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摘要:在科学技术水平不断发展的今天,智能电网的构建已经成为了电力系统的首要发展方向。在智能电网的构建当中,数字化变电站的建设是极为重要的。这是因为数字化变电站是智能电网中不可分割的一部分。而要建立数字化变电站,那么就不得不提电子互感器的应用。电子互感器相较于传统互感器在变电站的应用中都有着极大的优势,当然在实际的应用中也有着自身的缺点。本文笔者就将对电子互感器在数字化变电站中的优势与实际应用进行分析。
关键字:电子互感器;数字化变电站;应用分析
随着社会经济建设的飞速发展,人们对于电力系统的要求也越来越高。而科学技术的发展也让智能电网的构象逐步成为现实。当然,需要知道的是,要想实现智能电网系统的建设,那么就必须要重视数字化变电站的建设。这是因为,在智能电网系统中,数字化变电站是其最为重要的部分之一。而在数字化变电站的建设当中,电子互感器的应用直接关系到数字化变电站日常工作是否能够正常的运行。因此,在本文中,笔者也将对电子互感器在数字化变电站的应用进行讨论。
一、电子互感器
(一)什么是电子互感器
要了解什么是电子互感器,那么首先要知道的就是什么是互感器。一般来说,互感器其实就是变压器的一种,通过互感器能够将高电压和高电流转换为电力系统适配的电压和电流。而电子互感器就是一种具有模拟量电压输出或者是数字量输出功能的装置,通常来说是供给频率在15~100Hz之间的继电保护装置和电气测量仪器来进行使用。而电子互感器的设计和生产标准必须是按照国际电工委员所制定的标准来进行。当然,电子互感器的特点也十分的明显,在高精度信号的输出以及传感上都具有很大的优势。与此同时,其传输的速度也要快上很多,这是因为其使用的传输介质是光纤,这相较于其他的传输介质来说,速度更快质量也更高。
(二)电子互感器在数字化变电站的作用
什么是数字化变电站,数字化变电站就是由智能化的一次设备,此设备包括电子互感器和智能化开关等,再加上网络化二次设备来进行分层构建。其分层一般包括三个层次,就是过程层、间隔层和站控层。当然需要注意的是,数字化变电站的建设必须要符合IEC61850通信规范,这样才能让数字化变电站更好的进行工作,以此来实现智能电网的建设。而作为在数字化变电站中不可能缺少的设备,电子互感器对于观测数字化变电站工作状态以及提高数字化变电站的安全系数有着极为重要的作用。
二、电子互感器对比传统互感器的优势
相较于传统互感器来说,电子互感器有着极大的优势,详情可见表一,在本文中,笔者将针对其中几点进行详细的阐述。
(一)减少误动作的发生
相较于传统的互感器来说,采用电子互感器在数字化变电站中有着极大的优势。这是因为,与传统的互感器不同,电子互感器由于没有铁芯,因此就可以避免磁饱和所带来的问题,优化互感器的工作性能,进而整体提升了电力系统中保护装置的工作质量。除此之外,电子互感器也能够更加快速及时的反应出电力系统所出现的故障,更好的避免了因为故障问题对电力系统所带来的负面影响。根据数据来看,某变电站在2008年改造前,由于传统互感器所发生的误动作高达10余次,并带来2次大面积停电,极大的影响了民众日常的生活和生产。而改造后,此状况有了明显的改善,误动作的次数有了明显的减少。
(二)成本与能耗的减少
与传统的互感器来说,电子互感器的制作成本也相对较低。由于电子互感器的体积和重量相较于传统互感器要小,因此不仅互感器所占的空间减少,同时还减少了功耗,对于节能来说十分的有帮助。并且,因为电子互感器在进行信号传输时所使用的传输介质一般是采用玻璃纤维。这种玻璃纤维的结构比较简单,但是绝缘性却极佳。根据某变电站的资料来看,在进行改造之前,对于互感器的维护和修理费用每年需要12万。然而在改造之后,因为电子互感器不容易损坏,每年所需的维护费用仅需3万,成本得到大大的减少。而从节能上来看,该变电站在改造前每年耗电量在15千瓦时左右,而在改造之后,每年的耗电量则降到2万千瓦时。从这些数据来看,电子互感器相较于传统互感器无论是降低成本还是节约能耗都有着极大的作用。
(三)节约人力资源
与传统互感器相比较来说,采用电子互感器还能够节约许多人力资源。这是因为,采用电子互感器,根据其工作的特性,能够很方便的采集数字信号来进行数据通信。与此同时,还能够通过信号装置将所有的装置相关联成一个信息网络,从而实现数据快速的传递和共享。不仅如此,在数字化变电站中,每一刻每一秒的工作状态都能够进行远程和自动化的监控,这样即便是无人值班的时候也能够让电力设备进行自动化工作,在减少人力成本的投入时,还可以提高变电站的工作效率和质量。
(四)减少电力设备的故障几率
采用电子互感器还能有效的减少电力设备的故障几率。之所以能够达到这样的效果是因为电子互感器在工作的时候,在高压侧与低压侧之间是只通过光纤来进行联系。在上文中笔者也提到,电子互感器的传输介质是光纤,因此在传输的过程当中可以有效的隔离高压回路和二次回路。与此同时,由于电子互感器还拥有较高的测量精度和抗干扰能力,因此也能够大大的减少电力设备故障的几率。而通过某电站的资料数据来看,在变电站进行改造之后,其故障几率降低了80%左右。
三、电子互感器在数字化变电站中的实际应用
虽然电子互感器在变电站的应用中具有十分大的优势和重要的作用,然而在目前的数字化变电站中,电子互感器的实际应用却还存在着一些问题需要解决。
(一)不稳定性
在电子互感器的实际应用当中,其工作时的不稳定性是一个极大的问题。而会对电子互感器的稳定性产生影响的因素则主要是因为供给电源的不稳定。同时在电子互感器工作的时候是不能受到任何电磁的干扰的。一旦受到电磁感应的干扰,那么就会令传感线圈产生偏差,从而使对整个电子互感器的工作造成影响。然而,对于数字化变电站来说,保障电力系统的稳定性是最为重要的,这也是评判电力系统是否能够正常、完整运行的重要标准之一。
(二)可靠性不足
电子互感器在实际工作中可靠性不足也是目前电子互感器在数字化变电站的应用中急需要解决的一个问题。之所以会出现这样的情况,是因为从目前的技术应用来看,制造电子互感器时某些部件需要许多的材料。然而材料工艺的不同,也会让电子互感器的可靠性出现问题。而针对这个问题,就目前的技术手段来说,只能通过加强设备运行的反馈工作来解决。
(三)数据传输出现偏差
在上文中笔者就有提到过,电子互感器的信号的传输都是通过光纤来进行,这不仅能够提高传输的速度同时也能够保证传输的质量。然而就从目前电子互感器在数字化变电站的实际应用当中,仍然存在着传输数据出现偏差的问题。导致这种问题出现的主要原因是因为在同步和单元合并的时候出现问题,导致同步出现误差或者是单元无法合并。这样一来,就会造成数据在传输时出现错误,而当电力系统接收到错误的数据之后,就可能会做出错误的反应,极大的影响了电力系统的正常工作,严重的甚至会给整个电力系统带来巨大损失。因此,如何解决数据传输时的偏差问题是搭建数字化变电站时必须要解决的问题。
参考文献
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论文作者:徐二强,武宏波
论文发表刊物:《电力设备》2016年第13期
论文发表时间:2016/9/26
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