内容发布更新时间 : 2024/12/25 1:59:59星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

数字信号传输,能顺应电力工程的发展要求。

新型互感器大致可分为两类：一是电子式互感器；二是光电式互感器。 电子式互感器的传感原理与传统互感器的相同，即应用变压器原理、分压器原理，有的也用霍尔效应。与传统互感器的区别只是它的传感器部分不传送功率而只送信号，再由电子放大后送到负荷，它依靠光导纤维传递光信号，并作为互感器高低压侧之间的绝缘。

光电式电流互感器的原理是：利用材料的慈光效应或光电效应，将电流的变化转换成激光或光波，经过光通道传送到低压侧，再转变成电信号经放大后供仪表和继电器使用。光电式电压互感器是利用材料的泡克耳斯效应，材料在电场作用下，出现双折射作用，两种折射率之差 与电场强度E成正比，通过 波长板和检光板变成强光信号输出。 （1）电子式互感器标准依据

电子式互感器必须在标准规范下进行设计、制造、试验和运行, IEC6004427《电子式电压互感器》、IEC6004428《电子式电流互感器》、IEC61850《变电站网络和系统》等标准的相继颁布,相应国标报批稿也已经定稿,为电子式互感器的推广应用奠定了基础。

（2）电子式互感器与常规互感器的对比

1、定义的区别

根据标准描述,电子式互感器是具有模拟量电压或数字量输出,供频率15～100 Hz 的电气测量仪器和继电保护装置使用的电流电压互感器。可见其功能、应用范围和常规互感器完全一致,区别在于输出量,是可供二次设备直接使用的模拟电压信号或数字量,如电子式电流互感器(ETA) 模拟量输出标准值为22. 5 ,150 ,200 ,225 mV (测量用) 和4 V (保护用) , 数字量输出标准值为2D41H (测量用) 和01CFH(保护用) ,而常规电流互感器(常规TA) 输出为电流信号,这直接导致了包括设备铭牌参数在内的一系列不同,如电子式互感器可根据需要通过软件设定变比,而不再使用常规形式如600/ 300/ 5来定义。

电子式互感器的精度等级与常规的差别不大。以电流互感器(TA) 为例,测量用TA 的标准精度为0. 1 ,0. 2 ,0. 5 ,1 ,3 ,5 级,供特殊用途的为0. 2S 和015S 级; 保护用TA 的标准精度为5P , 10P , 和5 TPE ,其中5 TPE 的特性考虑短路电流中有非周期分量的暂态情况,其稳态、暂态误差限值分别与5P级、TPY级常规TA 相同。

2、结构的区别

ETA结构，在高电位等势体内,完成一次电流传变、二次信号采集、数字信号调制和光信号输出,光纤从等势体出线,通过绝缘支柱走线到地电位,进入光缆引至位于集控室的合并器单元。常规TA 不论正置式或倒置式,都要把地电位引至二次线圈,使高低电位之间的绝缘距离为线圈内半径。因采用光纤绝缘体,电子式互感器将高低电位间的绝缘距离扩大至整支绝缘柱高度。

3、性能的区别

1) 绝缘性能 由前文可知,电子式互感器的绝缘性能远优于常规互感器,尤其在超、特高压系统中,它的应用将使其可靠性得到极大提高。

2) 系统精度 应用常规互感器的系统存在若干独立误差环节,如二次小信号变换误差、采样误差、传输误差等,且互感器要求暂态试验,但二次小信号传变器的暂态特性往往不能满足要求,从而增加了系统误差。而对于电子式互感器,其额定误差是指数字信号与标准一次信号间的比差和相角差,即以上没有被计入常规

互感器误差项目,在电子式互感器误差中被计入,其输出直接供给二次设备使用,降低了系统误差。

3) 负载特性 常规互感器对负载要求严格, TA二次不能开路,电压互感器( TV) 二次不能短路,负载特性试验要在额定负载下完成。电子式互感器输出为数字量,通过光纤传递至二次设备而基本无损耗,无负载要求,避免了可能导致危及设备或人身安全的问题。

4) 体积造价 常规互感器为满足绝缘、负荷和暂态等方面要求,设备体积较大,且随着电压等级上升,体积越加庞大,造价昂贵。而ETA 由于采用的罗哥夫斯基线圈为非磁性线圈,不会出现磁饱和及磁滞现象,具有良好的线性度和暂态特性,用于保护可轻易达到5 TPE 级而体积很小;用于测量计量的低功率铁心线圈,输出功率微小,因此可用较小的截面达到精度要求。在超高压和特高压等级,电子式互感器的体积造价均远小于常规互感器。

4应用的区别

常规互感器二次输出侧以1 A 、5 A或100 V 的信号形式与电能表计、控制保护等二次设备相连接,目前绝大多数二次设备厂商提供的产品也是按此匹配的。而电子式互感器的二次输出参数则完全不同,继电保护、计量仪表及测控装置等二次装置适合数字化,与电子式互感器的应用较为接近。因此,互感器的精度等级、二次侧输出参数和与之相连的二次设备匹配和无缝连接,是电子式互感器应用于工程的关键所在。 6.2 电气设备选择的一般条件

