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摘 要 由于电子式互感器具有优越的技术性能以及明显的经济效益，因此，目前已经成为了智能变电站中的主要设备。本文主要对电子式互感器应用中会存在的问题进行分析，并对该问题的解决提出建议。
关键词 电子式互感器；智能变电站；发展；应用
中图分类号：TM4 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）02-0070-02
智能变电站要求全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化。电子式互感器相对于常规互感器来说，在绝缘性、抗电磁饱和、易于数字信号传输、测量带宽和精度高、结构紧凑等方面具有优势，很好地适应了智能变电站的发展需求。但是在技术成熟度、可靠性方面电子式互感器还有待发展和时间的考验。
1 电子式互感器应用中存在的主要问题及其分析
1）开关操作产生的瞬态过电压干扰问题。
应用初期，多数厂家的GIS电子式互感器产品在工程应用中均出现了开关操作引起电子式互感器输出异常导致保护误动问题，例如某中标电子式互感器厂家产品的干扰问题始终得不到解决，最后不得不更换其他厂家电子式互感器产品才使工程得以投运。由前期运行的电子式互感器问题分析，隔离开关操作产生的快速暂态过电压（VFTO）对电子式互感器正常工作易产生较大影响，此问题多出现于GIS电子式互感器，AIS电子式互感器较少出现，VFTO通常会引起电子式互感器出现数据无效、单点或多点采样大数、拖尾等现象，严重的会导致采集器硬件损伤，不同厂家的电子式互感器产品由于采用的技术不同，抗VFTO影响的能力也有很大差异，有些厂家的产品抗VFTO的能力较差，现场经常会出现由VFTO导致产品不能正常运行现象，也有厂家的电子式互感器产品针对VFTO影响采取了相应措施，运行效果较好。现阶段，IEC标准及相应国标均没有相应的试验项目检验开关操作对电子式互感器的影响试验，因此，很多产品虽然通过了包括电磁兼容在内的全套型式试验，但现场运行依然会存在VFTO影响问题。国家电网公司组织的电子式互感器性能检测试验中增加了开关操作对电子式互感器的影响试验项目。
2）激光供能异常问题。
AIS电子式电流互感器及电流电压组合互感器的远端模块位于高压端，需要采用激光为远端模块提供工作电源。采用激光供能的AIS电子式互感器现场运行中出现过多次激光供能异常问题，导致激光供能异常的主要原因有3类：光纤受压或弯曲半径偏小导致光纤损耗增加、光纤头污染、激光器失效，其中约90%的激光供能异常问题是由于光纤损耗增大及光纤头污染引起的。光纤损耗增大及光纤头污染均会导致激光能量损耗增加，激光器的驱动电流相应增大，激光器驱动电流增大会降低激光器寿命，驱动电流增大到一定程度会导致激光器自动
关闭。
3）PMU等高采样率要求设备的电子式互感器配置问题。
一般来说，在变电站中，若其电压在220 kV～500 kV及以上的，都必须配置PUM装置，若电压在220 kV以下的变电站可不需要配置此装置。根据调查显示，在智能变电站中，需要提供保护测控要求的合并单元提供80点/周波，还需要有与其绝对时间没有相应关系的采样数据，同时，PMU也需要提供合并单元应该提供的同绝对时间没有直接关系的采样数据以及200点/周波。但是，目前的合并单元之中的采样率为80点，而在对PUM等配置进行进一步的等高采样率设备之时，该问题依然需要进一步解决。
4）采集器至合并单元通信规约以及接口不统一等问题。
由于电子式互感器的生产厂家所生产的设备结构以及原理之间存在较大的區别，并且其结构与相关的规范之间也存在着较大的差别，而电子互感器同合并单元之间的通信协议一般为厂家的私有协议，对其较难进行测试，因此合并单元没有办法进行检修，因此需要在停止一段时间之后进行全停之后的检修，并且对其不统一的问题，需要及时解决。
2 电子式互感器应用问题的解决措施
2.1 做好质量管控措施，提高产品质量和性能
要想能够合理有效的促进电子式互感器更加的符合行业工程中的标准和规范，从而被广泛的应用到工程之中，我国的相关部门则需要加强对电子式互感器产品的监测与研究措施。电子式互感器的制造商也应提高对电子式互感器在国家以及企业标准中的认识，不断的创新技术，跟上时代发展的步伐，及时的改善产品的设计及生产工艺，以流程的标准为主要依据进行操作，除此之外，还要注重设备自身质量的提升，对于前期工作中出现的问题要及时的发现，并制定相应的应对措施进行有效的解决。
2.2 加强入网测试，避免不合格产品用于工程
