电子式互感器在智能电网建设中的应用

电子式互感器在智能电网建设中的应用研究

李红岩 周德志

（1.辽宁新创达电力设计研究有限公司 辽宁 沈阳 110179；2.沈阳电力勘测设计院 辽宁 沈阳 110003）

摘 要： 电子式互感器相比与传统电磁式互感器在智能电网中有着诸多的优点，对电子式互感器分类、工作原理进行简单介绍，阐述电子式互感器在智能电网中的应用现状及运维中暴露的问题，并提出解决方案。

关键词： 电子式电流互感器；电子式电压互感器；智能电网；智能变电站

中图分类号：TM45 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1120116－02

表1 电子式电压互感器技术性能比较表

1 电子式互感器的简介

电子式互感器是具有模拟量电压输入或数字量输出，共频

率为15Hz～100Hz的电气测量仪器和继电保护装置使用。其中

图1为数字量输出型电子式互感器的通用图框。

表2 电子式电流互感器技术性能比较表

图1 单相电子式互感器的通用图框

根据IEC和国家标准，电子式互感器可分为有源型和无源

型两种。在图1中，若一次变换器是电子部件，需要一次电源供

电，则称此类电子式互感器为有源式电子式互感器；若一次传

感器是光学原理的，光纤传输系统可以直接将光测量信送出，

无需一次变换器，则称此类电子式互感器为无源式电子式互感

器。其中图2为电子式互感器的分类示意图。

图2 电子式互感器的分类示意图

2 电子式互感器的技术特点及性能比较

电子式互感器与常规互感器相比，具有消除磁饱和现象、

对电力系统故障响应快、消除铁磁谐振、绝缘性能优良、能适

应电能计量与保护数字化发展、动态范围大、频率响应范围

宽、经济型好等优点。其中不同原理的电子式互感器也具有其

自身的技术特点。

在工程应用中，不用原理的电子式互感器有其自身的优势

和弊端。表1、表2中将对电子式电压互感器和电子式电流互感

器根据其分类进行在性能上进行比较。

3 智能变电站中电子式互感器的配置及应用现状

3.1 智能变电站中电子式互感器的配置

据国家电网基建〔2011〕58号-《国家电网公司2011年新建变电站设计补充规定》要求，110kv 及以上电压等级可采用电子式互感器，也可采用常规互感器。选用电子式互感器，需进行充分技术经济论证。

当智能变电站中使用电子式互感器时，通过采取电子式互感器+合并单元方式实现电压电流的就地数字化采集。具体配置原则如下：

1）互感器二次绕组的数量和准确级应满足继电保护、自动装置、电能计量和测量仪表的要求。

2）保护用电流互感器的配置应避免出现主保护死去。3）电子式互感器内应由两路独立的采样系统进行采集，每路采样系统应采用双A/D 系统接入合并单元，每个合并单元输出两路数字采样值由同一路通道进入一套保护装置，以满足双重化保护相互完全独立的要求。

3.2 电子式互感器在智能电网建设中的应用现状

随着电子式互感器技术的日趋成熟，电子式在不同电压等级的部分变电站中得到了应用。在110kV 及以下变电站中，电子式互感器已在几年前投入了运行；在220kV 及以上变电站中，逐步由电子式互感器与常规互感器并列挂网运行过度至电子式互感器单独使用并投入运行。已经投运的陕西延安750kV 智能变电站、吉林长春南500kV 智能变电站、江苏西泾220kV 智能变电站等试点工程中全面应用了各种类型电子式互感器。

现运行的电子式互感器与GIS 设备组合安装有以下几种形式：

1）将有源式电子式电流互感器安装于GIS 组合电器的SF 6气室内，有源式电子式电压互感器悬挂安装与高压电级连接。

2）将有源式电子式电流互感器与隔离开关组合安装，使4）采用罗氏线圈院里的电流互感器线圈应包括：用于保其安装在隔离开关底座上，隔离开关承受电离子互感器重量。护和测量的罗氏线圈、用于测量/计量的低功率线圈。

这样可以压缩配电装置间隔纵向尺寸，减小变电站占地面积。

5）互感器应采取措施，以消除温度、振动、外磁场干扰3）全光纤电子式电流互感器与GIS 组合安装，其中之一将对互感器精度和稳定性的影响。

电子互感器直接套在GIS 罐体外部，不改变GIS 结构，安装简6）合并单元可以布置在户外就地智能控制柜内，也可以单；另可将电流互感器安装在GIS 高压气室外部链接处，用法与保护设备共同组屏布置在二次设备室。

兰方式密封安装。

表3、表4中为应根据国家电网公司颁布的相关设计文件要4）有源电子式电流、电压互感器安装在GIS 高压气室内求的电子式电流互感器二次绕组配置及电子式电压互感器二次部。

绕组配置。

截止至2011年5月31日为止，国家电网公司系统110（66）表3 电子式电流互感器二次绕组配置

kV 及以上电压等级在运电子式互感器共计2041台，占所有在运互感器总数的0.48%。其中电子式电流互感器1359台，电子式电压互感器411台。电子式互感器主要应用于110kV 系统。电子式电流互感器以有源型为主，只有1/3为无源型，电子式电压互感器基本为有源型。

4 电子式互感器运行中遇到的问题及解决方案

4.1 电子式互感器运行情况

经国家电网公司相关单位对公司系统110（66）kV 以上电子式互感器运行情况的调研，对对各类电子式互感器运行过程中出线的问题进行了统计分析，具体情况如下：

1）电子式电流互感器。据统计，投运以来，国家电网公司系统内电子式电流互感器共发生故障141台次，其中500kV 等级61台次（均为直流系统），220kV 电压等级11台次，110kV 电压等级67台次，66kV 电压等级2台次。

电子式电流互感器各故障类型占总数百分比分别为：采集器故障46.8%，传感器故障17.0%，光纤故障10.6%，合并单元故障6.4%，激光功能单元故障3.5%，绝缘受潮0.7%，软件问题2.1%，噪声干扰10.6%，其他2.3%。

2）电子式电压互感器。据统计，电子式电压互感器共发生故障52台次，其中800kV 等级32台次（均为直流系统），220kV 电压等级2台次，110kV 电压等级17台次，66kV 电压等级1台次。

3）电子式电流互感器各故障类型占总数百分比分别为：表4 电子式电压互感器二次绕组配置

采集器故障26.9%，合并单元故障1.9%，电磁干扰9.7%，绝缘问题61.5%。

电子式电压、电流组合型互感器。电子式电压、电流组合型互感器共发生故障9台次，其中220kV 等级1台次，110kV 电压等级5台次，66kV 电压等级3台次。

4.2 电子式互感器应用问题分析

由于在运电子式互感器数量有限，运行时间不长，积累的

运行经验不多，设备的稳定性和可靠性较常规的互感器存在较

（下转第103页）