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摘要：常规电磁互感器设备输出的信号是模拟信号，已经成了变电站智能化建设的瓶颈，难以保证变电站自身智能化技术的发展与应用。本文首先阐述了互感器的分类及其作用，接着从技术先进性、经济性、安全性三个方面比较电子式互感器与常规互感器的技术经济性，结果表明智能变电站必须使用电子式互感器，最后给出了220kV智能变电站电子互感器的配置方案。
关键词：智能变电站；互感器；优化配置
现阶段变电站建设的过程中，自动化已经逐渐成为了主要的建设趋势，并且自动化系统不断得到扩展，传统的仪器设备已经逐渐过渡为智能化的先进设备。常规的电磁互感器设备已经成了变电站智能化建设的瓶颈，难以保证变电站自身智能化技术的发展与应用。本文首先阐述了互感器的分类及其作用，接着从技术先进性、经济性、安全性三个方面比较电子式互感器与常规互感器的技术经济性，结果表明智能变电站必须使用电子式互感器，最后给出了220kV智能变电站电子互感器的配置方案。电子互感器的使用可以实现智能变电站多功能、智能化的要求，满足电力系统大容量、高电压，现代电网小型化、紧凑化和计量的需求。
1互感器分类及其作用
电流互感器（CT）和电压互感器（PT）统称为互感器，互感器的作用主要有：（1）变换功能——把大电压和大电流变换为低电压和小电流，便于连接测量仪表和继电器；（2）隔离作用——使仪表、继电器等二次设备与一次主电路绝缘。提高了电路工作的安全性和可靠性，而且有利于人身安全；（3）扩大仪表、继电器等二次设备应用的电流范围，由于互感器的二次侧的电流或电压额定值统一规定为5A（1A）及 100V，通过改变互感器的变比，可以反应任意大小的主回路电压和电流值，而且便于二次设备制造规格统一和批量生产。
2电子式互感器的技术经济分析
2.1 技术先进性分析
电子式互感器的结构如图1所示，电子互感器与传统的互感器相比技术上具有以下显著特征：（1）采用数字输出的电子式互感器，其信息采用光纤传输，可实现对其智能化控制，是智能化变电站的首选；（2）电子式互感器比传统互感器重量轻、体积小、占地小，可很方便的与GIS等组合开关融合，节省场地和运输、安装费用；（3）电子式互感器没有铁芯不存在饱和，克服了传统互感器动态范围小、易饱和、易产生铁磁谐振等诸多缺点，具有暂态响应范围大，测量精度高的优点；（4）传统互感器绝缘结构复杂，大都依赖绝缘油做主绝缘，易燃易爆，检修成本较大，而电子式互感器结构简单，绝缘性能优良；（5）传统CT二次输出绝对不能开路，传统PT二次输出绝对不能短路，否则会引起互感器爆炸，危害巨大，而电子式互感器输出直接为光信号，不存在以上问题；（6）传感头部件无需电源，实现了一次二次完全隔离，感应的小信号量通过专用屏蔽电缆直接接入采集器，采集器输出光纤数字信号接入合并单元。
图1 电子互感器结构图
2.2 经济效益分析
电子式互感器与常规电磁式互感器的采购费用大致相当，但其安装调试与运行维护成本远远低于常规电磁式互感器。采用电子式互感器后，简化了保护装置的输入端，取消了保护的交流插件，二次回路也得到了极大的简化，使得变电站二次回路的检验维护工作量大大减少，各类网络化保护的采用，同时也减少了专用装置的校验费用，此外，电子互感器调试简单，投运快捷，大大节约了系统联调工时数，极大提高了安装调试成本。
电子式互感器采用无源罗氏线圈电子互感器，改善了电子回路工作环境，减少故障发生，延长使用寿命，减少电子回路的维护费用和维护周期；采集单元具有自检功能，提升运行管理自动化水平，减少运行维护的难度和工作量，电子式互感器较常规互感器前减少运行检修维护工时95%以上，提高了运行维护成本。
2.3 安全效益分析
电子互感器先进技术及诸多创新应用功能的实现，使变电站二次系统设备功能分布优化、系统结构简化，二次回路简单，操作简便，维护简捷，大大提高了二次系统的安全运行水平，创造了显著的社会效益。
2.4 技术经济分析结论
通过以上对比分析，220 kV智能变电站采用电子式互感器整体性能和自动化智能化程度将大幅提高，设备调试成本大幅降低，运行维护成本大幅减少，经济效益和社会效益十分明显，性价比大大优于传统电磁式互感器。
3智能变电站互感器优化配置
针对220kV某智能变电站互感器配置，结合本期及远期主接线特点，设计了电子式互感器配置方案，在进出线间隔设置一组（三只单相）电流电压组合型有源电子式互感器，配置独立的母线PT间隔。每间隔仅需三只电流电压组合型有源电子式互感器，每个进出线间隔取用各自间隔内的三相电压，各进出线间隔的电子式电压互感器互不影响，也就不存在当母线电压互感器损坏后不能获取三相母线电压的情况，提高了安全可靠性。
此外，220kV线路及主变间隔需要配置含有2组罗氏线圈（复合精度为5TPE（0.2S））和2组电容分压式（两组模数转换模块，精度为3P（0.2）/3P（0.2））的电子式电流电压互感器，并配置两台合并单元。每段母线上配置电子式电压互感器（EVT），并配置两台合并单元，220kV线路保护和主变保护电压取自相应间隔的EVT，同期电压取自母线EVT。
4 结语
电子式互感器作为新时期电力技术发展的产物，具有良好的稳定性，并且在现代智能化变电站的建设中，可以发挥有效作用。本文首先阐述了互感器的分类及其作用，从技术先进性、经济性、安全性三个方面分析得出电子式互感器与常规互感器相比的优势，最后给出了220kV智能变电站电子互感器的配置方案，电子互感器的使用可以实现智能变电站多功能、智能化的要求，适应了输配电系统数字化，微机化和自动化发展的潮流。
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论文作者:张志雄
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/5
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