宋羲麟

摘要：隨著智能化和數(shù)字化技術(shù)的飛速發(fā)展，智能電網(wǎng)和數(shù)字化變電站逐漸常態(tài)化，這一背景下也催生了電子式互感器，對電子式互感器進(jìn)行準(zhǔn)確校驗才能進(jìn)一步保證其在電力系統(tǒng)中作用得到充分發(fā)揮。

關(guān)鍵詞：電子式互感器；校驗儀；算法

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）10-0111-02

數(shù)字化、智能化電網(wǎng)建設(shè)是當(dāng)前我國電網(wǎng)建設(shè)的重要方向，互感器作為其中重要的裝置，在電流、電壓的轉(zhuǎn)換過程中發(fā)揮著重要作用，因此，互感器的安全準(zhǔn)確性對電網(wǎng)電力輸送有著重要的影響，這也對電子式互感器校驗技術(shù)提出了更為嚴(yán)格的要求，校驗技術(shù)的精確性關(guān)系著電網(wǎng)電力輸送的安全，提高校驗技術(shù)精確度是對電力安全的有利保障。

1 電子式互感器校驗的構(gòu)造與設(shè)計

在數(shù)字化和智能化發(fā)展背景下，電子式互感器取代傳統(tǒng)電磁式互感器是時代發(fā)展的必然，傳統(tǒng)電磁式互感器存在著絕緣、電磁干擾、體積造價偏高等問題，這些問題很難滿足當(dāng)代電力工業(yè)發(fā)展的需求，而電子式互感器能夠很好地解決電磁式互感器存在的問題，這是電力系統(tǒng)發(fā)展的新方向，同時也在其應(yīng)用中提出了新的挑戰(zhàn)——電子互感器結(jié)構(gòu)與電磁式互感校驗裝置不相適應(yīng)，對電子式互感器校驗裝置仍需進(jìn)一步研究。根據(jù)構(gòu)造原理進(jìn)行分類，電子式互感器可以分為光學(xué)原理和半常規(guī)種類的互感器，按照一次是否采用電源供電，則可分為有源互感器和無源互感器，當(dāng)前國內(nèi)使用較多的是有源ECT和EVT。隨著數(shù)字化技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，互感器校驗技術(shù)也在不斷發(fā)展，同時也對互感器校驗裝置提出了更高的要求，在測試速度、糾錯能力、設(shè)備壽命等方面都提出更高要求?；ジ衅餍ｒ炑b置經(jīng)歷了手動單一功能型到智能型發(fā)展的轉(zhuǎn)型，在設(shè)計理念上也在不斷更新[1]。如圖1所示。

標(biāo)準(zhǔn)互感器選取、高精度采集模板、信號同步是影響電子式互感器校驗精度的幾大技術(shù)。由于電子式互感器校驗是在二次信號采集、處理和分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，一次信號傳變的精確度是影響整個校驗系統(tǒng)精度的直接因素，在標(biāo)準(zhǔn)互感器的選擇上，要綜合考慮系統(tǒng)整體的校驗精度，合理控制標(biāo)準(zhǔn)互感器的準(zhǔn)確度。在當(dāng)前職能變電站建設(shè)背景下，電子式互感器現(xiàn)場校驗和在線校驗都需按照相關(guān)規(guī)程，結(jié)合實際需要選擇適合的標(biāo)準(zhǔn)互感器，以保證電子式互感器校驗的精確度。在不同的校驗系統(tǒng)下，標(biāo)準(zhǔn)通道和被校通道的信號會存在一定的差異，在數(shù)據(jù)采集模板選擇上要根據(jù)信號的特點來進(jìn)行，將數(shù)據(jù)采集單元的誤差控制在一定范圍內(nèi)，才能更有效地避免因為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)精度不夠而帶來的校驗裝置系統(tǒng)誤差。在電子式互感器校驗實踐中，標(biāo)準(zhǔn)通道和被校通道信號的采樣必須是同步的，如果達(dá)不到非同步則能會帶來對比值誤差和相位誤差計算等不良影響，在實際應(yīng)用中，要縮小校驗系統(tǒng)的同步誤差，需要有高精度同步脈沖源和同步實現(xiàn)方法的技術(shù)支持[2]。如圖2所示。

2 電子式互感器誤差校驗分析

互感器在使用前和掛網(wǎng)運(yùn)行過程中都需要進(jìn)行誤差校驗，以保障互感器輸出信號的長期穩(wěn)定和可靠性，降低電力事物的發(fā)生率，針對當(dāng)前電子式互感器與校驗裝置和方法不相適應(yīng)的問題，相關(guān)技術(shù)研究工作已經(jīng)展開，電子式互感器誤差校驗項目的具體內(nèi)容有基本準(zhǔn)確度實驗、溫度循環(huán)準(zhǔn)確度實驗、準(zhǔn)確度與頻率關(guān)系實驗等等，作為電子式互感器校驗的核心，基本準(zhǔn)確度是校驗項目的基礎(chǔ)，其他項目作為補(bǔ)充項目構(gòu)成完整的項目體系。

