0引言：

　　隨著電里系統(tǒng)向大容量、超高壓和特高壓方向發(fā)展，電力設(shè)備越要求小型化、智能化、高可靠性。目前電山系統(tǒng)廣泛應(yīng)用常規(guī)電磁式電流、電壓互感器或電容式電壓互感器，因系統(tǒng)電壓增高，使互感器的絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積增加，造價也隨之升高，同時電磁式互感器還有磁飽和、鐵磁諧振、動態(tài)范圍小等缺點(diǎn)，難以滿足電/J系統(tǒng)應(yīng)用的發(fā)展要求。而新型電子式互感器結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、扒電磁干擾、不飽和及易于數(shù)字信號傳輸，能順應(yīng)電力工程的發(fā)展要求，特別是隨著GIS、IIGIS的普遍應(yīng)用和特高壓變電站的建設(shè)，電子式互感器在工程應(yīng)用上的實踐已顯得尤其重要;早在上世紀(jì)50年代，國外如ABB、S[MENS、TOM等公司丌始進(jìn)行新式互感器的研究，電子式互感器就是主要的一種。90年代初，國外已應(yīng)用到電力系統(tǒng)中。國內(nèi)目前已有40多個電子式互感器和數(shù)字化變電站成功運(yùn)行，等級覆蓋10—500kV，應(yīng)用范圍包括獨(dú)立型、GIS型、變壓器套管型等。

　　1 電子式互感器標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)：

　　電子式互感器必須在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范下進(jìn)行設(shè)汁、制造、試驗和運(yùn)行，IEC60044—7《電子式電壓互感器》、1EC60044—8《電子式電流互感器》、IEC61850《變電站網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)》等標(biāo)準(zhǔn)”的相繼頒布，相應(yīng)國標(biāo)報批稿業(yè)已經(jīng)定稿，為電子式互感器的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，和常規(guī)互感器標(biāo)準(zhǔn)GBl207、GBl208相比，電子式互感器標(biāo)準(zhǔn)的大部分內(nèi)容相同，增加了數(shù)字量的定義、原理、數(shù)舉描述、試驗規(guī)定等則是較為明顯的不同。

　　2 電子式互感器與常規(guī)互感器的對比

　　2.1定義的區(qū)別

　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)描述，電子式互感器是具有模擬量電壓或數(shù)串量輸出，供頻率15～100HZ的電氣側(cè)量儀器和繼電保護(hù)裝置使用的電流電壓互感器?？梢娖涔δ堋?yīng)用范圍和常規(guī)互感器完全一致，區(qū)別在于輸出量，足可供二次設(shè)備直接使用的模擬電壓信號或數(shù)字量，如電子式電流互感器(ETA)模擬量輸出標(biāo)準(zhǔn)值為22 5，150，200，225MV(測量用)和4V(保護(hù)用)，數(shù)字量輸出標(biāo)準(zhǔn)值為2D4111(測量用)和0lCFII(保護(hù)用)，而常規(guī)電流互感器(常規(guī)TA)輸出為電流信號，這直接導(dǎo)致了包括設(shè)備銘牌參數(shù)在內(nèi)的一系列不同，如電子式互感器可根據(jù)需要通過軟件設(shè)定變比，而不再使用常規(guī)形式如600/300/5來定義。

　　電子式互感器的精度等級與常規(guī)的差別不大。
 
　　以電流互感器(TA)為例，測量用TA的標(biāo)準(zhǔn)精度為O.1，O 2，O 5，l，3，5級，供特殊用途的為O 2S和o 5s級：保護(hù)用TA的標(biāo)準(zhǔn)精度為5P，10P，和5TPE，其中5TPE的特考慮短路電流中有非周期分量的暫態(tài)隋況，其穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)誤差限值分別與5P級、TPY級常規(guī)TA相同。 　

　　電子式互感器的原理和常規(guī)的有很大小同

　　電子式互感器的不同原理分類，見圖1。

　　2.2 結(jié)構(gòu)的區(qū)別

　　ETA結(jié)構(gòu)見同2。在高電位等勢體內(nèi)，完成一次電流傳變、二次信號采集、數(shù)字信號凋制和光信號輸出，光纖從等勢體山線，通過絕緣支柱走線到地電位，進(jìn)入光纜引至位于集控室的合并器單元，常規(guī)TA不論正置式或倒置式，都要把地電位引至二次線圃，使高低電位之間的絕緣距離為線圈內(nèi)半徑，因采用光纖絕緣體，電子式互感器將高低電位間的絕緣距離擴(kuò)大全整支絕緣杜高度，

