陳建壯

摘要:數(shù)字信息技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了數(shù)字化變電站的形成,相關(guān)新技術(shù)尤其是光電互感器的運(yùn)用,更是極大的促進(jìn)了數(shù)字化變電站的快速發(fā)展。本文從對(duì)電子式互感器的原理以及性能特點(diǎn)等相關(guān)概念的介紹談起,然后系統(tǒng)的分析了電子互感器的運(yùn)用對(duì)數(shù)字化變電站產(chǎn)生的影響,并闡述了電子互感器應(yīng)用于數(shù)字化變電站存在的技術(shù)問(wèn)題,最后筆者就數(shù)字化變電站中電子式互感器運(yùn)用的發(fā)展前景作了進(jìn)一步的論述說(shuō)明。

關(guān)鍵詞:數(shù)字化變電站電子式互感器運(yùn)用

中圖分類號(hào):TM45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)06(b)-0083-01

1 關(guān)于電子式互感器

為了更好的使讀者能夠?qū)?shù)字化變電站的定義和光電互感器有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí),以下將從數(shù)字化變電站的定義、電子式互感器的定義、電子式互感器的基本原理以及電、電子式互感器的性能特點(diǎn)這四個(gè)方面來(lái)對(duì)電互感器作概要性說(shuō)明。

1.1 電子式互感器的定義

所謂的電子式互感器,通俗的理解就是利用光纖傳感以及光電子技術(shù)用于實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)電流和電壓測(cè)量的一種新型的數(shù)據(jù)測(cè)量設(shè)備,它是光學(xué)電流互感器、光學(xué)電壓互感器以及光學(xué)組合式互感器的通稱。

1.2 電子式互感器的基本原理

電子式互感器主要分為有源型和無(wú)源型這兩種類型,以下就分別對(duì)這兩種不同類型的電子式互感器作詳細(xì)說(shuō)明。

(1)有源型電子式互感器的基本原理,有源型電子式互感器的基本原理是高壓電位側(cè)的電流信號(hào)通過(guò)互感器的線圈將電信號(hào)傳遞給發(fā)光元件,實(shí)現(xiàn)電信號(hào)向光信號(hào)的轉(zhuǎn)變,由光纖將光信號(hào)傳遞到低電位側(cè),并進(jìn)光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的逆轉(zhuǎn)變化后,將強(qiáng)度增強(qiáng)的電信號(hào)傳送出去的一種工作原理。

(2)無(wú)源型電子式互感器的基本原理,無(wú)源型光電互感器的基本原理則是有效利用了物理學(xué)中法拉第電磁效應(yīng),其工作原理是將光信號(hào)通過(guò)電磁場(chǎng)中的磁光材料,使光信號(hào)的偏振面在一定程度上發(fā)生旋轉(zhuǎn),通過(guò)測(cè)算通流導(dǎo)體周圍光信號(hào)偏振面的旋轉(zhuǎn)角度,來(lái)推算導(dǎo)體中的電流值。

1.3 電子式互感器的性能特點(diǎn)

總結(jié)一下,電子式互感器具有如下幾個(gè)方面的性能特點(diǎn):(1)絕緣性能非常好,由于不含鐵芯其造價(jià)也比較低,而且不存在鐵磁諧振和鐵芯飽和等其他相關(guān)問(wèn)題；(2)安全性能比較高,不會(huì)因充油等問(wèn)題發(fā)生易燃、易爆等危險(xiǎn)現(xiàn)象；(3)低壓側(cè)與高壓側(cè)的二者之間不存在開(kāi)路高壓的危險(xiǎn)；(4)通信能力比較強(qiáng),可以很好的滿足智能化、數(shù)字化以及網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的需要；(5)暫態(tài)響應(yīng)速度十分迅速而且頻率響應(yīng)范圍也比較寬；(6)具有體積小、重量輕和裝置結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)；(7)各項(xiàng)功能模塊相對(duì)獨(dú)立,易于安裝和維護(hù)；(8)不易受電磁信號(hào)的干擾,信號(hào)傳輸距離比較遠(yuǎn)；(9)固態(tài)精度和穩(wěn)態(tài)精度都比較高。

2 電子式互感器的運(yùn)用對(duì)數(shù)字化變電站產(chǎn)生的影響

2.1 電子式互感器的運(yùn)用有效改進(jìn)了數(shù)字化變電站的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

由于電子式互感器具有通信能力強(qiáng)、數(shù)字信號(hào)接收和輸出以及接口方便的優(yōu)良特性,將電子式互感器應(yīng)用于數(shù)字化變電站可以有效改變數(shù)字化變電站通信機(jī)制的通信方式。它可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)不同裝置在共享同一個(gè)互感器信號(hào)時(shí),可以將互感器信號(hào)和電子式互感器裝置構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)資源的共享,進(jìn)而可以有效改進(jìn)數(shù)字化變電站的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