前几年，对电子式互感器的入网测试不严，部分不合格产品用于工程，导致电子式互感器在实际应用中出现不少问题，严重影响了电子式互感器的行业发展。为提高电子式互感器的运行可靠性，必须加强入网测试试验，只有通过入网测试试验且具备规模化生产条件的厂家产品才允许进入系统运行。
2.3 电磁兼容问题的解决
根据目前的情况来看，电子式互感器因受到VFTO与变电站空间中的电磁干扰，所以会其故障的一般表现为采集器的损坏以及设备中合并单元的报数据发生异常等现象。要想解决此类问题，就需要从电子式互感器的设备设计构思和出厂试验两个方面进行考虑，从而提出解决其电磁兼容的方案。
1）抗电磁干扰技术设计。①采集回路设计：研究人员根据采集器的原理、EMC防护原理和措施及元器件的选型，以此来增加采集器的自身抗干扰的功能。②有效的接地系统设计：有效的接地系统设计能够有效的解决因为GIS壳体地电位抬升而出现的干扰，从而造成了流过电子线路的干扰电流较小，这对于直接传入的传导干扰起到了相当好的抑制作用，且能够减少由于接地不当而造成的干扰。③信号输入端设计：在进行回路设计的过程中，要保证其具有可靠性以及缜密性，从而能够确保采集器二次回路不会发生窜扰而造成的损坏。在进行采集器的设计过程中，能够将信号端口的防护与滤波有效的结合在一起，从而降低了设计难度与复杂性，使硬件具有稳定性。④电源模块设计：在采集器的设计中，还有一项重要的组成部分，就是电源模块的设计。一直干扰的重要前提就是要提高隔离变压器的性能以及电源模块印制板设计。此外，对电源模块进行输入级和输出级的防护设计以及抗干扰设计也是不能缺少的。 2）试验验证。在进行GIS电子式互感器的一系列设计与最后的定型中，最后通过多次的试验得到一些实验数据，从而积累出了非常丰富的经验，为最终的采集器定型奠定有力的基础。
2.4 从试点应用逐步推广
从近几年性能测试及运行情况分析，电子式互感器已基本具备工程应用条件，可以逐步推广，可以先在110 kV及220 kV电压等级范围内应用，逐步扩大应用范围，但应优先采用通过性能测试且具有较好运行业绩的厂家产品，带动电子式互感器行业持续发展，鼓励更多厂家参与电子式互感器的生产及应用。电子式互感器在高电压等级下应用更有优势，可以在500 kV变电站试点应用以收集运行效果，积累运行经验，并促进厂家提高产品技术及产品质量。
2.5 完善现场试验规范，强化现场试验
在实际的应用中，应加强电子式互感器的现场试验，包括投运前的测试试验及投运后的定期检测试验，避免不合格产品用于工程，及时发现产品问题，这样不仅能保证运行产品的质量，而且能推动电子式互感器产品生产厂家不断改进产品技术及工艺，提高电子式互感器产品长期运行的可靠性。
2.6 精度及温漂问题的应对
按照当前我们所面临的实际情况，大多数用户担心的主要就是电子元件在室外运行中出现的稳定性的问题，对于此可以对电路进行科学合理的设计以及在设计制造中利用科学的工艺等解决方法来完成。尤其是对于温漂的问题，许继研究的GIS利用组合的方式使得电子互感器能够利用非常特殊的温度补偿技术并且在实际的应用中通过测试，在将来的智能电站中为了保证电子互感产品能够被有效的利用以及为以后的推广做好基础。另外，对于AIS互感器当前主要利用的就是双层防水的技术，这种技术在一定程度上能够对互感器的顶部由于凝露所带来的进水现象能够有效的解决。
3 电子式互感器在智能变电站中的应用
近年来，电力企业的发展趨势已经向智能化电网方向发展，其主要内容是智能变电站。智能变电站是以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，需要自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能。但要想实现这种测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化、信息互动化的目标，就需要对电压、电流的精确测量提出要求，而电子式互感器是实现变电站运行实时信息数字化的主要设备之一，并且在电网动态观测、提高继电保护可靠性等方面具有重要作用，是提高电力系统运行整体水平的基础。
4 结束语
随着国家、企业对电子式互感器标准的不断修订和发布实施，将推动电子式互感器厂家提供质量合格、价格合理的产品，为智能电网的发展奠定良好的基础。
参考文献
[1]刘孝先，曾清，邹晓莉，黄蕙，刘辉.电子式互感器的应用[J].电力系统及其自动化学报，2010（01）：133-137.
[2]吴伯华，李红斌，刘延冰.电子式互感器的使用现状及应用前景[J].电力设备，2007（01）：103-104.
[3]徐大可，赵建宁，张爱祥，鉴庆之，黄德祥，孙志杰.电子式互感器在数字化变电站中的应用[J].高电压技术，2007（01）：78-82.