　　2 3 性能的區(qū)別

　　1)絕緣性能 由前文可知，電子式互感器的絕緣性能遠(yuǎn)優(yōu)于常規(guī)互感器，尤其在超、特高壓系統(tǒng)中，它的應(yīng)用將使其可靠性得到極大提高。

　　2)系統(tǒng)精度 應(yīng)用常規(guī)互感器的系統(tǒng)存在若干獨(dú)立誤差環(huán)節(jié)，如二次小信號變換誤差、采樣誤差、傳輸誤差等，幾互感器要求暫態(tài)試驗，但二次小信號傳變器的暫態(tài)特性往往不能滿足要求，從而增加了系統(tǒng)誤差。而對于電子式互感器，其額定誤差是指數(shù)字信號與標(biāo)準(zhǔn)一次信號間的比差和角差，即以上沒有被計入常規(guī)互感器誤差項目，在電子式互感器誤差中被計入，其輸出直接供給二次設(shè)備使用，降低了系統(tǒng)誤差

　　3)負(fù)載特性 常規(guī)互感器對負(fù)載要求嚴(yán)格，TA二次不能開路，電壓互感器(TV)二次不能短路，負(fù)載特性試驗要在額定負(fù)載下完成，電子式互感器輸出為數(shù)字量，通過光纖傳遞至二次設(shè)備而基本無損耗，無負(fù)載要求，避免了可能導(dǎo)致危及設(shè)備或人身安全的問題，

　　4)體積造價 常規(guī)互感器為滿足絕緣、負(fù)荷和暫態(tài)等方而要求，設(shè)備體積較大，且隨著電壓等級上升，體積越加龐大，造價昂貴。而ETA由于采用的羅哥夫斯基線圈為非磁性線圈，不會山現(xiàn)磁飽和及磁滯現(xiàn)象，具有良好的線性度和暫態(tài)特性，用于保護(hù)可輕易達(dá)到5TPE級而體積很小：用于測量計量的低功率鐵心線圈，輸出功率微小，因此可用較小的截面達(dá)到精度要求，在超高壓和特高壓等級，電子式互感器的體積造價均遠(yuǎn)小于常規(guī)互感器

　　2 4 試驗的區(qū)別

　　電子式互感器型式試驗在國家高電壓計量站和國家高壓電器質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心進(jìn)行，試驗項目為標(biāo)準(zhǔn)所列全部型式試驗項目、例行試驗項目和特殊試驗中的機(jī)械強(qiáng)度試驗、截斷雷電沖擊試驗?；旧线@些試驗項目和常規(guī)互感器相同或類似，此外，為檢驗鄰近效應(yīng)，增加了它對準(zhǔn)確度的影響試驗;為考驗工作在高電位的電子單元，增加了傳遞雷電沖擊對穩(wěn)定性的影響試驗，因原理不同，電子式互感器的試驗項目和常規(guī)的有所區(qū)別。如穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)電流誤差試驗的測量儀器需有數(shù)字輸入接口。電子式互感器的局放試驗，因絕緣結(jié)構(gòu)的改變而使局放量非常小，常規(guī)互感器的伏安特性試驗，允許在副邊施加電流，來驗證飽和特性，電于式互感器囚不輸出電流，也不允許施加電流信號，否則將損壞二次回路和絕緣。

　　2.5 應(yīng)用的區(qū)別

　　圖3為常規(guī)互感器和電子式互感器與二次設(shè)備連接的示意圖。常規(guī)互感器二次輸出側(cè)以1 A、5 A或100V信號形式與電能表計、控制保護(hù)等二次設(shè)備相連接，目前絕大多數(shù)二次設(shè)備廠商提供的產(chǎn)品也是按此匹配的。而電子式互感器的二次輸出參數(shù)則完全不同，繼電保護(hù)、計量儀表及測控裝置等二次裝置適個數(shù)字化，與電子式互感器的應(yīng)用較為接近。因此，互感器的精度等級、二次側(cè)輸出參數(shù)和與之相連的二次設(shè)備匹配和無縫連[電子式互感器在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用]:0引言：隨著電里系統(tǒng)向大容量、超高壓和特高壓方向發(fā)展，電力設(shè)備越要求小型化、智能化、高可靠性。目前電山系統(tǒng)廣泛應(yīng)用常規(guī)電磁式電流、電壓互感器或電容式電壓互感器，因系統(tǒng)電壓增高，使互感器的絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜、...

