隨著現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和光纖技術(shù)日趨成熟并獲得廣泛應(yīng)用,電子式電流互感器越來(lái)越受到廣大學(xué)者、廠家、用戶的青睞。電子式互感器的出現(xiàn)能夠很好地彌補(bǔ)常規(guī)互感器的缺陷,并且解決了許多電力系統(tǒng)長(zhǎng)期困擾的難題。
在繼電保護(hù)中的應(yīng)用
電磁式互感器的模擬輸出信號(hào)需要經(jīng)過(guò)采樣保持、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、A/D 變換才能傳輸?shù)嚼^電保護(hù)等二次裝置。相比較而言,電子式互感器的輸出信號(hào)是數(shù)字信號(hào),易與數(shù)字式保護(hù)/儀表接口,簡(jiǎn)化微機(jī)保護(hù)裝置的硬件,提高設(shè)備可靠性,降低成本。采用電子式互感器后,數(shù)字式繼電保護(hù)和監(jiān)控裝置通過(guò)數(shù)字接口(IEC 61850-9-1/IEC 61850-9-2 協(xié)議)接受合并單元輸出的數(shù)字信號(hào)即可。
目前國(guó)內(nèi)各二次設(shè)備廠家均開發(fā)有數(shù)字式繼電保護(hù)和測(cè)控裝置,因此設(shè)備硬件能夠很好地適應(yīng)電子式互感器。電子式互感器可以為保護(hù)提供許多新功能,許多測(cè)量的功能可在保護(hù)中實(shí)現(xiàn),并且可以記錄故障初瞬間和斷路器預(yù)分合時(shí)刻的波形,具有錄波和開關(guān)狀態(tài)監(jiān)視的功能。擴(kuò)展功能的同時(shí),電子式互感器還增強(qiáng)了繼電保護(hù)的可靠性。
造成線路差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的主要原因是電磁型電流互感器容易飽和,所采取的差動(dòng)保護(hù)抗CT飽和措施使保護(hù)算法和判據(jù)更加復(fù)雜,可靠性降低。由于電子式電流互感器具有無(wú)磁飽和等優(yōu)點(diǎn),基于電子式電流互感器的差動(dòng)保護(hù)就能夠大大簡(jiǎn)化相應(yīng)的動(dòng)作判據(jù),提高快速性和可靠性,降低比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作定值和比率制動(dòng)系數(shù),提高差動(dòng)保護(hù)的靈敏性。
當(dāng)采用傳統(tǒng)的電流互感器時(shí),假設(shè)母線區(qū)外短路,連接在母線故障支路的CT發(fā)生飽和容易誘發(fā)母線保護(hù)誤動(dòng)。電子式電流互感器具有高保真?zhèn)髯兲匦裕軌驗(yàn)樗矔r(shí)值母線差動(dòng)以及快速母線差動(dòng)保護(hù)提供基礎(chǔ),提高保護(hù)的快速性和可靠性,并且能夠大大簡(jiǎn)化母線差動(dòng)的判據(jù)。
造成變壓器差動(dòng)誤動(dòng)主要有兩個(gè)問(wèn)題,一是勵(lì)磁涌流無(wú)法正確識(shí)別,一是外部短路時(shí)不平衡電流引起的誤動(dòng)。電子式互感器的采用能夠使該問(wèn)題得到較好的解決。首先,采用電子式互感器后,根據(jù)勵(lì)磁涌流發(fā)生時(shí)電流的非周期分量大而故障時(shí)非周期分量小的特點(diǎn),可以提出辨識(shí)勵(lì)磁涌流的新原理,從而防止變壓器差動(dòng)誤動(dòng)。另外,采用電子電流互感器后,各個(gè)互感器的暫態(tài)誤差較低,若各側(cè)安裝相同原理的互感器,相應(yīng)的僅為0.2%,即使各側(cè)分別采用光學(xué)式的或羅氏線圈型的互感器,羅氏線圈對(duì)應(yīng)的暫態(tài)誤差僅有3%,再加上其本身的暫態(tài)誤差(一般小1%),綜合的復(fù)合誤差滿足變保護(hù)5%的誤差限值要求。主變?nèi)齻?cè)互感器誤差均滿足主變保護(hù)準(zhǔn)確度要求,因而不會(huì)對(duì)主變差動(dòng)保護(hù)造成影響。
在故障錄波、故障測(cè)距中的應(yīng)用
在常規(guī)站中,故障錄波系統(tǒng)往往按照服務(wù)的對(duì)象不同而獨(dú)立設(shè)置,比如針對(duì)各個(gè)電壓等級(jí)及各個(gè)繼保小室配置獨(dú)立的錄波裝置,針對(duì)高電壓等級(jí)的保護(hù)設(shè)備往往還根據(jù)設(shè)備類型分別配置專用的故障錄波裝置。數(shù)字化變電站采用三層兩網(wǎng)結(jié)構(gòu),故障錄波系統(tǒng)所需的模擬量通過(guò)SMV報(bào)文網(wǎng)絡(luò)傳輸,開關(guān)量通過(guò)GOOSE報(bào)文網(wǎng)絡(luò)傳輸,取消了大量來(lái)自保護(hù)裝置及常規(guī)互感器的二次電纜,為故障錄波設(shè)備集中或整合創(chuàng)造了可能性。同時(shí),電子式互感器不飽和的特性可以省略錄波器內(nèi)部小CT,實(shí)現(xiàn)高保真的故障錄播。
電子式互感器由于具有測(cè)量范圍寬、測(cè)量精度高,有利于提高故障測(cè)距的準(zhǔn)確度,而且非常有利于對(duì)線路保護(hù)行波原理判據(jù)等新算法的研究和應(yīng)用。同時(shí),光學(xué)原理電流互感器具有反映電流的瞬時(shí)值、頻帶寬、動(dòng)態(tài)范圍大、全波形性測(cè)量的優(yōu)點(diǎn),為全波形的應(yīng)用提供了可能性,相信隨著對(duì)電力系統(tǒng)全波形應(yīng)用研究的不斷深入,光學(xué)原理電流互感器的巨大優(yōu)勢(shì)會(huì)得以發(fā)揮。
在變電站系統(tǒng)中的應(yīng)用