隨著現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術(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)能夠很好地彌補常規(guī)互感器的缺陷,并且解決了許多電力系統(tǒng)長期困擾的難題。
在繼電保護中的應(yīng)用
電磁式互感器的模擬輸出信號需要經(jīng)過采樣保持、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、A/D 變換才能傳輸?shù)嚼^電保護等二次裝置。相比較而言,電子式互感器的輸出信號是數(shù)字信號,易與數(shù)字式保護/儀表接口,簡化微機保護裝置的硬件,提高設(shè)備可靠性,降低成本。采用電子式互感器后,數(shù)字式繼電保護和監(jiān)控裝置通過數(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)字信號即可。
目前國內(nèi)各二次設(shè)備廠家均開發(fā)有數(shù)字式繼電保護和測控裝置,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提供許多新功能,許多測量的功能可在保護中實現(xiàn),并且可以記錄故障初瞬間和斷路器預(yù)分合時刻的波形,具有錄波和開關(guān)狀態(tài)監(jiān)視的功能。擴展功能的同時,電子式互感器還增強了繼電保護的可靠性。
造成線路差動保護誤動的主要原因是電磁型電流互感器容易飽和,所采取的差動保護抗CT飽和措施使保護算法和判據(jù)更加復(fù)雜,可靠性降低。由于電子式電流互感器具有無磁飽和等優(yōu)點,基于電子式電流互感器的差動保護就能夠大大簡化相應(yīng)的動作判據(jù),提高快速性和可靠性,降低比率制動差動保護的動作定值和比率制動系數(shù),提高差動保護的靈敏性。
當采用傳統(tǒng)的電流互感器時,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)母線保護誤動。電子式電流互感器具有高保真?zhèn)髯兲匦?,能夠為瞬時值母線差動以及快速母線差動保護提供基礎(chǔ),提高保護的快速性和可靠性,并且能夠大大簡化母線差動的判據(jù)。
造成變壓器差動誤動主要有兩個問題,一是勵磁涌流無法正確識別,一是外部短路時不平衡電流引起的誤動。電子式互感器的采用能夠使該問題得到較好的解決。首先,采用電子式互感器后,根據(jù)勵磁涌流發(fā)生時電流的非周期分量大而故障時非周期分量小的特點,可以提出辨識勵磁涌流的新原理,從而防止變壓器差動誤動。另外,采用電子電流互感器后,各個互感器的暫態(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準確度要求,因而不會對主變差動保護造成影響。
在故障錄波、故障測距中的應(yīng)用
在常規(guī)站中,故障錄波系統(tǒng)往往按照服務(wù)的對象不同而獨立設(shè)置,比如針對各個電壓等級及各個繼保小室配置獨立的錄波裝置,針對高電壓等級的保護設(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SMV報文網(wǎng)絡(luò)傳輸,開關(guān)量通過GOOSE報文網(wǎng)絡(luò)傳輸,取消了大量來自保護裝置及常規(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,電子式互感器不飽和的特性可以省略錄波器內(nèi)部小CT,實現(xiàn)高保真的故障錄播。
電子式互感器由于具有測量范圍寬、測量精度高,有利于提高故障測距的準確度,而且非常有利于對線路保護行波原理判據(jù)等新算法的研究和應(yīng)用。同時,光學(xué)原理電流互感器具有反映電流的瞬時值、頻帶寬、動態(tài)范圍大、全波形性測量的優(yōu)點,為全波形的應(yīng)用提供了可能性,相信隨著對電力系統(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)勢會得以發(fā)揮。
在變電站系統(tǒng)中的應(yīng)用