摘要：本文主要論述了數(shù)字化變電站相比傳統(tǒng)數(shù)字化變電站的技術特征，技術優(yōu)勢;以及數(shù)字化變電站中電子互感器相較傳統(tǒng)互感器的技術發(fā)展以及電子互感器的發(fā)展趨勢。

　　關鍵詞：數(shù)字化變電站,電子互感器

　　變電站自動化各專業(yè)技術的界線越來越模糊，對變電站自動化采集的信息進行進一步處理，加以充分利用，是進一步提高變電站自動化效益的主要途徑。信息技術和自動化技術相結合是降低成本，提高供電可靠性，提高供電部門競爭能力的重要因素。通信技術、網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展為變電站發(fā)展提供了更好的條件，也帶來新的挑戰(zhàn)。基于全面的信息共享和信息交換的變電站自動化系統(tǒng)成為數(shù)字化變電站技術應用的主要特征。而電子式互感器作為智能變電站關鍵設備之一，其現(xiàn)場應用效果、技術研發(fā)動態(tài)備受業(yè)界關注，其技術水平與產(chǎn)品質量，直接影響著智能變電站的安全可靠運行。

　　二、數(shù)字化變電站的主要技術特征

　　變電站一次設備和保護的連接主要從CT、PT引出的電纜，根據(jù)需要，在端子箱內(nèi)重新組成對應各保護、測量等回路，二次設備引入測量量，進行A/D變換后，送入CPU處理判斷。CPU處理的結果，或合閘、跳閘、閉鎖(不允許其他的跳合閘起作用)通過開入開出板連接到開關端子箱。在過程總線中，保護裝置的功能被組合到一次設備到一次設備，形成新的接線模式。而數(shù)字化變電站一次設備的智能化改變了傳統(tǒng)變電站繼電保護設備的結構，A/D變換沒有了，代之以高速通信。開關量輸出DO、輸入DI移入智能化開關，保護裝置發(fā)布命令，由一次設備的執(zhí)行器來執(zhí)行操作。相比傳統(tǒng)的變電站，數(shù)字化變電站在一次、二次設備方面有了巨大的變化。

　　1.一次設備智能化

　　隨著技術的進步，一次設備出現(xiàn)了智能組合電器。其主要特征是：

　　(1)模擬量就地采樣

　　在一次設備內(nèi)部，電子化TA/TV的二次側直接進行模擬量采樣，實現(xiàn)了模擬量到數(shù)字量的轉化，轉化結果通過通信接口光纖為介質傳輸給間隔層保護/測控等設備。 替代現(xiàn)有的直接以二次電纜傳輸模擬量的方式。

　　(2)使用智能傳感器

　　通過智能傳感器獲得SF6氣體密度等信息并通過通信接口傳出。

　　(3)使用智能操作機構

　　以通過通信接口接受外部命令并執(zhí)行，對執(zhí)行情況進行記錄。替代現(xiàn)有的控制電纜方式。同時實現(xiàn)智能跳合閘。

　　(4)實現(xiàn)狀態(tài)信息記錄

　　能夠記錄開斷次數(shù)、開斷電路等與狀態(tài)檢修相關的信息，并能通過通信接口外傳。方便用戶及時掌握裝置狀況信息，實現(xiàn)按需檢修，替代現(xiàn)有的計劃檢修。

　　2.二次設備網(wǎng)絡化

　　將傳統(tǒng)二次設備內(nèi)部的小TA/TV(電流/電壓變換器)以及模數(shù)變換部分改為網(wǎng)絡通信方式[1]，裝置以通信方式直接獲得由一次設備采樣并傳出的數(shù)字量信息。

　　對于支持網(wǎng)絡通信方式驅動斷路器操作機構及傳輸間隔狀態(tài)信息的一次設備，間隔層保護/測控等設備就可將現(xiàn)有的開出和開入插件轉換為通信接口插件。

　　這些變化將使現(xiàn)有二次設備向通用化、網(wǎng)絡化方向發(fā)展。

　　四、電子互感器的主要技術表現(xiàn)

　　數(shù)字互感器在原理與傳統(tǒng)的互感器完全不同，數(shù)字互感器是利用光電子技術和光纖傳感技術來實現(xiàn)電力系統(tǒng)電壓、電流測量的新型互感器。與傳統(tǒng)互感器相比，數(shù)字互感器具有絕緣性能好，造價低;不含鐵心，不存在磁飽和、鐵磁諧振等問題;低壓側不存在開路高電壓危險;暫態(tài)響應范圍大，測量精度高;頻率響應范圍寬;無易燃、易爆炸等危險;體積小、重量輕[2]�？闺姶鸥蓴_能力強等優(yōu)點。光纖互感器一般以弱功率數(shù)字量輸出，非常適合微機保護裝置的需要。這將最佳地適應日趨廣泛采用地微機保護、電力計量數(shù)字化及自動化發(fā)展的潮流。

