摘要：本文分析了电子式互感器的概念和电子式互感器在数字化变电站中的应用，并提出了变电站电子互感器应用后的优势分析，电子式互感器有助于提升电力系统自动化与数字化以及智能化的发展，数字变电站中的应用对推动着数字变电站的建设与发展具有重要的现实意义和深远的历史意义。
关键词：电子式；互感器；数字化变电站；应用研究
前言
数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备按三层结构体系构成的现代化变电站。基于IEC61850通信规范，实现了站内智能电气设备之间的信息共享和互操作性。电子变压器作为数字化变电站的重要组成部分，具有结构紧凑、体积小、抗电磁干扰、无饱和及易于数字信号传输等优点，在数字化变电站中得到广泛应用。
1电子式互感器的概念
电子式互感器是由一个或多个电流或电压传感器连接到输电系统和二次变流器组成的电气测量仪器。它的功能是传送与被测量成正比并供给测量仪器、仪表和继电保护装置或控制装置。其特征是模拟电压或数字输出，频率为15赫兹至100赫兹，来自电子变压器。可以看出，电子式互感器可以分为电子式电流互感器和电子式电压互感器，但原理基本相同。电子变压器的初级传感器通过电流或电压产生与初级端子对应的信号，然后通过电子变压器的初级转换器将该信号传输到电子变压器的次级转换器，最后传输到电子变压器的第二个转换器。子转换器将电子变压器传输系统的信号转换为电力系统的测量仪器、仪表和继电保护装置，从而完成测量、监控和保护的功能。
2电子式互感器在数字化变电站中的应用
数字化变电站主要是指在规划和设计变电站的具体结构时，实现电力系统中一次电气设备与二次电气设备之间的交互式数字通信，站内具备了统一的具体数据模型，以及先进的通讯平台，摆脱了原本孤立低效能的设备操作系统。在这个全站统一的、集信息传输与数据处理功能于一身的多功能平台上，想要实现站内核心设备及装置之间的智能化、数字化交互及相互操作，就要先满足变电站数字化要运行的需求，必须要使内部所有数据平台更加规范化、一次设备倾向数字化、二次设备倾向网络化。所以，对数字化变电站的核心技术进行总结其主要包括以下几部分：
其一，是数字化的运行体系及结构。
其二，是数字化的一次设备技术，主要包含ETV、数字断路器、ETA、数字变压器以及一次设备的在线监测等。
其三，应以数字平台和自动化系统技术为基础，包括测控系统、继电保护、安全系统、故障录波器、电能质量监测、动态监测等系统。而变电站内的其他参数统计内容，例如试验的环境验证记录以及相关的技术基准参数计量等等，则可以利用以太网架构的数字化通讯模式作为核心，对具体的运行方案进行决策。
在数字化变电站的运行方案决策过程当中，电子式电流互感器对于整个方案决策过程有着决定性的影响。这项设备的选型与配置，应当遵照以下几点准则：
其一，电压等级配置为500kV和220kV电子变压器。借助光纤线路，可以实现整个控制室内间隔合路器设备的输出，整个信号路径根据双重标准配置。
其二，电压等级配置为110kV的电子式互感器，需要输出到控制室之内的间隔合并器设备之内，不可超越此范围。
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其三，电压等级配置为10kV的电子式互感器，一般应设置在开关柜内部，视其组屏的方式进行具体安排，如其组屏方式属于集中组屏，那么互感器输出的模拟信号经过数字化终端的数字化处理之后，将会将其输出至控制室内的合并器，而TV合并器内部输出的数字信号，将会输送到各个间隔的数字化终端内部。
其四，电容器合并器应增加一个传统的TV（100V）输入通道。
小电流的接地选线功能，则可以借助电子式的零序互感器来实现。其五，在使用TV并列功能时，合并器只能够同时接收两只ETV设备内部输出的数字量，并且要依据桥开的位置以及刀闸的位置选择一条通路，以方便向二次设备的输出。
其六，是变压器管的配置。电子式互感器可以借助光纤线路，将电流输出到控制室内的间隔合并器设备当中。
其七，它是变压器的温度检测。特定温度数据可以通过模拟电流从电子变压器输出到主控制室中的组合器设备。
其八，是GIS配置。电子式互感器，可以借助光纤线路将配置信息以虚拟电流形式输出至整个全控制室内的间隔合并器设备内。随着电压级别的持续提升，电子式互感器的各项优势才能够更加明显的突显出来，特别是对于特高压、超高压的变电站系统，电子式互感器的暂态特性与绝缘性能都是非常优秀的，能够承受住高水平的动热稳定，适应强电磁的运作环境，这是一般的互感器无法相比的巨大优势。
在日本1000kV特高压试验中，采用了电子式互感器的相关技术，大量的电缆和二次光纤布线不再铺设。以达到缩减工程周期的目的，避免了电流通路的反复建设和大量投资，为自动化系统的功能扩充以及变电站的扩建提供了方便，还能够有效缩减设备投运的时间以及设备的退出次数与时长，有效提升变电站内各项设备的利用率，为设备的更新与维护提供便利，减少变电站在其运行周期之内的整体成本耗费。
3变电站电子互感器应用后的优势分析
电子变压器在数字化变电站的一次设备中起着重要的作用。与传统变压器相比，电子变压器具有以下优点：
（1）改造后的变电站普及了电子式互感器，由于没有铁心，消除了磁饱和隐患，暂态性能良好，提升了电力系统保护装置的正确动作率。此外电子式互感器对电力系统故障反应更及时准确，其线性度、动态特性等高性能指标满足了利用电力系统故障时的暂态信号量作为保护判断参量的微机保护功能。据设备科相关资料，2018年变电站在没改造前，电磁式互感器发生误动作10余次，造成大面积停电事故2次，而变电站改为电子式继电器控制后，未发生过继电保护的误动作。
（2）电子式互感器消除了铁磁谐振，提高了抗干扰能力。2018年11月2日，110kV差分电磁电压互感器一次侧熔丝事件，其中A相熔丝事件2起，B相熔丝事件1起。熔断器熔断使电压互感器开口三角形绝缘监察继电器动作，接地光字牌、断线光字牌亮，同时引起低电压减载保护、低频率保护动作，使两台变压器断路器和母联断路器跳闸，造成大面积停电事故。后经分析，此次事故是由于电磁式电压互感器引起铁磁谐振过电压造成熔断器熔断所致。而改造后的变电站都是电子式互感器，不会铁磁谐波，此类事故没再发生。
总结：
综上所述，电子式互感器有助于促进电力系统自动化，数字化和智能化的发展。在提高电网运行质量和稳定性，保证电力设备和人员安全，节约能源，降低变电站建设和运行维护成本，实现合理配置等方面，电子变压器的广泛应用不容忽视。数字化变电站的应用对推动数字化变电站的建设和发展具有重要的现实意义和深远的历史意义。
参考文献：
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[3]朱胜龙,郑浩,李坚林等.电子式互感器现场校验与问题[J].科学与财富,2018,(1):236.
论文作者:左士岩
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/8
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