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電子式互感器發(fā)展趨勢

發(fā)布時(shí)間:2010-08-30 來源:西安華偉光電技術(shù)有公司

機(jī)遇與挑戰(zhàn):
  • 電子式互感器更利于智能化
  • 面臨電磁干擾防護(hù)等問題
  • 發(fā)展向高可靠、高穩(wěn)定傾斜
市場數(shù)據(jù):
  • 國內(nèi)產(chǎn)品涉及10~800千伏

電子式互感器的出現(xiàn),被譽(yù)為本世紀(jì)初高壓電器制造業(yè)的一場革命。其數(shù)字化輸出、網(wǎng)絡(luò)化接線使得電網(wǎng)更安全、更環(huán)保、更利于一次設(shè)備乃至整個輸配電系統(tǒng)的智能化。電子式互感器與傳統(tǒng)互感器相比有以下特點(diǎn):

小信號傳輸代替大功率輸出,互感器小型化、低功率化可使原先數(shù)十公斤甚至上噸的重量減小到幾公斤。

光隔離代替油、氣絕緣。獨(dú)立式高壓互感器一二次間采用光纖數(shù)字連接,光隔離代替復(fù)雜昂貴的油氣絕緣系統(tǒng),這是一個革命性變革,使得電壓愈高,互感器的性價(jià)比愈高。

數(shù)字化輸出替代模擬輸出,便于后續(xù)網(wǎng)絡(luò)連接和智能化處理,采用光纖傳輸,具有更強(qiáng)的抗電磁干擾能力。

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享代替多繞組并行接線。電子式互感器單點(diǎn)測量數(shù)據(jù)可經(jīng)由工業(yè)以太網(wǎng)傳輸,因而獲得共享,在電站可省去大量的并行電纜。

應(yīng)用情況
資料統(tǒng)計(jì),我國目前大約有上百個單位從事新型電子式互感器的試探性研發(fā),初步形成供貨能力的大約有十家左右,門類較為齊全,可全面供貨的目前已經(jīng)有3~5家。產(chǎn)品涉及10~800千伏,電流、電壓、獨(dú)立式、組合電器式等不同品種。

2004年起,有源電子式互感器先于光學(xué)互感器進(jìn)入市場應(yīng)用,有源電子式互感器高壓側(cè)將電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號經(jīng)光纖傳至地電位,像光學(xué)傳感方案一樣,實(shí)現(xiàn)了高低壓之間的光隔離絕緣,加之便于工業(yè)化批量生產(chǎn),已成為占主導(dǎo)地位的互感器種類。

同一時(shí)期,我國研發(fā)一種更加實(shí)用的“自勵源”技術(shù),從而有源式轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N“準(zhǔn)無源”結(jié)構(gòu)。這一方案可大幅度簡化互感器,從根本上提高可靠性和壽命周期。

不久,一種適合電子式小功率分壓的“等勢腔”分壓結(jié)構(gòu)在我國出現(xiàn),它具有很高的絕緣安全性和測量精度指標(biāo),因而可以替代傳統(tǒng)依靠油、氣絕緣的互感器。該技術(shù)特別適合于高壓、特高壓分壓器結(jié)構(gòu)的干式化,是一種出自我國的新型電子式電壓互感器。

為了克服測量性能易受溫度、震動應(yīng)力的影響,目前,光學(xué)方案已經(jīng)由環(huán)狀磁光玻璃改進(jìn)為一種光纖式傳感器,使得光學(xué)方案登上了一個新的技術(shù)平臺,更加接近實(shí)用要求,這類被稱為光纖式的電子互感器已經(jīng)有少量試用,需要進(jìn)一步克服結(jié)構(gòu)復(fù)雜和造價(jià)過高問題。

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應(yīng)用面臨的主要問題

電子式互感器改變了原有的裝配應(yīng)用方式,例如微電子器件被前移至戶外環(huán)境的高壓線、隔離刀閘、斷路器等強(qiáng)干擾源附近,必須經(jīng)受惡劣氣候條件以及不規(guī)則強(qiáng)電磁干擾的考驗(yàn),所以目前電子式互感器研發(fā)和應(yīng)用中面臨的主要問題是:電磁干擾防護(hù)、通信差錯控制、可靠電源方式以及適應(yīng)戶外環(huán)境,如果措施不當(dāng),易引發(fā)信號失效、保護(hù)誤判、銹蝕老化等。

解決這些問題,我們需要盡快完善試驗(yàn)、檢驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)電子式互感器下一步研發(fā)的關(guān)注點(diǎn)向高可靠、高穩(wěn)定方向傾斜。

未來研發(fā)方向

傳感無源化:由于無源傳感方式具有技術(shù)優(yōu)勢,獨(dú)立式ECT傳感部件將趨向于無源化,這包括有源式傳感器將通過擺脫對外源的依賴,實(shí)現(xiàn)自供電,走向準(zhǔn)無源化,由此,電子式互感器平均壽命周期將會達(dá)10年以上。

光學(xué)傳感器通過提高其測量性能,簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),降低造價(jià),進(jìn)入實(shí)用。
結(jié)構(gòu)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、全封閉組合電器、隔離刀等組合電器中,減少占地,降低造價(jià),還可以通過功能復(fù)用促進(jìn)一次電器本身的小型化和智能化。各種方案在發(fā)揮各自優(yōu)勢的同時(shí),也會相互組合,優(yōu)勢互補(bǔ),除了會出現(xiàn)各種獨(dú)立、封閉式電流—電壓組合互感器外,今后幾年,預(yù)計(jì)還會出現(xiàn)LPCT/ROG-CT與光學(xué)組合版電流互感器。

功能復(fù)用化:充分利用數(shù)據(jù)共享優(yōu)勢,單點(diǎn)測試,可以多點(diǎn)共享,互感器同時(shí)提供Goose、RS485、MU等不同類型的數(shù)字接口,供多種測控設(shè)備共享,減少互感器多點(diǎn)重復(fù)安裝,使設(shè)備配置更加緊湊。

部件標(biāo)準(zhǔn)化:互感器部件標(biāo)準(zhǔn)化,使具有通用性和互換性,可作為標(biāo)準(zhǔn)附件“插接”式安裝于各種一次設(shè)備,不同廠家互感器可以更替和互換。
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