高壓電器的一場(chǎng)革命 電子式互感器發(fā)展探討

　　電子式互感器的出現(xiàn)，被譽(yù)為本世紀(jì)初高壓電器制造業(yè)的一場(chǎng)革命。其數(shù)字化輸出、網(wǎng)絡(luò)化接線使得電網(wǎng)更安全、更環(huán)保、更利于一次設(shè)備乃至整個(gè)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(diǎn)：

　　小信號(hào)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(dú)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(fù)雜昂貴的油氣絕緣系統(tǒng)，這是一個(gè)革命性變革，使得電壓愈高，互感器的性價(jià)比愈高。

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

　　網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享代替多繞組并行接線。電子式互感器單點(diǎn)測(cè)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(yīng)用情況

　　資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前大約有上百個(gè)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(dú)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(xué)互感器進(jìn)入市場(chǎng)應(yīng)用，有源電子式互感器高壓側(cè)將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)經(jīng)光纖傳至地電位，像光學(xué)傳感方案一樣，實(shí)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(dǎo)地位的互感器種類。

　　同一時(shí)期，我國(guó)研發(fā)一種更加實(shí)用的“自勵(lì)源”技術(shù)，從而有源式轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N“準(zhǔn)無源”結(jié)構(gòu)。這一方案可大幅度簡(jiǎn)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(shì)腔”分壓結(jié)構(gòu)在我國(guó)出現(xiàn)，它具有很高的絕緣安全性和測(cè)量精度指標(biāo)，因而可以替代傳統(tǒng)依靠油、氣絕緣的互感器。該技術(shù)特別適合于高壓、特高壓分壓器結(jié)構(gòu)的干式化，是一種出自我國(guó)的新型電子式電壓互感器。

　　為了克服測(cè)量性能易受溫度、震動(dòng)應(yīng)力的影響，目前，光學(xué)方案已經(jīng)由環(huán)狀磁光玻璃改進(jìn)為一種光纖式傳感器，使得光學(xué)方案登上了一個(gè)新的技術(shù)平臺(tái)，更加接近實(shí)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(jìn)一步克服結(jié)構(gòu)復(fù)雜和造價(jià)過高問題。

　　應(yīng)用面臨的主要問題

　　電子式互感器改變了原有的裝配應(yīng)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(qiáng)干擾源附近，必須經(jīng)受惡劣氣候條件以及不規(guī)則強(qiáng)電磁干擾的考驗(yàn)，所以目前電子式互感器研發(fā)和應(yīng)用中面臨的主要問題是：電磁干擾防護(hù)、通信差錯(cuò)控制、可靠電源方式以及適應(yīng)戶外環(huán)境，如果措施不當(dāng)，易引發(fā)信號(hào)失效、保護(hù)誤判、銹蝕老化等。

　　解決這些問題，我們需要盡快完善試驗(yàn)、檢驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)電子式互感器下一步研發(fā)的關(guān)注點(diǎn)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(shù)優(yōu)勢(shì)，獨(dú)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(duì)外源的依賴，實(shí)現(xiàn)自供電，走向準(zhǔn)無源化，由此，電子式互感器平均壽命周期將會(huì)達(dá)10年以上。光學(xué)傳感器通過提高其測(cè)量性能，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低造價(jià)，進(jìn)入實(shí)用。

　　結(jié)構(gòu)組合化：利用電子式微功率、小型化優(yōu)勢(shì)，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(jià)，還可以通過功能復(fù)用促進(jìn)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(shì)的同時(shí)，也會(huì)相互組合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，除了會(huì)出現(xiàn)各種獨(dú)立、封閉式電流—電壓組合互感器外，今后幾年，預(yù)計(jì)還會(huì)出現(xiàn)LPCT/ROG-CT與光學(xué)組合版電流互感器。

　　功能復(fù)用化：充分利用數(shù)據(jù)共享優(yōu)勢(shì)，單點(diǎn)測(cè)試，可以多點(diǎn)共享，互感器同時(shí)提供Goose、RS485、MU等不同類型的數(shù)字接口，供多種測(cè)控設(shè)備共享，減少互感器多點(diǎn)重復(fù)安裝，使設(shè)備配置更加緊湊。

　　部件標(biāo)準(zhǔn)化：互感器部件標(biāo)準(zhǔn)化，使具有通用性和互換性，可作為標(biāo)準(zhǔn)附件“插接”式安裝于各種一次設(shè)備，不同廠家互感器可以更替和互換。