電子式電流互感器掛網運行分析

摘要：電流互感器是電力系統中較重要的高壓設備之一，它被廣泛地應用于繼電保護、電流測量和電力系統分析。隨著超高壓輸變電的發展，電力系統朝著數字化、智能化、自動化方向的發展，電子式電流互感器成為國內外研究的熱點，本文主要介紹了電子式電流互感器的工作原理、結構以及運行中的比差、角差的分析。

關鍵詞：電子式電流互感器 羅氏線圈 掛網運行 比差 角差

1 緒論

隨著電子技術的發展和進步，大規模集成電路的普及和應用，一種基于現代光電、半導體技術和計算機技術成就而發展的電氣測量的新方法應運而生，即為電子式電流互感器，新型的電子式電流互感器具有測量精度高、動態電流范圍大、頻率測量特性寬和絕緣性能高等特點，能夠滿足表計和繼電保護的數字化。特別是數字化變電站的提出和特高壓變電站的建立，電子式電流互感器在變電站中的應用顯得更為重要。

2 電子式電流互感器的工作原理及結構

電子式電流互感器（簡稱ECT）的部件有三部分組成即高壓側傳感頭部分、光纖支柱絕緣子部分、低壓側數字處理接受部分。電子式電流互感器是一種數字式的傳感器。高壓母線中的電流穿過采樣線圈，將產生模擬電壓信號。模擬電壓信號進入多路模擬數字轉換電路，經過A/D轉換后，電壓的變化將被轉變成為數字脈沖，這一電脈沖信號經過電光變換器件后以光脈沖的形式通過光纖傳遞到低壓二次處理單元。經處理單元整合后一個用于電能的計量，另一個用于繼電保護。整個原理系統框圖如圖1所示：

3 電子式電流互感器的運行方案

電子式電流互感器掛網運行試驗，采用虛擬儀器校驗技術，運行現場布置如圖2所示。在掛網運行過程中，需要記錄的數據有保護輸出、測量輸出，標準互感器的二次輸出和母線電壓。將上述四路信號輸入信號調理電路，由高精度采集卡將它們讀入PC機，并由軟件實時計算電子式互感器相對于標準互感器的比差和角差并加以顯示。同時，PC機還定期存儲四路信號的特征，如有效值、諧波等，以便于進行離線分析。電子式互感器的信號接收機、信號調理與采集卡保護電路和PC機共同構成ECT樣機試運行的二次測控柜。

圖2中，信號調理電路、采集卡和PC機構成了電子式互感器運行試驗監測系統的硬件。運行試驗監測系統的軟件也基于LabVIEW6i，軟件流程同虛擬校驗儀的軟件流程類似。與虛擬校驗儀的軟件相比，監測系統少了報告打印功能，多了一項數據查詢功能。

4 電子式電流互感器的掛網運行分析

下面對220KV電子式電流互感器，在變電站運行某一時間段的一部分數據分析。

4.1 電子式電流互感器運行中比差和角差的分析

從圖3和圖4可以看出，由于受高電位側高電壓的影響，數據處理單元在輸出信號時的波形有一些毛刺，這些毛刺是由于電源電壓不穩定造成的，在系統采用的電路中，由于采用了大量的數字電路，因此電源是會受到數字干擾影響的，雖然電路中也采取了一些抗干擾的措施，如濾波和移相電路等技術，但是仍然有一些電源干擾存在，而這些干擾會對輸出數據的精度產生影響。

由于外部因素（溫度、電壓）的波動，可能會引起傳感單元中電阻、電容的不穩定，從而影響放大器的放大倍數和調相器的變化，同時高壓傳感單元A/D、數據處理單元D/A在電磁干擾的情況下本身誤差比較大，從而就引起了比差和角差的波動。

4.2 電子式電流互感器運行電能曲線

5 結束語

電子式電流互感器作為一種新型的互感器，將得到更多電力行業人士的關注，特別是在特高壓變電站中的應用，但要在高電壓、高電磁干擾、高溫差等環境下長期穩定、可靠的運行，還需要付出更多的努力，還需要進一步的探討和研究。

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