[$page]　　3 電子式互感器的主要型式

　　目前在國內(nèi)外，電子式互感器的應(yīng)用逐步普及，覆蓋了各個電壓等級。電子式互感器的主要型式按原理不同可分為光學(xué)型和電原理型，國外對兩者都有深入的研究，因光學(xué)型是利用光在電場或磁場中的偏轉(zhuǎn)，根據(jù)偏轉(zhuǎn)角度折算出電場或磁場的大小，從而算出系統(tǒng)電壓或電流值，因此光學(xué)型具有靈敏度高、絕緣性能憂異的特點(diǎn)，但是有微弱信號檢測、環(huán)境因素(溫度、振動等)光學(xué)傳感材料長期穩(wěn)定性以及工裝技術(shù)等問題，盡管在材料和檢測方法上進(jìn)行丁一些改進(jìn)，但短期內(nèi)不易實現(xiàn)工程應(yīng)用。國外目前商業(yè)運(yùn)行的多采用電原理型，見圖1，實現(xiàn)簡單可靠，穩(wěn)定型好，國內(nèi)的情況基本和國外相同，光舉犁互感器的研究成分較多，電原理型的已大范圍進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行。從電子式互感器的安裝方式來分，可分為獨(dú)立支撐型、獨(dú)立懸掛型、GIS型和套管型。國外國內(nèi)這幾種型式都有，根據(jù)環(huán)境選擇。獨(dú)立支撐型外觀和常規(guī)互感器相似，也最能體現(xiàn)電子式互感器的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用最為廣泛，獨(dú)立懸掛型不太符合工程要求和相關(guān)規(guī)范，因此國內(nèi)現(xiàn)場很少采用此類產(chǎn)品，CIS型和套管型電子式互感器囚體積和重量比常規(guī)的小很多，㈠益受到歡迎，囚常規(guī)互感器需根據(jù)二次要求來確定線圈個數(shù)，尤其是保護(hù)線圈個數(shù)，而電子式互感器基木沒有負(fù)載，尺寸基本固定，因此容易設(shè)計和安裝，在有些地區(qū)已形成標(biāo)準(zhǔn)化配置。

　　電子式互感器在實踐中積累了很多運(yùn)行經(jīng)驗，

　　目前主要問題集中在兩方而，①交接試驗的內(nèi)容，①和二次設(shè)備的配合。囚關(guān)于電子式互感器的交接試驗等運(yùn)行規(guī)范和常規(guī)互感器有所不同，需要制造廠和運(yùn)行部門討論確定。電子式互感器和保護(hù)等二次設(shè)備的配和問題，以PASS(智能式斷路器)為例，PASS含有電子式互感器并以數(shù)字量為輸山形式，引進(jìn)到國內(nèi)后，因沒有配套的二次設(shè)備，只能舍棄電子式互感器，安裝常規(guī)套管型互感器，現(xiàn)在隨著二次數(shù)字式設(shè)備的出現(xiàn)而得以解決。

