解讀電子式互感器發(fā)展趨勢
發(fā)布時間:2021-12-06
電子式互感器的出現(xiàn),被譽為本世紀初高壓電器制造業(yè)的一場革命。其數(shù)字化輸出、網(wǎng)絡化接線使得電網(wǎng)更安全、更環(huán)保、更利于一次設備乃至整個輸配電系統(tǒng)的智能化。電子式互感器與傳統(tǒng)互感器相比有以下特點:

小信號傳輸代替大功率輸出,互感器小型化、低功率化可使原先數(shù)十公斤甚至上噸的重量減小到幾公斤。

光隔離代替油、氣絕緣。獨立式高壓互感器一二次間采用光纖數(shù)字連接,光隔離代替復雜昂貴的油氣絕緣系統(tǒng),這是一個革命性變革,使得電壓愈高,互感器的性價比愈高。

數(shù)字化輸出替代模擬輸出,便于后續(xù)網(wǎng)絡連接和智能化處理,采用光纖傳輸,具有更強的抗電磁干擾能力。

網(wǎng)絡數(shù)據(jù)共享代替多繞組并行接線。電子式互感器單點測量數(shù)據(jù)可經(jīng)由工業(yè)以太網(wǎng)傳輸,因而獲得共享,在電站可省去大量的并行電纜。

應用情況

資料統(tǒng)計,我國目前大約有上百個單位從事新型電子式互感器的試探性研發(fā),初步形成供貨能力的大約有十家左右,門類較為齊全,可全面供貨的目前已經(jīng)有3~5家。產(chǎn)品涉及10~800千伏,電流、電壓、獨立式、組合電器式等不同品種。

2004年起,有源電子式互感器先于光學互感器進入市場應用,有源電子式互感器高壓側將電流信號轉換為數(shù)字信號經(jīng)光纖傳至地電位,像光學傳感方案一樣,實現(xiàn)了高低壓之間的光隔離絕緣,加之便于工業(yè)化批量生產(chǎn),已成為占主導地位的互感器種類。

同一時期,我國研發(fā)一種更加實用的“自勵源”技術,從而有源式轉變?yōu)橐环N“準無源”結構。這一方案可大幅度簡化互感器,從根本上提高可靠性和壽命周期。

不久,一種適合電子式小功率分壓的“等勢腔”分壓結構在我國出現(xiàn),它具有很高的絕緣安全性和測量精度指標,因而可以替代傳統(tǒng)依靠油、氣絕緣的互感器。該技術特別適合于高壓、特高壓分壓器結構的干式化,是一種出自我國的新型電子式電壓互感器。

為了克服測量性能易受溫度、震動應力的影響,目前,光學方案已經(jīng)由環(huán)狀磁光玻璃改進為一種光纖式傳感器,使得光學方案登上了一個新的技術平臺,更加接近實用要求,這類被稱為光纖式的電子互感器已經(jīng)有少量試用,需要進一步克服結構復雜和造價過高問題。

應用面臨的主要問題

電子式互感器改變了原有的裝配應用方式,例如微電子器件被前移至戶外環(huán)境的高壓線、隔離刀閘、斷路器等強干擾源附近,必須經(jīng)受惡劣氣候條件以及不規(guī)則強電磁干擾的考驗,所以目前電子式互感器研發(fā)和應用中面臨的主要問題是:電磁干擾防護、通信差錯控制、可靠電源方式以及適應戶外環(huán)境,如果措施不當,易引發(fā)信號失效、保護誤判、銹蝕老化等。

解決這些問題,我們需要盡快完善試驗、檢驗相關標準,促進電子式互感器下一步研發(fā)的關注點向高可靠、高穩(wěn)定方向傾斜。

未來研發(fā)方向

傳感無源化:由于無源傳感方式具有技術優(yōu)勢,獨立式ECT傳感部件將趨向于無源化,這包括有源式傳感器將通過擺脫對外源的依賴,實現(xiàn)自供電,走向準無源化,由此,電子式互感器平均壽命周期將會達10年以上。光學傳感器通過提高其測量性能,簡化系統(tǒng)結構,降低造價,進入實用。

結構組合化:利用電子式微功率、小型化優(yōu)勢,互感器更多以組件方式組合于變壓器、全封閉組合電器、隔離刀等組合電器中,減少占地,降低造價,還可以通過功能復用促進一次電器本身的小型化和智能化。各種方案在發(fā)揮各自優(yōu)勢的同時,也會相互組合,優(yōu)勢互補,除了會出現(xiàn)各種獨立、封閉式電流—電壓組合互感器外,今后幾年,預計還會出現(xiàn)LPCT/ROG-CT與光學組合版電流互感器。

功能復用化:充分利用數(shù)據(jù)共享優(yōu)勢,單點測試,可以多點共享,互感器同時提供Goose、RS485、MU等不同類型的數(shù)字接口,供多種測控設備共享,減少互感器多點重復安裝,使設備配置更加緊湊。

部件標準化:互感器部件標準化,使具有通用性和互換性,可作為標準附件“插接”式安裝于各種一次設備,不同廠家互感器可以更替和互換。

附加資料:

互感器(instrument transformer)是按比例變換電壓或電流的設備。其功能主要是將高電壓或大電流按比例變換成標準低電壓(100V)或標準小電流(5A或10A,均指額定值),以便實現(xiàn)測量儀表、保護設備及自動控制設備的標準化、小型化。同時互感器還可用來隔開高電壓系統(tǒng),以保證人身和設備的安全。按比例變換電壓或電流的設備。

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