電子式互感器現(xiàn)場校驗與問題

朱勝龍 鄭浩 李堅林 葉劍濤 楊為 李賓賓 陳忠

摘 要： 電子式互感器是數(shù)字化變電站建設(shè)過程中重要的工作設(shè)備，其直接決定著數(shù)字化變電站的工作效率。目前國內(nèi)外的市場上銷售著各式各樣的電子式互感器，這些互感器來自于多個商家的品牌，產(chǎn)品的質(zhì)量也大不相同。但是，由于我國對電子式互感器還未有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，這些電子式互感器也一直都缺乏專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，這對整個電力系統(tǒng)的運營帶來了巨大的隱患，對此，本文就電子式互感器的現(xiàn)場校驗相關(guān)問題進行分析。

關(guān)鍵詞： 電子式互感器；現(xiàn)場校驗；問題

1. 電子式互感器現(xiàn)場校驗技術(shù)要求

1.1相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

電子式互感器現(xiàn)場校驗相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如下：《GB/T20840.7-2007 互感器第 7 部分：電子式電壓互感器》《GB/T 20840.8-2007 互感器第 8 部分：電子式電流互感器》《Q/GDW 1847-2012 電子式電流互感器技術(shù)規(guī)范》《Q/GDW 1848-2012 電子式電壓互感器技術(shù)規(guī)范》《Q/GDW 690-2011 電子式互感器現(xiàn)場校驗規(guī)范》《Q/GDW 1809-2012 智能變電站繼電保護校驗規(guī)程》。

1.2現(xiàn)場校驗要求

根據(jù) Q/GDW 690 和 Q/GDW 1809 的相關(guān)規(guī)定，電子式互感器的現(xiàn)場校驗項目如下：（1）外觀檢查；（2）絕緣電阻試驗；（3）工頻耐壓試驗；（4）極性檢查；（5）輸出時間特性測試（包括采樣延時測試和輸出數(shù)據(jù)時間間隔抖動測試）；（6）誤差測量（也稱穩(wěn)態(tài)準(zhǔn)確度試驗）；（7）電子式互感器輸出電流電壓信號的同步校驗；（8）供電電源切換校驗。

各項目中，外觀檢查、絕緣電阻試驗和工頻耐壓試驗現(xiàn)場方便進行，極性檢查、輸出時間特性測試、電流電壓信號的同步校驗和供電電源切換校驗一般隨誤差測量一同進行，使用電子式互感器校驗儀進行相關(guān)內(nèi)容的測試和校驗。下面重點介紹現(xiàn)場誤差測量的相關(guān)情況。

1.3現(xiàn)場誤差測量要求

根據(jù) Q/GDW 690 的相關(guān)要求，校驗電子式互感器時，數(shù)字量輸出的數(shù)據(jù)報文中的每個電流/電壓通道都應(yīng)進行校驗，對多線圈輸出的電子式互感器，每個繞組都應(yīng)校驗。對電子式電流/電壓互感器，標(biāo)準(zhǔn)推薦了外部同步和固定延時兩種校驗方式，現(xiàn)場多采用外部同步方式進行校驗，接線方式見《Q/GDW 690-2011電子式互感器現(xiàn)場校驗規(guī)范》。

2. 與保護功能相關(guān)的校驗分析

2.1部分級聯(lián)電壓誤差首次測量不合格

目前通用 220 kV 智能變電站設(shè)計中，僅母線設(shè)置三相 PT，線路只設(shè)置單相 PT。間隔合并單元接收母線合并單元的電壓數(shù)據(jù)后與電流數(shù)據(jù)打包，作為本

間隔的電壓采樣值發(fā)送，該值一般稱為級聯(lián)電壓。

間隔輸出的級聯(lián)電壓直接進入線路保護裝置和變壓器保護裝置，是保護電壓判據(jù)使用的特征量，其測量準(zhǔn)確度對保護的正確動作有重要意義。鑒于級聯(lián)電壓對保護的重要作用，瑞豐變電站對所有間隔的級聯(lián)電壓均進行了誤差測量，對投入電壓切換功能的間隔，切換的各條母線電壓均進行了誤差測量，首次測量時存在級聯(lián)電壓誤差超標(biāo)現(xiàn)象，經(jīng)廠家調(diào)整配置系數(shù)后所有級聯(lián)電壓測量結(jié)果滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2合并單元前端加量手段不統(tǒng)一

目前，智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)試大部分采用合并單元前端加量的方法開展。前端加量方法和精度對調(diào)試質(zhì)量有重大影響。與“傳統(tǒng) CT+合并單元”模式不同，電子式互感器的一次測量線圈與合并單元之間傳輸?shù)牟皇悄M電流量，而是數(shù)字量。其數(shù)字通信采用私有 FT3 協(xié)議通信，各廠家私有協(xié)議之間不能通用，必須使用各廠家自己的專用加量模塊才能實現(xiàn)在合并單元前端加量。為開展保護校驗

工作需配齊各廠家加量設(shè)備并掌握加量手段，給保護校驗工作增加了難度。同時，廠家專用加量模塊設(shè)備不成熟，故障率高，運行不穩(wěn)定（現(xiàn)場校驗時加量模塊多次死機），加量精度無法保證。建議開發(fā)統(tǒng)一的電子式互感器合并單元前端加量儀器，簡化現(xiàn)場檢修手段，提高現(xiàn)場校驗質(zhì)量。

