變電站電子式互感器異常運行及分析

王紹亞，彭 林（國網阜陽供電公司，安徽阜陽236017）

變電站電子式互感器異常運行及分析

王紹亞，彭 林（國網阜陽供電公司，安徽阜陽236017）

變電站是供配電系統中的核心組成，是實現各種電壓等級、交直流供電的重要媒介，而電子式互感器是變電站、智能變電站中的核心元件，發揮著至關重要的作用。本文對變電站電子式互感器的異常運行進行分析，找出造成電子式互感器出現異常的原因，并采取相應的解決對策，提高電子式互感器運行可靠性。

電子式互感器；變電站；異常運行；處理對策

前言

隨著智能電網、智能變電站建設進程的逐步推進，電子式互感器在電力領域得到了廣泛的應用，具有體積小、重量輕、結構簡單等特點，缺點是運行經歷尚短，異常、故障發生概率大，運行可靠性得不到保證。為了克服上述缺陷，需要以實際為出發點，對電子式互感器異常進行分析。

1 變電站電子式互感器異常

電子式互感器的工作原理是：利用各種物理效應將一次設備（一次電流、電壓傳感器）采集來的電流/電壓信號轉換為光信號進行傳輸，然后再通過轉換器還原成數字信號或模擬信號。電子式互感器的主要構成包括三個部分，即傳感頭部件、低壓合并器、信號傳輸部分，組成元器件包括激光電源、采集器、低能量傳感器、線圈、并聯感應分壓器、時鐘電源等[2]。在實際的應用中，電子式互感器激光電源的持續供電會降低傳感頭部件的使用壽命，而合并器運行工況惡劣，處理任務繁多，加之溫度對線圈輸出信號的影響，導致變電站電子式互感器經常出現運行異常現象和各種故障，如由溫度變化導致的精度降低、漂移偏差、固定/變比偏差故障、完全失效故障等。

現結合某工程實例，對變電站電子式互感器異常運行進行分析。某220kV智能變電站新建試點工程全站電壓等級為35kV/110kV/220kV，主變采用三相自耦有載調壓變壓器，對變電站一次設備及其在線監測、自動化系統、電子式互感器等進行智能化建設。正式投入運行后約半年左右時間，變電站頻繁出現110kV和220kV側Ⅰ母線及Ⅱ母線負序電壓超出限定值情況，導致系統經常發出現場電壓異常、母線保護電壓開放等警報信號。這些異常情況的發生給整個智能變電站運行穩定性及可靠性造成了較大的影響。根據系統記錄的異常故障波形圖分析，110kVⅠ母C相電壓一開始就處于超前狀態，且零序電壓持續時間較長，中間過程有零序電壓減小現象而后又開始增大，在運行200ms左右開始恢復正常。

借助仿真軟件對變電站電子式互感器和實際帶回路進行模擬，進行異常運行仿真分析，結果發現：當低壓臂電容與底座接觸不牢時，由接觸不牢靠而接入的接觸電阻阻值變化會對母線角度超前產生影響，電阻值越大，角度超前越多；當電子式互感器底座與大地接觸不牢時，接觸電阻阻值的變化對角度和幅度影響不明顯；當電子式互感器與采集器間的接線不牢時，接觸電阻阻值的增大變化對角度幾乎無影響，但幅值呈現降低趨勢。進一步實驗分析發現，只有當電子式互感器底座接地不牢時，變電站才會出現電壓角度偏差故障[3]。

2 保證變電站電子式互感器正常運行的有效方法

從上面分析可知，對于不同變電站、不同運行環境所發生的異常、故障種類不盡相同，對于同一異常現象的誘發原因也可能存在差異。因而對于變電站電子式互感器異常、故障的預防和處理，必須要從變電站實際出發，充分考慮變電站的規模、電壓等級、結構組成等相關方面。在此基礎上借助仿真軟件對系統所記錄故障波形的仿真分析，通過相應的檢測和實驗，找出異常、故障的產生原因，有針對性的采取有效措施對異常、故障進行處理。

對于電子式互感器底座接地不牢、低壓臂電容與底座接觸不牢、底座與接地網、采集器連接的不牢等各種接觸不牢靠現象，應采取的處理措施是對連接處進行加固處理，對各接地進行有效處理，保證接地的良好，尤其是膠合處，必須要保證膠合的緊密牢固，可以將膠合螺絲替換成牙口螺絲。采用性能更好、抗干擾能力更強的采集器。由于采集器主要負責二次數據的采集，屬于小功率設備，實際工作時，所處的溫度環境、灰塵污染、電磁干擾都較為惡劣，因而為了保證采集器持續正常的工作，應將其電源板替換成大功率電源板，提高采集器的抗干擾能力。采集器具備較強抗干擾能力，具備較高的穩定性，既有利于采集數據準確性的提高，有利于其自身工作的穩定可靠，又有利于變電站電子式互感器工作狀態的穩定和采集數據精確性的提升，在減少電子式互感器運行異常、故障發生中起著重要積極作用。此外，對于變電站電子式互感器故障異常的分析，除了仿真分析外還可以采用小波分析法、協同診斷法等方法。

3 總結

智能變電站的建設具有重要意義。隨著智能變電站、數字化變電站建設規模的進一步擴大，供電所必須要重視起對變電站電子式互感器異常運行的分析與故障排查，采用仿真分析、實驗分析等方法找出異常產生原因，并采取有效對策加以及時解決，保證變電站運行可靠良好。

[1]王紅星，張國慶，郭志忠，蔡興國.電子式互感器及其在數字化變電站中應用[J].電力自動化設備，2015，09：115～120.

[2]熊小伏，楊雪東，劉 年.基于站間信息的電子式互感器故障協同診斷方法[J].電力系統保護與控制，2012，21：80～83+89.

[3]徐大可，湯漢松，孫志杰.電子式互感器在數字化變電站中的應用[J].電力設備，2014，03：12～16.

TM63

A

2095-2066（2016）33-0021-01

2016-11-12