电子式互感器在数字化变电站的应用林剑威

电子式互感器在数字化变电站的应用林剑威

(广东电网公司清远供电局511500)

摘要:为了保障数字化变电站的正常运转,必须合理且科学地选择电子式互感器的类型。本文就电子式互感器在数字化变电站中的应用进行了探讨,以期能为电子式互感器更好地应用在数字化变电站中而提供参考。

关键词:电子式互感器;数字化变电站;应用

1电子式互感器工作原理

电子式互感器的构造包含了合并单元、传输系统、一次转换器以及电流或电压传感器。其具备了模拟量、数字量输出,并供电频率范围在15-100Hz内的电气测量仪器及继电保护装置使用的电流、电压互感器。

2不同类型的电子式电流互感器的技术探讨

如表1所示,对比不同类型的电子式电流互感器的技术。分析表1的信息,ECT具有良好的线性优势,非线性对ECT无任何影响。

表1不同类型电子式电流互感器的技术分析

3数字化变电站电子式互感器配置方案

以南方电网公司某变电站为例,该站属于南方电网公司第二批智能变电站试点项目,其220kv本期与愿景均为双母接线,其中,本期4回,愿景6回;110kv本期为单母线分段接线4回,远景为单母线3分段接线12回;10kv本期为单母线接线24回,远景为单母线分段接线36回;主变压器远景3×240MVA,本期I×240MVA。此外110KV和220kv电气均以GIS设备为一次设备,10kv电气以户内金属恺装开关柜为一次设备。因10kv以保护、测量丝合为一装置作为常规保护,且安置于一次开关柜设备之中,对比技术经济,仅有主变压器10kv开关柜采用规定的电流互感器配置,其余变压器10kv的开关均采用常规电流互感器配置装置。

无论是110kv还是220kv,两者对线路故障电流采集的精确度都要求颇高,本文对两种尚未推广应用的OCT进行分析,并探讨尚未研发出成熟的产品OVT。因此,从表1中可知,本文分析的变电站应采用线圈式ECT作为110kv与220kv线路保护。根据GIS结构设计原则,在一次设备中,以闸门、断路器、电子式互感器等装置进行一体化配置。主变压器的3侧保护采用线圈式ECT,这符合一进二出3侧保护电流的一致性要求。因EVT与ECT能满足2套装置双重保护的要求,对表2的技术进行分析,结果为110kv与220kv线路以及母线的电互感器均应采用EVT。

调研显示,当前EVT、ECT推广应用的产品都较为成熟,较多厂家能根据EVT、CET组合布置提供组合型产品,这有利于降低33.3%互感器投资费用,因此,本文分析的变电站应采用有源电子式互感器配置110kv与220kv互感器EVT、ECT组合型产品。将EVT与ECT进行配置装置,借助一套远端模块能接收EVT、ECT的输出信号,且同时处理。

4电子式互感器应用中的问题及应对措施

本文分析该变电站工程设计及施工过程中存在的问题,探讨切实有效的措施。当前,该变电站已竣工并投入运行,整体运行效果良好。但是,其施工过程、工程设计尚存在一些问题,对其给予切实有效的

措施是尤为重要的。

4.1电子式互感器采集单元安装位置以普通的GIE结构为例进行分析,电子式电流互感器采集单元的远端模块于GIS外壳的低电位处进行布置,同时利用直流电源功能的进行供电,但运转中存在一些问题:

(1)于一次设备的低电位处布置采集单元,容易受到一次磁场的感应电压的干扰,采集单元的采样芯片会受到电压不同程度的冲击,可诱发死锁,迫使采集单元的工作难以正常运转。

(2)目前ECT的采集单元工作时受环境因素干扰,削短其使用寿命,出现运转故障只有及时更换才能确保正常运行,因采集单元装置在GIS外壳的低电位处,从而使更换难度有所增加。

为解决眼前问题,本文分析的变电站的电子式互感器于互感器采集箱内布置采集单元、熔接盒等远端模块。根据采集箱“多重屏蔽”的设计原理,为提高采集单元、熔接盒等的抗干扰能力并解决更换困难等问题,两种远端模块均布置在GIS本体边。

4.2电子式互感器采集单元的工作电源

合并单元和采集单元的正常运行主要依靠工作电源的维持,分析其可靠性,两者都常采用直流电源作为工作电源,且按照双重化配置的工作电源的原理采用不同类型的直流母线段与各个端口接连。

根据以上情况,凭借以往工程投入运行后的经验,本文分析的变电站采用工作电源、二次保护装置共同使用一路直流,空气开关安装于合并单元及采集单元的上端。

4.3同步采集

合并单元的工作运行需接连多个电子式互感器信号,应考虑各元件采样同步时所发生的问题。以下总结了采样数据的同步采集与测量等问题:

(1)处于相等间隔内的各电流量、电压量的同步测量。

(2)处于不相等间隔内的各电压量、电流量的同步测量。例如,对母线保护、集中式主变压器保护等装置的电压量、电流量进行同步测量。

(3)对具有相关联系的变电站之间的测量。实践中,以对输电线路相关保护进行同步测量为主要问题。

(4)对广域网进行同步测量。根据广域检测系统的检测特点,需在全系统范围内进行同步相角测量。针对以上四个层面,采用GPS全球地位系统装置进行同步对时,一经采集卫星信号,依靠光B码对时方式,完成光线点对点且至合并单元、保护及测控等第二次装置的工作,为达到同步测量的预期效果。图1为二次装置对时系统同步采集方式。

图1二次装置对时系统同步采集示意图

4.4计量精确度的认证我国计量部门尚未认证处于现阶段的电子互感器的精确度,所以,当面临计费关口点时,主要的应对措施是重复配置常规互感器,同时,计量电度表需采用常规的电度表。此应对措施中,基于存在投资存在浪费、精确度低下及可靠性不佳等问题,建议我国计量部门应尽快着手于电子互感器的计量精确度认证。

4.5电子式互感器的试验与测试因电子互感器在试验与测试两方面具有其独特的方式,所以,相对于常规互感器存在一定的差异。本文分析的变电站采用的试验与测试方法,与常规互感器对比,存在差异,如图2所示:

(1)对比减极性。常规互感器有减极性,电子互感器无减极性的概念。

图2电子式互感器测试试验图

(2)准确性。电子互感器的二次负载、仪表保安系数均与常规互感器存在差异,单子互感器为0.2S、STPE,而常规互感器为0.2S、SPZO。

5结束语

综上所述,电子互感器配备装置在数字化变电站中占据重要地位,无论是在绝缘结构、暂态性、占地面积等方面,还是在技术方面,其具有的特性都优于传统互感器。

参考文献;

[1]张劲松、俞建育.电子式电压互感器在数字化变电站中的应用[J].华东电力.2009(08).

[2]梁小华.GIS用电子式电流电压互感器的应用研究[J].合肥工业大学.2009.

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