电气设备总是在一定的电压、电流、频率和工作环境下工作的，电气设备的选择除了满足正常工作条件下安全可靠运行，还应满足在短路故障条件下不损坏，开关电器还必须具有足够的断流能力，并适应所处的位置（户内或户外）、环境温度，海拔高度及防尘、防火、防腐、防爆等环境条件。

1、 按环境条件选择电气设备。根据电气装置所处的位置（户内或户外）、使用环境和工作条件，选择电气设备的型号；

2、 按工作电压选择电气设备的额定电压 ，电气设备的额定电压 应不低于其所在电网的额定电压U，即 ；

3、 按长期工作电流选择电气设备的额定电流 ，电气设备的额定电流应不小于通过它的长时最大工作电流（即30min平均最大负荷电流，以 表示），即

4、按短路条件校验电气设备的热稳定和动稳定。为保证电气设备在短路故障时不致损坏，就必须按最大可能的短路电流校验电气设备的热稳定和动稳定，即 ， ；

5、 开关电器断流能力的校验。断路器和熔断器等电气设备负担着切断短路电流的任务，通过最大短路电流时必须可靠切断，包括开断电流和短路关合电流的校验， 即。

智能断路器与电子式互感器的选型与传统的选型相似，基本可以参照普通的选型。

6.3 相关电气设备选择和校验 6.3.1 电流互感器选择

1、110KV侧电子式电流互感器

1) 选择：型号为HT E CT-110 额定电压：110KV 额定电流：600A

热稳定电流：12KA, 1S 动稳定电流：30KA 2) 校验： 电压：UN?U(110KV=110KV)

电流：IN>Imax (600A>91A) 动稳定:ies>ish (30KA>8.5768KA) 热稳定：tk?tp?tin?ta?1.5?0.6?0.6?1.62 (tp为继电保护动作时间，

tin为断路器固有分闸时间，ta为断路器开端时电弧持续时间)

因为

tk?1s

22I''2?10Itk?I/2tk 所以 Qk?Qp??tk =

12

?I''2*tk

=5.68*5.68*1.62 =52.26

It2*t?12*12*1?144?Qk

综合考虑得：110KV侧电流互感器[20]为 HT E CT-110 ;600/5;10P/10P/0.5/0.2 2、10KV侧电流互感器 1）10KV

1选择： 型号为 LZZBJ9-10 额定电压：10KV 额定电流：2000A

热稳定电流：100KA, 1S 动稳定电流：160KA 2) 校验： 电压：UN?U(10KV=10KV)

电流：IN>Imax (2000A>1KA) 动稳定:ies>ish (160KA>19.63KA) 热稳定：tk?tp?tin?ta?1.5?0.6?0.6?1.62 (tp为继电保护动作时间，

tin为断路器固有分闸时间，ta为断路器开端时电弧持续时间)

因为

tk?1s

22I''2?10Itk?I/2tk 所以 Qk?Qp??tk

12

?I''2*tk

=503.523

It2*t?100*100*1?10000?Qk

6.3.2 电压互感器选择

1) 110KV侧电子式电压互感器 选择：型号为 HT E VT-110

1100.2[//0.2] 332) 10KV侧电压互感器

选择： 型号为 JDZ-10

[100.1//0.1] 336.3.3 断路器选择

1、110KV侧智能断路器 1) 选择： PASS M0 额定电压：110kV 额定电流：2000A 额定开断电流：40kA 极限通过电流：80kA 热稳定电流：40kA, 4S 2) 校验： 额定电压：UN?U(110kV=110kV)

额定电流：IN>Imax (2000A>91A) 开断电流：Inbr>If (40kA>5.68kA) 动稳定:ies>ish (80kA>8.577kA) 热稳定：tk?tp?tin?ta?1.5?0.6?0.6?1.62 (tp为继电保护动作时间，

tin为断路器固有分闸时间，ta为断路器开端时电弧持续时间)

因为

tk?1s

22I''2?10Itk?I/2tk 所以 Qk?Qp??tk = =

12

?I''2*tk

=52.27

It2*t?40*40*4?6400?Qk

2、10KV侧断路器

1）10KV靠近变压器侧

1选择：型号为 VD4-12/3150A 额定电压：10kV 额定电流：3.15kA 额定开断电流：50kA 极限通过电流：125kA 热稳定电流：50kA,4S 2校验： 额定电压：UN?U(10kV=10kV)

额定电流：IN>Imax (3150A>1000A) 开断电流：Inbr>If (125kA>12.999kA) 动稳定:ies>ish (80kA>19.63kA) 热稳定：tk?tp?tin?ta?1.5?0.6?0.6?1.62 (tp为继电保护动作时间，

tin为断路器固有分闸时间，ta为断路器开端时电弧持续时间)

因为

tk?1s

22I''2?10Itk?I/2tk 所以 Qk?Qp??tk = =

12

?I''2*tk

=273.738

It2*t?50*50*4?10000?Qk

6.3.4 隔离开关的选择 1、110KV侧隔离开关