摘要：随着变电站进入数字化、智能化发展的新阶段，传统电流互感器早已不能适应变电站发展需要，光学电流互感器因此在我国变电领域实现了较为广泛的应用，基于此，本文就光学电流互感器对继电保护的影响展开分析，并对光学电流互感器的运行稳定性进行了详细论述，希望论述内容能够为相关业内人士带来一定启发。
关键字：光学电流互感器；继电保护系统；运行稳定性
前言：传统的电磁式互感器存在暂态输出电流严重畸变的特性，继电保护系统装置的复杂性往往因此大幅提升，继电保护质量和效率往往会因此受到较为负面影响，对于本文研究的光学电流互感器来说，其则具备体积小、抗干扰能力强、安装运输方便等优势，而为了更为深入了解光学电流互感器，正是本文就光学电流互感器对继电保护系统影响展开具体研究的原因所在。
1.光学电流互感器对继电保护的影响
光学电流互感器的工作原理可以分为光强调制、相位调制、偏振态调制三类，有源式光学电流互感器、干涉式光学电流互感器、基于Faraday的光学电流互感器属于其中代表。对于简单的光学电流互感器与继电保护装置的接口实现来说，光学电流互感器信号处理单元、信息合并单元、光接收模块、主CPU、从CPU属于其具体组成，而由此开展深入分析，本文得出了以下几方面光学电流互感器对继电保护系统的影响[1]。
1.1母线保护影响
母线保护是长期以来学界始终高度关注的问题，这是由于在母线区外短路时，电磁式电流互感器很容易因发生饱和造成母线保护误动，为避免这类母线保护误动的发生，学界曾围绕电磁式电流互感器开展了大量研究，但受到电磁式电流互感器频率分量传变特性不一致、周期分量传变有效性较低等因素影响，各类研究仍未实现其在二次系统中的有效判定。对于本文研究的光学电流互感器来说，其本身具备高保真传变特性，这一优势使得其具备瞬时值母线差动保护基础，母线保护的快速性和可靠性因此得到了保障，相较于电磁式电流互感器，光学电流互感器在母线保护中的应用还能够实现差动保护的判据简化，由此可见光学电流互感器在继电保护系统领域的应用价值。
1.2变压器保护影响
变压器保护同样属于光学电流互感器影响的重要领域，这一影响主要体现在防止变压器差动保护因励磁涌流发生误判、提高变压器内部匝间短路保护灵敏度两个方面，具体影响如下所示：（1）差动保护误判。故障电流和励磁涌流的区分直接影响变压器差动保护质量，但由于励磁涌流中包含的非周期分量会对电磁式电流互感器的传变带来较为负面影响，这就使得变压器差动保护误判很容易因此出现。但在光学电流互感器的应用中，在高保真传变直流和高频分量的作用下，励磁涌流与故障电流获得了实践价值较高的新判据，误差的发生几率因此大大降低。（2）提升匝间短路保护灵敏度。变压器差动保护暂态不平衡电流会对变压器保护带来较为负面影响，这一影响的源头是电磁式电流互感器间暂态特性不一致，而通过提高整定值防止误动却会导致保护灵敏度的下降，而在应用光学电流互感器后，光学电流互感器暂态电流的一致化得到了保证，变压器保护由此获得了更为有力支持[2]。
1.3输电线保护影响
作为光学电流互感器对继电保护系统产生影响的重要领域，输电线保护受到的影响可以总结为分相瞬时值纵差保护、微机距离保护、故障测距、行波保护、过电流保护共五个方面，具体内容影响内容如下所示：（1）分相瞬时值纵差保护。不同于传统电流互感器存在饱和问题，光学电流互感器无饱和特性能够有效降低输电线分相瞬时值纵差保护误动出现几率。（2）微机距离保护。非周期分量是影响微机距离保护质量的首要因素，但在光学电流互感器应用中，微机距离保护能够在阻抗算法支持下缩短数据窗，误差的减小、距离保护动作速度的提升均将由此受到较为积极影响。（3）故障测距。故障测距直接影响输电线故障排除速度，但电磁式电流互感器存在的测量误差往往会直接影响故障测距精度，而在暂态、稳态精度均能够达到0.2级的光学电流互感器作用下，测距精度将由此实现长足提升。（4）行波保护。不同于传统设备，光学电流互感器宽频带特性尤为适用于输电线路的行波保护，输电线路安全性将因此大大提升。（5）过电流保护。保护动作的时间延迟往往会影响过电流保护的质量和速度，但在光学电流互感器支持下，其无饱和特性能够有效避免二次电流波形畸变问题的出现，输电线路过电流保护的质量和精度由此即可得到保障。