　　電子式互感器包括四個不同的技術領域，即傳感器技術、數(shù)據(jù)采集變送技術、高壓絕緣技術和網(wǎng)絡通信技術[3]。由于電子式簡化了絕緣結構，而數(shù)據(jù)采集和網(wǎng)絡通信可以借用現(xiàn)有成熟技術，這些方面已不再是研發(fā)的核心，核心技術縮小為三個方面：傳感器技術、電源技術以及新增的特殊電磁防護技術。

　　這是基于以下考慮：①傳感器技術雖經(jīng)多年研發(fā)，但期望將所有優(yōu)點集于一身是不現(xiàn)實的，一些特定傳感器在具有優(yōu)點的同時，總是帶有一定的缺憾，各種不同傳感器原理之間的相互配合互相滲透、優(yōu)勢互補將是一個發(fā)展趨勢;一些基礎器件由國外壟斷、價值鏈留在國外、價格高出同功能互感器3～5倍、性能并不具備優(yōu)勢的傳感器將會淡出市場。②電源技術仍作為核心技術，有兩層含義：其一是作為獨立式互感器，高壓側傳感的無源化或自源化，正常無故障壽命周期都寄望于發(fā)展和完善自供電模式;其二是克服VFTO現(xiàn)象也需要隔離度更高、抗擾頻譜更寬的新型電源系統(tǒng)，這種電源系統(tǒng)需要改變原有設計思路，進行技術創(chuàng)新。③常規(guī)的中低頻、小于3千伏峰值的EMI防護組件不能適應電站特殊干擾工況，需要研發(fā)可抵御數(shù)萬伏、跨越短波至微波波段的功率型集成濾波器件。

　　五、電子互感器發(fā)展趨勢

　　1.新趨勢1 - 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、GIS、HGIS、斷路器、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[4]。各種傳感方式，也會相互組合，優(yōu)勢互補，發(fā)揮整體效能。國網(wǎng)公司近期也提出了結構組合的指導性意見，助推電子式互感器的組合化趨勢。

　　2.新趨勢2 - 功能復用化

　　充分利用數(shù)據(jù)共享優(yōu)勢，單點配置的互感器，可供多點共享，這一優(yōu)勢可以體現(xiàn)在以下幾個層面：①單點測量信息的本地共享，裝在一次電器上的互感器，除了通過合并器向間隔層和站控層傳遞信息外，可以配置本地輸出端口，為一次電器本體的智能化提供服務。一些國外開關電器，依靠本機集成的ECT實現(xiàn)故障開斷錄波和數(shù)理分析統(tǒng)計實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測、壽命預期、故障診斷等智能化功能的經(jīng)驗值得借鑒�；ジ衅骺商峁〨oose、RS485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，功能集成度更高[5]。②在不增加傳感器的前提下，增配不同速率的采集器和接口方式，兼顧故障行波測距、光差保護、PMU監(jiān)測專用。③合并器除了實時收集ECT/EVT測量信息外，稍作擴充，即可利用既有硬件資源收集一次狀態(tài)信息將原有分散的設備狀態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡歸化到統(tǒng)一的以太網(wǎng)中，達到信息全站共享。

　　3.新趨勢3- 設計標準化

　　經(jīng)過多年的試用實踐，電子式互感器技術優(yōu)勢已在一些典型電站上得到驗證。但在技術進步效果明顯的同時，擴展應用也面臨新問題，最集中的表現(xiàn)是在應對惡劣電磁環(huán)境上，其深層原因是無論國內(nèi)、國外，從標準體系、試驗方法到設計規(guī)范，尚未完全意識到電站特殊電磁干擾的嚴重性，至今還沒有專門針對高壓電站電磁干擾方面的系統(tǒng)試驗和理論研究，導致的結果是電子式互感器的工業(yè)標準中缺少與電站實際操作等效的試驗標準和評測方法。眾多制造廠家簡單地瞄準現(xiàn)行標準進行研發(fā)，即使達到最高級別，也不能完全適應現(xiàn)場應用條件。

　　互感器的四大部件應逐漸走向標準化，具有相互兼容的接口方式，以便具有通用性和互換性，可作為標準“插接”安裝于各種一次電器，達到不同廠家互感器可以更替和互換，也利于產(chǎn)品的維修、更換、版本升級換代。

　　參考文獻：

　　[1] 王濤,鄭薇,潘晨等.電子互感器在智能變電站中的應用研究[J].華章,2011,(28):328.

　　[2] 馬偉,張曉春.數(shù)字化變電站的建設與研究[J].價值工程,2010,29(13):164-165.

　　[3] 林江明.智能電網(wǎng)調(diào)度自動化技術研究[J].北京電力高等專科學校學報(自然科學版),2010,27(9):1-1.

　　[4] 呂鵬,黃元亮,金卓昀等.光電互感器技術分析[J].軟件,2010,31(10):27-32.DOI:10.3969/j.issn.1003-6970.2010.10.006.

　　[5] 袁珂.光數(shù)字化變電站綜合自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設計[D].南昌大學,2010.