安夏玮
（国网陕西省电力公司汉中供电公司 陕西汉中 723000）
摘要：随着我国电网的不断发展，电子式互感器有了显著的发展。电子式互感器相对于超高压和特高压系统，优良的绝缘性能和暂态特性能承受高水平的动热稳定适应强电磁环境，具有传统互感器无法比拟的技术性能和经济效益，从目前来看，已经成为智能变电站中的主要设备。本文对智能变电站现阶段应用的各类电子式互感器进行了简要介绍，对电子式互感器应用中的问题及发展提出了笔者自己的看法，目的在于推动电子互感器在工程的实际应用。
关键词：电子式互感器；应用；发展
我国科技在近年来发展迅速，这就带动着我国电力行业技术的快速成长。目前来看，传统变电站已经无法满足我国的电能需求，亟待升级，数字化变电站有了快速地发展和普及，微机综合测量保护装置及综合自动化设备在变电站中的应用也开始普及化，整个电力控制系统和运行系统，不再需要或逐步减少由电磁式互感器提供能量进行工作。由于无能量传递要求，只需送出数字化信号，原来体形笨重、测量性能差的电磁式互感器也就完全可以由外形轻巧，测量性能精准的电子式互感器所取代。
1.电子式互感器
1.1概念
电子式互感器是具有模拟量电压输出或数字量输出，供频率15-100Hz的电气测量仪器和继电保护装置使用的电流/电压互感器。电子式互感器分为电子式电流互感器和电子式电压互感器两种。若一次转换器是电子部件，需要一次电源供电，则称此类电子式互感器为有源电子式互感器；若一次传感器是光学原理的，光纤传输系统可以直接将光测量信号送出，无需一次转换器，当然也无需一次电源，则称此类电子式互感器为无源电子式互感器。
1.2基本原理
①电子式电流互感器的基本原理
罗氏线圈原理由于不采用铁芯结构，无磁饱和和铁磁谐振现象，多为电子式电流互感器采用。当一次电流通过罗氏线圈时，在罗氏线圈两端感应与一次电流成线性比例的电压信号，经专门装置处理，获得数字量信号，并经光纤输出。
②电子式电压互感器原理
电子式电压互感器采用电阻分压原理。电子式电压互感器采用电阻分压器，其由高压 （一次）侧电阻、低压侧电阻、过电压保护装置和屏蔽电盒组成。通过分压器，按线性比例将高压（一次）转换成小电压信号。在低压输出端并联一个过电压保护装置，防止在低压输
出端开路时低压侧电压升高。屏蔽盒是用来改善电场分布状况和杂散电容的影响。也可采用电容（阻容）分压的原理制作电子式电压互感器。
2.现阶段电子式互感器的应用
2.1 GIS电子式互感器
GIS电子式互感器是与气体绝缘全封闭组合电器（简称GIS）配套使用的电子式互感器。国内目前能够提供GIS电子式互感器产品的厂家有近10个。2008年以来500kV及以下电压等级的GIS电子式互感器在我国多数省市的智能变电站已有小范围工程应用，如陕西户县330kV智能站、青岛午山220kV智能站等。
GIS电子式互感器通常由互感器壳体、电流传感器（LPCT和空芯线圈）、电压传感器（同轴电容分压器）及远端模块等部分构成。电流传感器嵌在接地壳体内，感应流过一次导杆中的被测电流，一次导杆、同轴电容环和接地外壳构成电压传感器，感应一次导杆上的被测电压，高低压间以SF6气体绝缘。
220kV及以上电压等级的GIS电子式互感器通常为单相结构，空芯线圈、LPCT、同轴电容分压器及远端模块可根据工程需求进行双重化冗余配置。110kV GIS电子式互感器通常为三相共箱结构，空芯线圈及远端模块可根据工程需求实现双重化冗余配置，但LPCT及同轴电容分压器受结构体积限制一般不易实现双重化配置。
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因电流传感器及电压传感器的输出信号较弱（通常小于1V），易受干扰，因此远端模块应靠近电流传感器及电压传感器布置，且要采取相应的抗干扰措施，否则GIS电子式互感器的输出信号易受电磁干扰影响。远端模块通常置于互感器壳体上的密封屏蔽箱体内，就近处理电流传感器罗苏南等：电子式互感器技术发展及应用现状及电压传感器输出信号。