作者简介
陈松梅（1978-），女，汉族，云南曲靖人，工程师，学士学位，研究方向：变电一次设计。
关键词 电子式互感器；智能变电站；发展；应用
中图分类号：TM4 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）02-0070-02
智能变电站要求全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化。电子式互感器相对于常规互感器来说，在绝缘性、抗电磁饱和、易于数字信号传输、测量带宽和精度高、结构紧凑等方面具有优势，很好地适应了智能变电站的发展需求。但是在技术成熟度、可靠性方面电子式互感器还有待发展和时间的考验。
1 电子式互感器应用中存在的主要问题及其分析
1）开关操作产生的瞬态过电压干扰问题。
应用初期，多数厂家的GIS电子式互感器产品在工程应用中均出现了开关操作引起电子式互感器输出异常导致保护误动问题，例如某中标电子式互感器厂家产品的干扰问题始终得不到解决，最后不得不更换其他厂家电子式互感器产品才使工程得以投运。由前期运行的电子式互感器问题分析，隔离开关操作产生的快速暂态过电压（VFTO）对电子式互感器正常工作易产生较大影响，此问题多出现于GIS电子式互感器，AIS电子式互感器较少出现，VFTO通常会引起电子式互感器出现数据无效、单点或多点采样大数、拖尾等现象，严重的会导致采集器硬件损伤，不同厂家的电子式互感器产品由于采用的技术不同，抗VFTO影响的能力也有很大差异，有些厂家的产品抗VFTO的能力较差，现场经常会出现由VFTO导致产品不能正常运行现象，也有厂家的电子式互感器产品针对VFTO影响采取了相应措施，运行效果较好。现阶段，IEC标准及相应国标均没有相应的试验项目检验开关操作对电子式互感器的影响试验，因此，很多产品虽然通过了包括电磁兼容在内的全套型式试验，但现场运行依然会存在VFTO影响问题。国家电网公司组织的电子式互感器性能检测试验中增加了开关操作对电子式互感器的影响试验项目。
2）激光供能异常问题。
AIS电子式电流互感器及电流电压组合互感器的远端模块位于高压端，需要采用激光为远端模块提供工作电源。采用激光供能的AIS电子式互感器现场运行中出现过多次激光供能异常问题，导致激光供能异常的主要原因有3类：光纤受压或弯曲半径偏小导致光纤损耗增加、光纤头污染、激光器失效，其中约90%的激光供能异常问题是由于光纤损耗增大及光纤头污染引起的。光纤损耗增大及光纤头污染均会导致激光能量损耗增加，激光器的驱动电流相应增大，激光器驱动电流增大会降低激光器寿命，驱动电流增大到一定程度会导致激光器自动
关闭。
3）PMU等高采样率要求设备的电子式互感器配置问题。
一般来说，在变电站中，若其电压在220 kV～500 kV及以上的，都必须配置PUM装置，若电压在220 kV以下的变电站可不需要配置此装置。根据调查显示，在智能变电站中，需要提供保护测控要求的合并单元提供80点/周波，还需要有与其绝对时间没有相应关系的采样数据，同时，PMU也需要提供合并单元应该提供的同绝对时间没有直接关系的采样数据以及200点/周波。但是，目前的合并单元之中的采样率为80点，而在对PUM等配置进行进一步的等高采样率设备之时，该问题依然需要进一步解决。
4）采集器至合并单元通信规约以及接口不统一等问题。
由于电子式互感器的生产厂家所生产的设备结构以及原理之间存在较大的區别，并且其结构与相关的规范之间也存在着较大的差别，而电子互感器同合并单元之间的通信协议一般为厂家的私有协议，对其较难进行测试，因此合并单元没有办法进行检修，因此需要在停止一段时间之后进行全停之后的检修，并且对其不统一的问题，需要及时解决。
2 电子式互感器应用问题的解决措施
2.1 做好质量管控措施，提高产品质量和性能
要想能够合理有效的促进电子式互感器更加的符合行业工程中的标准和规范，从而被广泛的应用到工程之中，我国的相关部门则需要加强对电子式互感器产品的监测与研究措施。电子式互感器的制造商也应提高对电子式互感器在国家以及企业标准中的认识，不断的创新技术，跟上时代发展的步伐，及时的改善产品的设计及生产工艺，以流程的标准为主要依据进行操作，除此之外，还要注重设备自身质量的提升，对于前期工作中出现的问题要及时的发现，并制定相应的应对措施进行有效的解决。
2.2 加强入网测试，避免不合格产品用于工程
前几年，对电子式互感器的入网测试不严，部分不合格产品用于工程，导致电子式互感器在实际应用中出现不少问题，严重影响了电子式互感器的行业发展。为提高电子式互感器的运行可靠性，必须加强入网测试试验，只有通过入网测试试验且具备规模化生产条件的厂家产品才允许进入系统运行。