2.2 電子式互感器的運(yùn)用有效降低了數(shù)字化變電站的運(yùn)行費(fèi)用

與傳統(tǒng)電磁式互感器相比,電子式互感器接收和傳遞的是數(shù)字信號(hào),不需要使用多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、采樣保持以及Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)化等設(shè)備,即可直接提供所需的數(shù)字信號(hào),這樣就可以有效簡(jiǎn)化數(shù)字變電站中相關(guān)設(shè)備的硬件結(jié)構(gòu),從而可以有效降低數(shù)字化變電站的運(yùn)行費(fèi)用。

3 電子式互感器應(yīng)用于數(shù)字化變電站存在的技術(shù)問(wèn)題

3.1 光電互感器與控制設(shè)備的兼容問(wèn)題

由于當(dāng)前的電子式互感器在數(shù)字化變電站的應(yīng)用主要還是偏重于數(shù)據(jù)的測(cè)量,而測(cè)量出的最終數(shù)據(jù)結(jié)果是要傳送到具體的控制設(shè)備中去,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的有效控制和管理,而其中必須考慮電子式互感器與控制設(shè)備的兼容問(wèn)題。但是當(dāng)前數(shù)字化變電站相應(yīng)控制設(shè)備的接口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的比較復(fù)雜,以至于當(dāng)前的電子式互感器還不能與其實(shí)現(xiàn)有效的兼容,所以還需要進(jìn)一步簡(jiǎn)化控制設(shè)備的接口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使其能與電子式互感器之間實(shí)現(xiàn)有效的融合。

3.2 保護(hù)校驗(yàn)設(shè)計(jì)相對(duì)復(fù)雜的問(wèn)題

當(dāng)前電子式互感器應(yīng)用于數(shù)字化變電站存在的另外一個(gè)技術(shù)問(wèn)題就是保護(hù)校驗(yàn)設(shè)計(jì)相對(duì)復(fù)雜的問(wèn)題,數(shù)字化變電站運(yùn)行對(duì)單間隔的保護(hù)校驗(yàn)要求比較高,實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)比較困難,因?yàn)榻?jīng)電子式互感器測(cè)量的電壓數(shù)據(jù)值和電流數(shù)據(jù)值都必須經(jīng)過(guò)合并器后才能進(jìn)入相應(yīng)的保護(hù)裝置,而且需要多臺(tái)的合并器,這樣以來(lái)相應(yīng)的保護(hù)校驗(yàn)設(shè)計(jì)就相對(duì)比較復(fù)雜,所以還需要解決保護(hù)校驗(yàn)設(shè)計(jì)困難的問(wèn)題,使其能更好的促進(jìn)電子式互感器在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用。

3.3 準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性的問(wèn)題

盡管與傳統(tǒng)的互感器相比,電子式互感器在很多性能方面都具有非常大的優(yōu)勢(shì),但是由于電子式互感器采用的是光電晶體的光電效應(yīng)原理,然而由于晶體自身的特性,其內(nèi)部容易發(fā)生雙折射的現(xiàn)象,這將在很大程度上會(huì)對(duì)電子式互感器的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的影響,所以將電子式互感器應(yīng)用于數(shù)字化變電站時(shí)還必須考慮如何提高互感器的精度和穩(wěn)定性,進(jìn)而有效提高數(shù)字化變電站的穩(wěn)定性和精確性。

4 電子式互感器在數(shù)字化變電站中的運(yùn)用發(fā)展前景

正如前文所敘述的那樣,電子式互感器的特性就決定其在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用能有助于提高電力系統(tǒng)的數(shù)字化和自動(dòng)化的發(fā)展水平,并能有效促進(jìn)變電站相應(yīng)設(shè)備數(shù)字化和智能化技術(shù)的進(jìn)步,對(duì)有效改善我國(guó)電網(wǎng)的安全運(yùn)行狀況,提高電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量及其穩(wěn)定性,進(jìn)而更好的促進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展將發(fā)揮非常巨大的作用。

5 結(jié)論

電子式互感器在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用對(duì)數(shù)字化變電站的運(yùn)營(yíng)機(jī)制產(chǎn)生了深刻的影響,電子式互感器的應(yīng)用有效提高了數(shù)字化變電站運(yùn)營(yíng)的數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化,進(jìn)而有效提高數(shù)字化變電站的運(yùn)營(yíng)效率。然而電子式互感器應(yīng)用于數(shù)字化變電站中還存在一些技術(shù)問(wèn)題,所以在應(yīng)用電子式互感器的過(guò)程中還應(yīng)采取合理的方法來(lái)有效解決這些技術(shù)問(wèn)題,使其能更好的促進(jìn)電子式互感器在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用,從而更好的為我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李延熙.電子式電流互感器高壓側(cè)電路及電源的研究[J].高能量密度物理,2006(2).