩定方向傾斜。

未來(lái)研發(fā)方向

傳感無(wú)源化:由于無(wú)源傳感方式具有技術(shù)優(yōu)勢,獨立式ECT傳感部件將趨向于無(wú)源化,這包括有源式傳感器將通過(guò)擺脫對外源的依賴(lài),實(shí)現自供電,走向準無(wú)源化,由此,電子式互感器平均壽命周期將會(huì )達10年以上。光學(xué)傳感器通過(guò)提高其測量性能,簡(jiǎn)化系統結構,降低造價(jià),進(jìn)入實(shí)用。

結構組合化:利用電子式微功率、小型化優(yōu)勢,互感器更多以組件方式組合于變壓器、全封閉組合電器、隔離刀等組合電器中,減少占地,降低造價(jià),還可以通過(guò)功能復用促進(jìn)一次電器本身的小型化和智能化。各種方案在發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢的同時(shí),也會(huì )相互組合,優(yōu)勢互補,除了會(huì )出現各種獨立、封閉式電流—電壓組合互感器外,今后幾年,預計還會(huì )出現LPCT/ROG-CT與光學(xué)組合版電流互感器。

功能復用化:充分利用數據共享優(yōu)勢,單點(diǎn)測試,可以多點(diǎn)共享,互感器同時(shí)提供Goose、RS485、MU等不同類(lèi)型的數字接口,供多種測控設備共享,減少互感器多點(diǎn)重復安裝,使設備配置更加緊湊。

部件標準化:互感器部件標準化,使具有通用性和互換性,可作為標準附件“插接”式安裝于各種一次設備,不同廠(chǎng)家互感器可以更替和互換。

附加資料:

互感器(instrument transformer)是按比例變換電壓或電流的設備。其功能主要是將高電壓或大電流按比例變換成標準低電壓(100V)或標準小電流(5A或10A,均指額定值),以便實(shí)現測量?jì)x表、保護設備及自動(dòng)控制設備的標準化、小型化。同時(shí)互感器還可用來(lái)隔開(kāi)高電壓系統,以保證人身和設備的安全。按比例變換電壓或電流的設備。
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