電磁式互感器的電子式與電磁式互感器在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

電磁型互感器穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)特性分析，可總結(jié)出以下特點(diǎn): 一次匝數(shù)少，二次匝數(shù)多; 正常工作時(shí)磁通密度低，故障時(shí)磁通密度大，存在飽和現(xiàn)象; 高內(nèi)阻; 二次負(fù)載小，二次不能開(kāi)路; 電氣絕緣薄弱、體積笨重; 可能導(dǎo)致鐵磁諧振過(guò)電壓; 為模擬量輸出 。
電子式互感器的特點(diǎn): 絕緣簡(jiǎn)單可靠; 體積小、質(zhì)量小; CT動(dòng)態(tài)范圍寬、無(wú)磁飽和; PT 無(wú)諧振現(xiàn)象; CT二次可以開(kāi)路; 為數(shù)字量輸出; 抗電磁干擾能力強(qiáng)。電流互感器、電壓互感器可以合二為一，稱(chēng)為電流電壓組合互感器( ECVT) 。
伴隨著工業(yè)控制信息交換標(biāo)準(zhǔn)化需求和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外提出了以“一個(gè)世界，一種技術(shù)，一種標(biāo)準(zhǔn)”為理念的新的信息交換標(biāo)準(zhǔn)—IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)。在國(guó)內(nèi)，現(xiàn)有信息交換技術(shù)在變電站自動(dòng)化領(lǐng)域體現(xiàn)出的種種弊端嚴(yán)重制約了生產(chǎn)管理新技術(shù)的提高，因此，采用IEC 61850 實(shí)現(xiàn)信息交換標(biāo)準(zhǔn)化已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)電力自動(dòng)化業(yè)界的共識(shí)。同時(shí)，國(guó)家電網(wǎng)公司又提出了“建設(shè)數(shù)字化電網(wǎng)，打造信息化企業(yè)”的戰(zhàn)略方針，智能化變電站應(yīng)運(yùn)而生 。
既然智能化變電站是以IEC 61850 為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息交換標(biāo)準(zhǔn)化的，那么是否全部使用電子式互感器就不是區(qū)分常規(guī)站與智能站的標(biāo)尺。通過(guò)對(duì)電磁式互感器和電子式互感器的對(duì)比可見(jiàn)，電壓等級(jí)越高，電子式互感器優(yōu)勢(shì)越明顯。而對(duì)于低電壓等級(jí)來(lái)說(shuō)，采用電子式互感器則意義不大，應(yīng)采用常規(guī)互感器，原因如下:
(1) 采用電子式互感器是為了解決互感器飽和問(wèn)題，而低壓常規(guī)互感器一般不存在飽和問(wèn)題。
(2) 采用電子式互感器是為了解決互感器的二次信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸問(wèn)題，但低壓常規(guī)互感器和保護(hù)裝置已就地安裝在開(kāi)關(guān)柜中，所以長(zhǎng)距離傳輸問(wèn)題已解決。
(3) 制約開(kāi)關(guān)柜體積減小的主要因素是操作機(jī)構(gòu)的占用體積而非互感器的體積，因而對(duì)于安裝于開(kāi)關(guān)柜中的電子式互感器來(lái)說(shuō)，其體積小、質(zhì)量小的優(yōu)勢(shì)沒(méi)有體現(xiàn)出來(lái)。
(4) 低壓電子式互感器輸出的是小模擬電壓信號(hào)，其信號(hào)不易直接分享，需通過(guò)合并單元轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)后才可分享，這無(wú)疑增加了合并單元成本，而常規(guī)互感器輸出的信號(hào)則易于供各保護(hù)測(cè)控裝置分享 。
所以，未來(lái)的變電站既不會(huì)形成電子式互感器一統(tǒng)天下的局面，也不會(huì)使傳統(tǒng)電磁型互感器走向終結(jié)。筆者認(rèn)為，兩者相得益彰，最終會(huì)形成互補(bǔ)且同時(shí)存在的局面 。
隨著智能化變電站的建立，與常規(guī)站之間的配合( 常規(guī)互感器與電子式互感器會(huì)并存) 不可避免，兩者之間的采樣同步問(wèn)題應(yīng)予以重視。智能化變電站內(nèi)部各個(gè)互感器之間的采樣同步問(wèn)題亦應(yīng)重視。可從以下幾方面加以解決:
(1) 常規(guī)站與智能化站之間可調(diào)整采樣時(shí)刻，對(duì)兩側(cè)的采樣路由延時(shí)差別進(jìn)行補(bǔ)償，保證計(jì)算差動(dòng)電流的兩側(cè)電流是同一時(shí)刻值。
(2) 智能化站內(nèi)或與常規(guī)站之間可基于全球定位系統(tǒng)( GPS) /北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)間脈沖進(jìn)行同步采樣。
(3) 通過(guò)保護(hù)、測(cè)控裝置的軟件算法進(jìn)行修正 。