2.3保護用電子式互感器現(xiàn)場檢定相關(guān)問題

目前的工程建設(shè)模式下，基建或安裝單位只向計量檢定部門委托關(guān)口計量用互感器進行現(xiàn)場計量檢定，對保護用互感器不委托檢定。瑞豐變電站的經(jīng)驗表明，大量的保護用電子式電流、電壓互感器采樣值需要進行現(xiàn)場誤差調(diào)試才能達到標(biāo)準(zhǔn)要求。不開展檢定工作將對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行留下重大隱患。因此，對于電子式互感器，無論是用計量還是保護，都應(yīng)該進行現(xiàn)場誤差測量。在驗收環(huán)節(jié)時，除了驗收關(guān)口計量用互感器誤差試驗報告外，還應(yīng)該提供繼電保護用互感器試驗報告。

3. 存在的問題及分析

3.1部分電子式互感器現(xiàn)場首次校驗不合格

經(jīng)現(xiàn)場試驗和分析，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因為部分合并單元配置系數(shù)設(shè)置不合理。和傳統(tǒng)互感器相比，電子式互感器不僅包括互感器一次設(shè)備本體，還包括對應(yīng)的合并單元。當(dāng)測量精度不合格時，可通過調(diào)整對應(yīng)合并單元配置系數(shù)以達到 相關(guān)要求。合并單元內(nèi)對 SV 報文中的每個通道均有一個比值配置系數(shù)和相位配置系數(shù)，通過調(diào)整這兩個參數(shù)可實現(xiàn)對每個通道比差和角差的單獨調(diào)整，不影響其余通道。

目前廠家技術(shù)人員在電子式互感器出廠時會進行誤差校正并記錄對應(yīng)的配置系數(shù)，現(xiàn)場安裝完成后再按對應(yīng)關(guān)系將配置系數(shù)下載到合并單元中。廠家人員對配置系數(shù)的管理水平對現(xiàn)場校驗的進度有很大影響。瑞豐變電站現(xiàn)場測量時，某廠家 ECT 最大比值差達-27%，最大角差達 181′，嚴(yán)重影響了現(xiàn)場校驗進度。相比之下，另一廠家配置系數(shù)管理規(guī)范，所有誤差測量一次通過。建議各廠家加強出廠測試質(zhì)量和配置系數(shù)管理水平，為現(xiàn)場測試提供便利。

3.2合并單元配置系數(shù)調(diào)整方法不統(tǒng)一

如 3.1 節(jié)中所述，合并單元配置系數(shù)是影響電子式互感器的測量精度的關(guān)鍵因素之一，也是投運后設(shè)備運行維護、裝置校驗的重要關(guān)注對象。

根據(jù)現(xiàn)場工程實踐，查看和修改配置系數(shù)需要根據(jù)特定廠家、特定型號采用特定配置軟件，使用特定算法并結(jié)合現(xiàn)場測試結(jié)果方能確定配置系數(shù)的值。配置的方法復(fù)雜、規(guī)律性差、一致性差，不同廠家配置軟件之間不存在通用性，增加了現(xiàn)場調(diào)試的復(fù)雜程度和工作量，也將給未來的運維檢修帶來不便。

建議對合并單元配置系數(shù)的定義、計算方法、配置方式等做出統(tǒng)一的規(guī)定，形成統(tǒng)一的操作模式，方便工程建設(shè)和設(shè)備運檢。

3.3電子式互感器誤差規(guī)律不清晰

經(jīng)過現(xiàn)場測試，發(fā)現(xiàn)電子式互感器的誤差曲線不同于傳統(tǒng)的互感器誤差曲線，在測試量程中存在多個拐點，甚至也出現(xiàn)誤差一致單調(diào)增大的現(xiàn)象?，F(xiàn)有的電子式互感器誤差試驗數(shù)據(jù)太少，尚未對其誤差特性形成清晰的認(rèn)識，一度對瑞豐變電站現(xiàn)場校驗工作造成了較大困擾。

3.4電子式互感器軟故障頻發(fā)

瑞豐變現(xiàn)場調(diào)試階段，先后發(fā)現(xiàn)電子式互感器（含合并單元）報“母聯(lián) 2G 異常變位”“GOOSE 接收異?！薄凹壜?lián)電壓鏈路中斷”“通道采集異?！钡雀婢?，均為不定時的偶發(fā)性告警。廠家研發(fā)人員在現(xiàn)場多次升級軟件版本，歷時一個星期，才消除全部告警。

目前國家電網(wǎng)公司正在開展電子式互感器及其合并單元的入網(wǎng)檢測工作，尚無通過檢測的電子式互感器（含合并單元）產(chǎn)品公布。工程現(xiàn)場調(diào)試時，應(yīng)盡早讓電子式互感器及其合并單元上電，在后臺和網(wǎng)絡(luò)分析儀上觀察相關(guān)報文，及時發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備告警。待國網(wǎng)公司公布入網(wǎng)檢測合格產(chǎn)品目錄后，應(yīng)選用目錄中的產(chǎn)品。

4.結(jié)語

總之，電子式電流互感器校驗系統(tǒng)對于確保電力系統(tǒng)的正常運行具有重要的作用。隨著電子式電流互感器的發(fā)展，傳統(tǒng)的在線校驗系統(tǒng)難以滿足使用的要求。因此，必須要進行電子式電流互感器在線校驗關(guān)鍵技術(shù)的研究，提高在線校驗系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。

參考文獻

[1] 譚洪恩.胡浩亮.雷民.章述漢.李前.李鶴.李登云.電子式互感器現(xiàn)場校準(zhǔn)技術(shù)實驗分析[J].高電壓技術(shù)，2011（12）：291-292.

[2] 丁濤，徐二強，武宏波，等.電子式互感器現(xiàn)場誤差測試與問題分析[J].電測與儀表，2011（4）：36-39.