電子式互感器根據(jù)測量對象的不同可以分為電子式電壓互感器和電子式電流互感器，在輸出上有模擬輸出和數(shù)字輸出，在電子式互感器輸出額定值上，國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有一定的規(guī)范，如表1所示。

從表1的電子式互感器輸出額定值標(biāo)準(zhǔn)可以看出，電子式互感器模擬輸出的是小電壓信號，而數(shù)字輸出的是數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報文，與之相對應(yīng)地，電子式互感校驗可以分為模擬信號輸出和數(shù)字信號輸出兩種形式。

隨著電子式互感器校驗技術(shù)的發(fā)展，不斷有新的技術(shù)應(yīng)用到電子式互感器校驗工作之中。目前常用的誤差計算方法有數(shù)字電橋法、基于離散傅里葉變換的誤差計算方法等等，應(yīng)用最為廣泛的是基于DFT的誤差計算方法，而電網(wǎng)波形的不穩(wěn)定性在實際采樣中也會產(chǎn)生柵欄效應(yīng)和頻譜泄漏等問題，相關(guān)研究也對此提出了一些應(yīng)對策略，但由于基于實驗室條件下的理論化研究與實踐應(yīng)用存在一定的差距，并且算法研究重點主要集中在柵欄效應(yīng)、非整周期性采樣等對校驗算法的影響上，對現(xiàn)場校驗和在線校驗中可能會出現(xiàn)的噪聲干擾量等影響因素研究沒有納入實驗研究范疇。[3]

在校驗同步方式上主要有同步脈沖法、固定延時法，當(dāng)前大多數(shù)電子式互感器校驗裝置多是采用同步脈沖法進(jìn)行采樣，現(xiàn)場實驗過程中因為條件限制往往導(dǎo)致同步脈沖法不能使用，固定延時法則可以使用，標(biāo)準(zhǔn)通道和被校通道能夠相互獨立完成采樣，所得數(shù)據(jù)輸送到計算單元進(jìn)行分析，兩路信號的絕對時標(biāo)也會同時被記錄，通過插值算法可以得出被校驗輸出信號和標(biāo)磚輸出信號過零點的絕對時間差，繼而進(jìn)一步得出被校驗電子式互感器的相位誤差。固定延時法相較于同步脈沖法，自傲數(shù)據(jù)處理算法上更為復(fù)雜，在校驗過程中容易受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、通訊方式等因素的影響。[4]

從應(yīng)用實踐來看，電子式互感器的事故發(fā)生率要高于傳統(tǒng)互感器的事故發(fā)生率，這也給現(xiàn)場和在線校驗研究提出了新的方向，這不僅要在標(biāo)準(zhǔn)器和標(biāo)準(zhǔn)信號通道上進(jìn)行技術(shù)革新，還需要在數(shù)據(jù)處理算法上進(jìn)一步探索，以適應(yīng)現(xiàn)場校驗和在校校驗需求，降低電網(wǎng)頻率波動、電磁干擾等對誤差計算帶來的干擾。

3 結(jié)語

在數(shù)字化、智能化技術(shù)高速發(fā)展背景下，對電子式互感器校驗的研究趨于多元化，校驗技術(shù)取得一定的進(jìn)展，但在電子式互感器校驗技術(shù)規(guī)范方面還存在一些不足，這也是未來電子式互感器校驗技術(shù)研究努力的方向之一，另外，在影響系統(tǒng)校驗準(zhǔn)確度、電子式互感器校驗儀溯源管理規(guī)程等問題的研究上還存在不足，這都是數(shù)字化、智能化電力系統(tǒng)建設(shè)中需要深入研究和不斷完善的內(nèi)容。

參考文獻(xiàn)

[1]李威.全光纖電流互感器溫度補(bǔ)償算法探討[J].供用電， 2015， 32（11）：66-69.

[2]王宏偉，劉繼偉，賈多，等.數(shù)字式互感器校驗儀示值誤差測量結(jié)果不確定度評定[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2015（8）：102-102.

[3]苗新法，杜麗霞.互感器校驗儀算法誤差分析及設(shè)計實現(xiàn)[J].電工電能新技術(shù)，2014，33（11）：70-74.

[4]張杰梁，董小龍，黃洪，等.互感器校驗儀差壓回路的分析及其附加負(fù)荷推算[J].中國測試， 2015，41（12）：28-31.endprint