电子式互感器与常规互感器对比分析

电子式互感器与常规互感器对比分析

3.1电子式互感器技术性能特点

常规互感器与电子式互感器除原理、结构不同外，在性能上，特别是暂态性能、绝缘性能方面有较大区别。

电子式互感器在于以下几个方面：

(1)消除了磁饱和现象。常规电流互感器在运行中系统发生短路时，在强大的短路电流作用下，特别是非周期分量尚未衰减时，断路器跳闸，或在大型变压器空载合闸后。

互感器铁芯将保留较大剩磁，铁芯饱和严重，将使互感器暂态性能恶化，使二次电流不能正确反映一次电流，保护拒动或误动。

而电子式互感器的光电互感器、罗氏线圈电流互感器没有铁芯，不存在饱和问题，暂态性能比常规互感器好，大大提高了各类保护故障测量的准确性，从而提高保护装置的正确动作率，保证电网的安全运行。

(2)对电力系统故障响应快。现有保护装置(包括微机保护)的保护原理是基于工频量进行保护判断的，而不是利用故障时的暂态信号量作为保护判断参量，易受过渡电阻和系统振荡、磁饱和等因素的影响。

保护性能难以满足当今电力系统高压、大容量、远距离发展的要求。利用暂态信号作为保护判断参量是微机保护的发展方向，它对互感器的线性度、动态特性都有很高的要求。常规互感器自身性能的限制不能满足这一要求。

(3)消除了铁磁谐振，抗干扰能力强。常规电压互感器中，电磁式电压互感器呈感性，与断路器容性断口会产生电磁谐振。

此外，电容式电压互感器本身含有电容元件及多个非线性电感元件(如速饱和电抗器、补偿电抗器和中间变压器)。

在一次侧合闸操作或一次侧短路及二次侧短路并消除故障等时，其自身均将产生瞬态过程，此过程可能激发稳定的次谐波谐振，从而导致补偿电抗器和中间变压器绕组击穿。而电子式互感器没有构成电磁谐振的条件，其抗电磁干扰力强。

(4)绝缘性能。随着电压等级的提高，电磁式电流互感器、电磁式电压互感器大大增加了绝缘困难，用油等绝缘材料有爆炸危险，且体积大、重量重。

电子式互感器绝缘相对简单，高压侧与地电位侧之间的信号传输采用绝缘材料制造的玻璃纤维，体积小、重量轻、绝缘性能好。

(5)适应电力计量与保护数字化的发展。电子式互感器能够直接提供数字信号给计量、保护装置，有助于二次设备的系统集成，加速整个变电站的数字化和信息化进程，并引发电力系统自动化装置和保护的重大变革。

(6)动态范围大。随着电网容量增加，短路故障时，短路电流越来越大，可达稳态的20-30倍以上。电磁式电流互感器因存在磁饱和问题，难以实现大范围测量。

而电子式电流互感器有很宽的动态范围，光电电流互感器和罗氏线圈电流互感器的额定电流为几十安培到几十万安培。一个电子式互感器可同时满足计量和保护的需要。

(7)频率响应范围宽。光电互感器、罗氏线圈电流互感器频率响应均很宽，可以测出高压电力线上的谐波，还可以进行暂态电流、高频大电流与直流电流的测量，而电磁式互感器传感头由铁芯构成，频率响应很低。

(8)经济性好。随着电力系统电压等级的增高，常规互感器的成本成倍上升，而电子式互感器在电压等级升高时，成本稍有增加。

此外由于电子式互感器的体积小、重量轻，可以组合到断路器或其他一次设备中，共用支撑绝缘子，可减少变电站的占地面积。

3.2电子式互感器与常规互感器运行情况分析

统计结果显示，目前电子式互感器故障率高于常规互感器，故障主要为采集器故障，无源电子式电流互感器的光纤故障问题、有源电子式电压互感器的绝缘问题亦较突出。

3.3电子式互感器与常规互感器应用分析

(1)从采样就地数字化方面，电子式互感器+合并单元与常规互感器+合并单元配置方案均能实现采样数据的就地数字化，目前电子式互感器+合并单元的配置方案已有较多工程运行实例，积累了不少现场运行经验，常规互感器+合并单元的配置方案是一种过渡措施。

(2)采用电子式互感器可减少一次设备尺寸，进而可对配电装置进行优化，节省占地面积。

(3)电子式互感器的应用是智能电网发展的必然趋势，电子式互感器产品可靠性是需要逐步提高的，在这个过程中也是需要将其投入到相关工程中进行检验其可靠性，进一步促进产品可靠性的提升。