　　4 電子式互感器在數(shù)串化變電站中的應(yīng)用

　　國外自10年前開始數(shù)字化變電站的理論研究，目前基于IEC61850的數(shù)字化變電站系統(tǒng)已進(jìn)入實際應(yīng)用階段。國網(wǎng)公司制定了未來5年內(nèi)研究和推廣數(shù)字化變電站技術(shù)的實施方案，先后有10多個網(wǎng)、省局申報了數(shù)字化變電站示范工程項目。數(shù)字化變電站是指變電站內(nèi)一次電氣設(shè)備和二次電子裝置均實現(xiàn)數(shù)字化通信，并具有全站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型和通信平臺，在此平臺基礎(chǔ)上實現(xiàn)智能裝置間的互操作性，它的特點(diǎn)主要是：一次設(shè)備數(shù)字化：二次裝置網(wǎng)絡(luò)化：數(shù)據(jù)平臺標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)字化變電站技術(shù)應(yīng)包括：數(shù)字體系架構(gòu)：數(shù)字化一次設(shè)備技術(shù)(ETA、ETV、智能化斷路器、智能化變壓器、一次設(shè)備在線檢測等)：自動化系統(tǒng)計術(shù)(繼電保護(hù)數(shù)字化技術(shù)、測控裝置數(shù)字化計術(shù)、故璋錄波數(shù)字化計術(shù)、數(shù)字化變電站劉安穩(wěn)裝置的支撐、動態(tài)檢測數(shù)字化技術(shù)、電能質(zhì)量檢測數(shù)字化技術(shù)、變電站仿真、數(shù)字化遙視系統(tǒng)等)：其他內(nèi)容(汁量數(shù)字化技術(shù)、相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、實驗驗證環(huán)境等)，數(shù)字化變電站方案配置見圖4。電子式互感器是建設(shè)數(shù)字化變電站的決定性設(shè)備，起至關(guān)重要作用，根據(jù)理論和實踐分析，在數(shù)字化變電站中，電子式互感器可如下選樣和配置：

　　1)500、330、220KY配置電子式互感器，通過光纖輸出全控制室內(nèi)的間隔合并器裝置。整條信號通道按爽重化配置。

　　2)110、66 LV配置電子式互感器出至控制室內(nèi)的間隔合并器裝置，

　　3)95、10 kv布置在開關(guān)柜內(nèi)，視組屏方式而定，如集中組屏則輸出模擬信號經(jīng)智能終端數(shù)字化后至控制室合并器。TV合并器輸出數(shù)字信號給各間隔的智能終端。

　　4)電容器的合并器需增加一路常規(guī)TV(100v)輸入通道。小電流接地選線功能通過電子式零序互感器實現(xiàn)。

　　5)TV并列功能;合并器同時接收：兩只ETV的數(shù)字量，根據(jù)橋開(或分段開)位置和Tv刀閘位置選擇一路轉(zhuǎn)發(fā)給二次設(shè)備。

　　6)變壓器管配置電子式互感器通過光纖輸出至控制室內(nèi)的間隔合并器裝置， 

　　7)變壓器溫度側(cè)量由電子式互感器輸山1A模擬電流至主控制。 

　　8)GIS配置電子式互感器，通過光纖輸出全控制室內(nèi)的間隔合并器裝置。

　　9)GIS的ETA體積遠(yuǎn)小于常規(guī)互感器GIS的TA室形成標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。隨著電壓等級的升高，電子式互感器包括成木在內(nèi)的綜合優(yōu)勢就更加明顯，尤其對于超高壓和特高壓系統(tǒng)，電子式互感器絕緣性能和暫態(tài)特性優(yōu)良，能承受高水平的動熱穩(wěn)定，適應(yīng)強(qiáng)電磁環(huán)境，這是常規(guī)互感器不可比擬的優(yōu)勢。日本1000kV特高壓試驗場就應(yīng)用丁電子式互感器技術(shù)，國內(nèi)已有數(shù)十個應(yīng)用了電子式互感器的數(shù)字化變電站成功運(yùn)行，這將給國內(nèi)乃全國際變電站的自動化運(yùn)行和管理帶來深遠(yuǎn)影響和變革，具有非常重大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義。在技術(shù)上，提高設(shè)備的安全性和可靠性：避免信號仕輸和處理帶來的附加誤差，提高保護(hù)、測量和汁量系統(tǒng)的精度：減少自動化設(shè)備數(shù)量，簡化二次接線，提高系統(tǒng)的可靠性：設(shè)備具有互操作性，可以實現(xiàn)信息在運(yùn)行系統(tǒng)和其他支持系統(tǒng)之間的共享。在經(jīng)濟(jì)上，不再敷設(shè)大量電纜，二次光纖接線，縮短工程周期;減少通道重復(fù)建設(shè)和投資，方便變電站的擴(kuò)建及自動化系統(tǒng)的擴(kuò)充：減少投運(yùn)時間及設(shè)備的退山次數(shù)和退出時間，提高設(shè)備的使用效率，方便設(shè)備的維護(hù)和更新，減少變電站壽命周期內(nèi)的總體成本。