2.3 电磁兼容问题的解决
根据目前的情况来看，电子式互感器因受到VFTO与变电站空间中的电磁干扰，所以会其故障的一般表现为采集器的损坏以及设备中合并单元的报数据发生异常等现象。要想解决此类问题，就需要从电子式互感器的设备设计构思和出厂试验两个方面进行考虑，从而提出解决其电磁兼容的方案。
1）抗电磁干扰技术设计。①采集回路设计：研究人员根据采集器的原理、EMC防护原理和措施及元器件的选型，以此来增加采集器的自身抗干扰的功能。②有效的接地系统设计：有效的接地系统设计能够有效的解决因为GIS壳体地电位抬升而出现的干扰，从而造成了流过电子线路的干扰电流较小，这对于直接传入的传导干扰起到了相当好的抑制作用，且能够减少由于接地不当而造成的干扰。③信号输入端设计：在进行回路设计的过程中，要保证其具有可靠性以及缜密性，从而能够确保采集器二次回路不会发生窜扰而造成的损坏。在进行采集器的设计过程中，能够将信号端口的防护与滤波有效的结合在一起，从而降低了设计难度与复杂性，使硬件具有稳定性。④电源模块设计：在采集器的设计中，还有一项重要的组成部分，就是电源模块的设计。一直干扰的重要前提就是要提高隔离变压器的性能以及电源模块印制板设计。此外，对电源模块进行输入级和输出级的防护设计以及抗干扰设计也是不能缺少的。 2）试验验证。在进行GIS电子式互感器的一系列设计与最后的定型中，最后通过多次的试验得到一些实验数据，从而积累出了非常丰富的经验，为最终的采集器定型奠定有力的基础。
2.4 从试点应用逐步推广
从近几年性能测试及运行情况分析，电子式互感器已基本具备工程应用条件，可以逐步推广，可以先在110 kV及220 kV电压等级范围内应用，逐步扩大应用范围，但应优先采用通过性能测试且具有较好运行业绩的厂家产品，带动电子式互感器行业持续发展，鼓励更多厂家参与电子式互感器的生产及应用。电子式互感器在高电压等级下应用更有优势，可以在500 kV变电站试点应用以收集运行效果，积累运行经验，并促进厂家提高产品技术及产品质量。
2.5 完善现场试验规范，强化现场试验
在实际的应用中，应加强电子式互感器的现场试验，包括投运前的测试试验及投运后的定期检测试验，避免不合格产品用于工程，及时发现产品问题，这样不仅能保证运行产品的质量，而且能推动电子式互感器产品生产厂家不断改进产品技术及工艺，提高电子式互感器产品长期运行的可靠性。
2.6 精度及温漂问题的应对
按照当前我们所面临的实际情况，大多数用户担心的主要就是电子元件在室外运行中出现的稳定性的问题，对于此可以对电路进行科学合理的设计以及在设计制造中利用科学的工艺等解决方法来完成。尤其是对于温漂的问题，许继研究的GIS利用组合的方式使得电子互感器能够利用非常特殊的温度补偿技术并且在实际的应用中通过测试，在将来的智能电站中为了保证电子互感产品能够被有效的利用以及为以后的推广做好基础。另外，对于AIS互感器当前主要利用的就是双层防水的技术，这种技术在一定程度上能够对互感器的顶部由于凝露所带来的进水现象能够有效的解决。
3 电子式互感器在智能变电站中的应用
近年来，电力企业的发展趨势已经向智能化电网方向发展，其主要内容是智能变电站。智能变电站是以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，需要自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能。但要想实现这种测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化、信息互动化的目标，就需要对电压、电流的精确测量提出要求，而电子式互感器是实现变电站运行实时信息数字化的主要设备之一，并且在电网动态观测、提高继电保护可靠性等方面具有重要作用，是提高电力系统运行整体水平的基础。
4 结束语
随着国家、企业对电子式互感器标准的不断修订和发布实施，将推动电子式互感器厂家提供质量合格、价格合理的产品，为智能电网的发展奠定良好的基础。
参考文献
[1]刘孝先，曾清，邹晓莉，黄蕙，刘辉.电子式互感器的应用[J].电力系统及其自动化学报，2010（01）：133-137.
[2]吴伯华，李红斌，刘延冰.电子式互感器的使用现状及应用前景[J].电力设备，2007（01）：103-104.
[3]徐大可，赵建宁，张爱祥，鉴庆之，黄德祥，孙志杰.电子式互感器在数字化变电站中的应用[J].高电压技术，2007（01）：78-82.
作者简介
陈松梅（1978-），女，汉族，云南曲靖人，工程师，学士学位，研究方向：变电一次设计。