1.4其他方面影响
除上述几方面，光学电流互感器对继电保护系统的影响还能够体现在以下几个方面：（1）推动智能变电站建设。数字化、智能化早已成为我国变电站的主要发展方向，近年来各地大量开展的智能变电站建设也证明了这一认知，而在光学电流互感器的应用中，智能变电站建设需要实现的数据共享将获得有力支持，同时简化的接线也能够降低智能变电站建设成本。（2）故障录波。电流互感器饱和往往会导致故障录波的失真，但本身不饱和的光学电流互感器却能够忽略饱和问题，故障录波的高保真由此得到保障，数字信号的优势也能够由此得到直观展现。（3）光纤局域网。智能变电站的建设将大量应用光纤，这是为了满足智能变电站系统容量不断增大、信号不断增大等需求，而结合光纤传感、监控、通信、继电保护实现光纤局域网的建设，变电站测量、控制、等工作的质量即可得到更好保障，而在光学电流互感器支持下建设的各保护单元局域网，则能够进一步降低保护误动发生的可能性[3]。
2.光学电流互感器的运行稳定性分析
为了更深入了解光学电流互感器对继电器保护系统带来的影响，本文还将对该电流互感器的运行稳定性开展分析，这一分析主要是为了判明光学电流互感器能否稳定开展工作。
2.1试验准备
本文选择了由一台三绕组变压器构成的变电站作为研究对象，其接线方式为Y/Y/△，电压等级为110/35/10kV，选用自愈光学电流互感器，图1为光学电流互感器结构。
图 1 光学电流互感器结构
2.2试验过程和结果
2011年11月光学电流互感器投入运营，经过19个月的挂网试验，运行，该光学电流互感器的电气参数未收到时间、气候变化的影响，而结合2013年8月投入的数字计量装置，可以发现2012年8月—2013年5月底，计量电量按月分析误差之间的偏差波动范围在-0.07%~0.08%、波动0.15%，以此可确定平均偏差接近零。结合不确定度A类评定，试验求得了额定负荷百分比、算数平均值、试验方差、功率测量误差的标准不确定度，并由此最终得出了额定负荷综合误差1.013%，结合行业标准，可以确定光学电流互感器具备较高的稳定性且能够满足行业发展需要。
结论：综上所述，光学电流互感器能够对继电保护系统带来多方面积极影响，文章的第一节直观证明了这一认知。而在此基础上，本文涉及的母线保护影响、变压器保护影响、输电线保护影响等内容，则证明了研究的实践价值。因此，在相关领域的理论研究和实践探索中，本文内容能够发挥一定程度的参考作用。
参考文献：
[1]李深旺,郭志忠,张国庆.集磁环式光学电流互感器的自校正测量方法[J].电工技术学报,2016,31(09):197-202.
[2]李深旺,张国庆,于文斌.一种提高差分式光学电流互感器磁场抗扰度的新方法[J].中国电机工程学报,2013,33(36):157-163+22.
[3]王佳颖,郭志忠,张国庆.光学电流互感器长期运行稳定性的试验研究[J].电网技术,2012,36(06):37-41.
论文作者:林鸿才
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/18
标签：光学论文; 电流互感器论文; 变电站论文; 母线论文; 变压器论文; 输电线论文; 继电保护论文; 《电力设备》2017年第33期论文;