2.2 AIS电子式互感器
AIS电子式电流电压组合互感器通常由一次电流传感器（空芯线圈及LPCT）、一次电压传感器（电容分压器）、远端模块及合并单元等部件组成。远端模块位于高压端，其工作电源需采用绝缘供能方式进行解决，实际产品通常采用激光供能及线路取能相结合的方式为远端模块提供工作电源。当一次导体无电流或电流较小时，远端模块的工作电源由激光供能提供，当一次电流较大时，远端模块的工作电源由线路取能提供，两种供能方式应能实现无缝切换。
对于AIS电子式互感器，空芯线圈、LPCT、取能线圈及远端模块均可根据工程要求实现双重化冗余配置，但电容分压器只能单配，远端模块双配时，电容分压器的输出信号同时送给两个远端模块分别处理。
AIS电子式电流互感器的结构与电流电压组合互感器的结构基本类似，只是无电容分压器，主绝缘由光纤复合绝缘子保证。AIS电子式电压互感器的远端模块通常设计在低压端，分压器的分压信号从低压端引出，远端模块的工作电源由站内220V直流电源提供。
2.3 隔离断路器电子式电流互感器
隔离断路器是具有隔离开关功能的断路器。在AIS变电站用隔离断路器取代断路器及隔离开关，可以使变电站的占地面积减小40%以上，同时可以显著减少设备的维护工作量以及因设备维护造成的停电时间，提高变电站的利用率。我国首个采用隔离断路器的新一代智能化变电站已于2013年底建成投运。隔离断路器电子式电流互感器与隔离断路器集成为一体，可进一步减小变电站的占地面积。随着隔离断路器的推广应用，隔离断路器电子式电流互感器将会有很好的应用前景。
空芯线圈、LPCT、取能线圈及远端模块均位于高压端，远端模块的工作电源由激光供能与线路取能相结合的方式提供，远端模块的供能光纤及数据光纤通过悬式光纤绝缘子及光缆连接至控制室合并单元。
3.存在问题及发展方向
尽管国内电子式互感器研究、发展与应用已经有相当长时间，且电子式互感器国家标准早在1997年就发布，但目前仍然存在众多技术难点和现场运行可靠性、稳定性有待提高等问题。
就实际运行经验来看，电子式互感器在投运前已通过了专业检定机构的全部试验项目，但依然在现场运行中故障频发。这表明:一方面，电子式互感器制造技术还不成熟；另一方面，电子式互感器的性能评价体系不完善，特别是针对现场运行工况的试验项目不完善。
虽然国内某厂家研发的光学电流互感器互感器各主要技术指标满足要求，且经过了长期测试，满足现场运行要求。但最近在中国高电压计量站对某厂家研发的全光纤电流互感器测试表明，其频率特性并不理想，不能正确传变频率分量丰富的暂态电流。
针对电子式互感器现存的一些问题，应该从两个方面人手着力解决。一是研究电子式互感器传感原理，进一步提升各部件的制造技术；二是针对现场实际运行工况，研究等效试验方法，更加科学的复现现场运行条件，以期全面评估电子式互感器性能。
4.结语
电子式互感器在我国应用已经有将近10年的时间，虽然在应用方面还存在一定的问题，但国家电网公司已经加强了电子式互感器的性能检测，技术上已经得到了显著提升，这也为我国智能电网的迅速发展奠定了良好的技术基础。
参考文献：
[1]高鹏,马江泓,杨妮,高红杰. 电子式互感器技术及其发展现状[J]. 南方电网技术,2009,03:39-42.
[2]罗承沐,张贵新,王鹏. 电子式互感器及其技术发展现状[J]. 电力设备,2007,01:20-24.
[3]李俊. 电子式互感器的研究[D].安徽理工大学,2012.
论文作者:安夏玮
论文发表刊物:《电力设备》2016年第7期
论文发表时间:2016/7/5
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