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摘要:作为智能变电站中的关键测量设备之一,电子式互感器的应用越来越多。由于电子式互感器安装位置接近一次导线,在开关操作、系统短路的条件下,通过直接传导和电磁场祸合更容易受到干扰。而这些干扰的强度远远超过目前电磁兼容标准所规定的干扰水平,这也是目前电子式互感器投运前已经通过了标准规定的全部电磁兼容试验,在现场运行时仍然出现电磁防护故障的主要原因。变电站电磁干扰主要包括隔离开关和断路器操作、雷电和系统短路等几种情况下在变电站内引起的强电磁干扰。在本文之中,主要是针对了电子式互感器电磁兼容性能进行了全面的分析研究,并且在这个基础之上提出了下文之中的一些内容,希望能够给与同行业进行工作的人员可以提供出一定价值的参考。
关键词:电子式互感器;电磁兼容;性能;分析
1导言
电子式互感器(Electronic Instrument Transformer,EIT)正逐步取代传统的电磁式互感器,成为构建智能电网的核心设备之一。与电磁式互感器不同,电子式互感器采用了较多的电子部件对采集数据进行处理,采用合并单元对多路(最多可达12路)数据并行接收并数字化,然后供给测量、仪表和保护装置。电子部件的引入根本性地改善了EIT的诸多性能,比如动态范围、测量准确度、体积等,但同时也使得EIT面临复杂的电磁兼容性问题。从多年实践来看,用户、制造商和某些检测单位缺乏对该项试验技术的系统理解。为此,本文以EIT和EMC现行国家标准为依据,系统地讨论了电子式电压互感器(Electronic Voltage Transformer,EVT)、电子式电流互感器(Electronic Current Transformer,ECT)的EMC试验技术。近几年来,我国的电网企业正在大力开展智能电网改造工程,其主要是基于现代先进的网络化供电技术,不断提升计算机技术在电力供应当中的应用程度。而在工程开展过程中,电子式互感器以其简单的结构、轻便的体型、较轻的重量以及稳定的输出信号等优势被广泛利用在智能电网当中。但就我国目前所使用的各类电子式互感器的技术来说,其稳定性和可靠性均需要进行较大程度的提升,而其中引发相关事故的主要原因在于单词干扰的传播。
2电子式互感器的电磁干扰传播
自本世纪我国对电子式互感器进行应用以来,其在我国的智能电网建设工作当中发挥了重大的作用,但根据相关统计显示,自2000年我国的电子式互感器投入智能电网使用以来,其在110千伏以上电力运输过程当中每年产生了150多次事故,其中主要是由于电磁兼容性能较差,引起采集器故障,温度异常变化等因素,并且电磁干扰因素也是引发各类故障的首要因此。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前我国所应用的电子式互感器主要分为两种,其中一种是采用一组光纤或光玻璃的全光学无源式电流互感器,这类互感器能够具有双重效果,可以被用来计量电流流量,也可以被用作保护开关;其二是低功耗铁芯线圈为计量传感器、空心线圈为保护传感器的有源式电流互感器。这两类电子式互感器在工作的过程中均需要对其进行供能,而一般的供能方式就是变压式供能模式,利用高低压的变化实现信号的采集调理,并将信号的性质进行转换。但是在电压转换的过程中,高低电压交替势必会产生电磁场效应,进而对电子式互感器的工作造成影响,因此针对于这点而言必须要能够对其给与高度的重视。
3电子式互感器电磁兼容的试验
我国相关标准规定下的电子式互感器试验均需要按照IEC60044-7/8和GB20840-7/8两个标准来进行,其中包括2项抗辐射试验和11项抗干扰试验。其中抗干扰试验当中就包括抗浪涌、抗快速变脉冲干扰、抗震荡波干扰、工频磁场抗干扰以及脉冲磁场抗干扰等试验,其主要针对的就是电子互感器对于各类应用环境、各类使用条件下对电磁干扰的抗击能力以确定该电子式互感器电磁兼容性能。同时,还可以对电子式互感器进行隔离开关分合容性小电流试验,根据相关调查可以看出,目前我国电子式互感器的异常事故当中,隔离开关操作的异常也是引发各类事故的主要原因,严重时甚至可以导致整个电网无法进行正常的运行。在实验室内搭建隔离开关分合容性小电流试验回路,利用串联电路将电子式互感器接入试验电路当中,模拟在正常工作当中的回路负荷电量,并制造相应的电磁干扰现象,以此检验电子式互感器隔离开关的性能。在实际工作当中,由于隔离开关的运行速度较慢,当小电流通过电路时,其开关的静态转为动态的过程中会产生多次重燃情况,进而在回路的一侧形成了暂态性的高频电流,并将其传播到其他连接设备当中,对电子式互感器的电子元件产生电磁影响。
4电子式互感器电磁兼容性能的研究
在对电子式互感器性能进行研究的过程中,因电磁兼容性能试验所导致的设备故障率最高,并且可能会引发不同位置多个电子式互感器的同时故障。同时,根据我国国家标准下的13项电子式互感器性能试验中,导致设备故障发生最多的是浪涌抗干扰试验,其可能会导致电子式互感器的电源模块发生损坏,并且还可能引发工作过程中信号传输的中断,在对信号进行采集时也可能导致信号接收异常。对于这类问题,应该在设备内部加装抑制浪涌的相关元件,包括压敏电阻、避雷管以及瞬态抑制二极管等。同时还可以在电子式互动器的电源接口处增加滤波器,其主要作用就是能够去除浪涌产生时在整个电路回路中形成的高频干扰信号。另外,在对电子式互动器进行设计的过程中,可以采用敏感回路屏蔽技术,改变设备在工作中所产生的电位压差等情况造成的干扰。另外,应该对隔离开关进行相关的设计,避免其在输出的过程中产生异常尖峰波形,或直接造成设备电源模块的损坏。我国在发展电子式互动器的过程中还应该结合实际发展情况,因为我国一般电网的输出电压被控制在220伏,其与一般西方国家的110伏电压系统有着一定的区别,因此在借鉴国外先进技术的同时,不能全盘进行接收,应该结合实际情况,对各类先进技术进行有效的发展和研究。
5结论
通过对上述的内容进行分析研究之后可以得出,我国的智能电网技术发展较晚,并且电子式互动器的应用时间也比较晚,自2000年该设备被首次推广以来,至今发展不过十余年,因此我国的电子式互感器技术还有着很大的发展空间,相关研究者和工作人员所面临的技术难题也在不断出现。因此,为了我国电网输电供电事业的不断发展,提升我国电子式互感器电磁兼容性能就成为了首要任务,攻克浪涌带来电磁影响也就成为了重中之重,从而更好的去保证我国电力企业的高速发展,带动社会主义经济水平的不断提高和人们物质生活的提升。随着现代科技的不断发展,人类的电子、电力技术已经有了质的飞跃,电子式互感器是目前监测电流的重要仪器。
参考文献
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论文作者:李东民,孙宁
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第7期
论文发表时间:2017/9/6
标签:互感器论文; 电子论文; 性能论文; 电磁兼容论文; 电网论文; 浪涌论文; 我国论文; 《电力设备管理》2017年第7期论文;