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摘要：数字化变电站以及智能电网都不能缺少电子式的互感器，电子互感器因此构成了其中很关键的智能设备。然而截至目前，与电子互感器有关的各类运行模式仍然欠缺健全性，在这其中也涉及到多样化的互感器故障。电子互感器如果突然陷入了故障，则很有可能表现为电流偏差或者电压失稳等不良状况。因此针对各种类型的互感器故障而言，技术人员有必要探明其中的故障根源，因地制宜运用适当的措施予以解决。
关键词：智能变电站；电子式互感器；故障分析；改进建议
在传统模式下，电容式以及电磁式的常规互感器本身具备优良的稳定性，与之有关的运行经验也是相对丰富的。最近几年，电子互感器更多运用于新型的智能变电站，这是由于电子互感器体现为优良的动态响应特征以及绝缘性能，同时也具备较宽的频率范围。但在真实运行中，电子互感器很有可能表现为多种多样的故障，情况严重时还将伤害到人身安全[1]。因此可见，针对电子互感器应当予以全方位的改进，在判断故障根源的前提下提升互感器的运行效能，消除潜在的故障隐患。
一、互感器的基本原理及其内部结构
从供电电源角度来讲，电子式互感器一般来讲应当包含无源与有源的互感器。在这其中，有源互感器涉及到功率较低的线圈或者罗氏线圈；与之相比，无源互感器具备特定的电光效应或者磁光效应，因此构成了特殊类型的互感器。具体而言，罗氏线圈整体上具有空心的形态，线圈结构也是相对特殊的。因此在运行时，可以把非磁性的均匀材料缠绕于待测导线的位置上，然后把采样电阻连接于两侧的导线上[2]。因此可见，低功率线圈改进了电磁式的传统互感器，并且将其设计成阻抗较高的新型互感器，进而显著改善了电流饱和的性能。
在电子互感器的内部，一般来讲都应当包含电压传感器、电流传感器、传输系统、合并单元以及一次转换器。在采集器的配合下，针对各个时间段的系统电流量与模拟电压都能进行精确采集，然后将其变为精确的数字信号。合并器单元可以用来接收上述的信号，在此过程中需要借助光纤，确保以太网能够获得所需的设备保护[3]。目前的状况下，可以选择多对一或者一对一的模式来设计合并器以及采集器。
电子式互感器的典型为电压互感器，此种类型的互感器涉及到串行感应，借助分压器来实现全过程的处理。在这其中，电压互感器应当包含二次线圈、头部铸件、底座、感应分压器及其他部件。与之相比，电流互感器通常涉及到低功率线圈，在特殊状况下也可以运用罗氏线圈。传感头应当包含采集器与线圈等关键性的部件，此外还会涉及到底座与信号柱。受到采集器的影响，对于二次电流就能够实现实时性的转化，将其转变成精确度较高的数字信号。
图为电子式互感器的基本原理
二、探析故障根源及其解决对策
（一）不均衡的互感器发热
在很多情况下，电子互感器都可能表现为不均衡的内部发热，典型现象为某些构件的持续性发热。通过运用红外测温的方式，就能判断特定的发热点。经过比较可知，三相设备整体上表现为相对较大的温度差值。究其根源，就在于各个批次的互感器设施表现为不一致的设备参数，以至于增大了系统功耗或者系统电流。然而与之相比，互感器部件的散热面积以及设备尺寸并没有随之呈现变化的趋势[4]。受到上述现象带来的影响，设备运行涉及到的额定温度将会显著升高。
为了消除不均衡发热的故障，针对电子互感器中的各个关键位置都要予以经常性的测温。一旦察觉到某些部件突然出现了发热，那么立即借助红外成像的手段来完成温度测定。在必要的时候，应当把故障部件更换为新部件，并且在萌芽状态中消除设备发热的隐患。
（二）电流值突然增大
智能变电站在正常运行时，电流值整体上呈现相对稳定的特征。然而一旦遇到故障，系统电流值将会表现为突然增大的状况，从而体现了电流值激增的状态。系统电流如果突然出现了增大趋势，那么根源通常都在于偏离了正常的线圈电流。在特殊状况下，测量线圈中的某一组也有可能陷入故障。例如在某次测验时，发现相比于正常电流值而言，某组线圈出现了上百倍的电流偏离，然而并没有干扰到其他设备[5]。
遇到此类故障时，先要退出现有的互感器运行，然后针对整个系统予以全方位的测查，其中关键在于直流电阻的测量。此外，并联电阻值如果突然表现为增大的趋势，以至于达到了无穷大，那么可知并联电阻的某个特定位置已经被断开，对此就要运用解体检查的方式。在绕制无感电阻的过程中，金属材质由于本身存在特定的缺陷，以至于散发了过多的热量。除此以外，树脂浇注而成的某些设备也可能积累过高的温度，进而引发了设备断裂的不良现象。
（三）其他类型的故障
除了上述的典型故障之外，电子互感器还可能表现为电压故障以及其他类型的电流故障。例如：二次线圈存在特定比例的并联电阻，然而运行中的这类设施很有可能突然出现断裂，这是由于系统本身没有实现及时性的散热。互感器故障如果干扰到了可靠与稳定的设备运行，则有必要予以更换或者进行及时的修理。在条件允许时，厂家对于并联电阻可以不去进行浇注处理，以便于随时加以更换。
因此可见，二次短路通常都会影响到最基本的系统精度。为了从全方位的角度入手实现精确的故障排查，技术人员有必要密切关注其中涉及到的接线方式。在必要时，对于现有的布线方式还可以进行相应改变，以便于杜绝短路的产生。每隔特定时间段就应当予以红外测温，对于互感器系统进行局放测试。
结束语
近些年以来，智能变电站更多运用了新型的互感器，其中典型为电子式的互感器。电子互感器本身包含了相对复杂的架构，因此也存在较大可能出现故障。例如：受到散热不畅的影响，树脂浇注的并联电阻以及二次线圈很有可能出现断裂，此外还涉及到二次短路等。因此在实践中，技术人员还需要密切结合电子互感器的各项性能来排查故障，确保在萌芽状态中消除故障，保证智能变电站能够实现正常运行。
参考文献：
[1]邓威，毛娟.智能变电站电子式互感器故障分析及建议[J].中国电力，2016，49（02）：180-184.
[2]童悦，张勤，叶国雄等.电子式互感器电磁兼容性能分析[J].高电压技术，2013，39（11）：2829-2835.
[3]胡浩亮，吴伟将，雷民等.计量用合并单元及电子式互感器计量接口规范化探讨[J].电网技术，2014，38（05）：1414-1419.
[4]陈学伟，高厚磊，向珉江等.基于电子式互感器微分输出的改进R-L模型距离保护算法[J].电工技术学报，2014，29（06）：283-289.
[5]刘彬，叶国雄，郭克勤等.电子式互感器性能检测及问题分析[J].高电压技术，2012，38（11）：2972-2980.
论文作者:张小晓
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/31
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