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[導讀]經(jīng)過多年的試用實踐,電子式互感器技術優(yōu)勢已在一些典型電站上得到驗證。但在技術進步效果明顯的同時,擴展應用也面臨新問題,最集中的表現(xiàn)是在應對惡劣電磁環(huán)境上,其深層原因是無論國內、國外,從標準體系、試驗方

經(jīng)過多年的試用實踐,電子式互感器技術優(yōu)勢已在一些典型電站上得到驗證。但在技術進步效果明顯的同時,擴展應用也面臨新問題,最集中的表現(xiàn)是在應對惡劣電磁環(huán)境上,其深層原因是無論國內、國外,從標準體系、試驗方法到設計規(guī)范,尚未完全意識到電站特殊電磁干擾的嚴重性,至今還沒有專門針對高壓電站電磁干擾方面的系統(tǒng)試驗和理論研究,導致的結果是電子式互感器的工業(yè)標準中缺少與電站實際操作等效的試驗標準和評測方法。眾多制造廠家簡單地瞄準現(xiàn)行標準進行研發(fā),即使達到最高級別,也不能完全適應現(xiàn)場應用條件。

有關標準需要完善

電子式互感器是一種直接運行在數(shù)十萬伏高壓導線上的電子設備,接受的電磁干擾強度遠遠超過其他任何既有電子裝置,我們缺乏對這種特有工況的研究和試驗,工業(yè)標準中,至今沒有針對性條款。例如針對電子式互感器的IEC、GB/T標準都未涉及與現(xiàn)場等效的開關拉弧操作和強電流沖擊試驗內容和評判標準,現(xiàn)有的EMC試驗主要是針對戶內電子設備,不能代替電站電磁干擾的物理機制和烈度等級。例如:

一是對于空間輻射干擾,GB/T17626.x的試驗標準最大為電場強度10伏/米,工頻磁場或脈沖磁場最大規(guī)定為1千安/米。但實際電站上敞開式隔離刀操作時,斷口拉弧在附近產(chǎn)生的電場強度峰值高達3千伏/米以上;緊靠導線安裝的高壓傳變型互感器,其電子線路將承受高達10~100千安/米量級的磁場沖擊干擾,強度約為GB/T17626.x試驗標準規(guī)定值的數(shù)百倍以上,電磁干擾烈度大大超出人們的習慣思維,必須采取超常措施,防護方法顯然是個全新的課題。

二是對于信號、電源線引入的干擾,GB/T17626.x標準中,主要涉及導線由空間接收的射頻電磁干擾,其試驗強度遠不及電站上的真實強度。GIS類全封閉組合電器,由VFTO(快速暫態(tài)過電壓)現(xiàn)象引起的殼體(地)電位暫態(tài)突變——它的干擾峰值強度約在10~30千伏,頻率約在10~30兆赫,這一高壓開關類電器特有的干擾現(xiàn)象未能包含在國標試驗內容中,它是電子式互感器應用中目前面臨的最重要的電磁兼容性課題,正是這一現(xiàn)象導致很多組合在一次電器上的互感器故障頻發(fā)。一般性干擾會導致互感器發(fā)出失真數(shù)據(jù)或通信錯誤,引起保護設備誤判或誤動,更嚴重的會損壞電子器件,使采集電路設備永久失效。

成功案例可以借鑒

2011年,延安750千伏智能變電站上200多臺套各種類型的電子式互感器成功投運,750、330側經(jīng)受數(shù)十次開—合操作試驗,成功通過全面年檢。這也證明了一個事實,即只要措施得當,即便是超高壓電站,電磁干擾可以有效防護。這一事實與該站在技術論證階段一些專家根據(jù)當前技術現(xiàn)狀所做的預測正好相反,也與個別220千伏以下電站電磁兼容性問題頻發(fā)形成反差。其實問題就出在對電磁兼容性認識誤區(qū)上,延安站互感器的研發(fā)者已經(jīng)意識到電磁兼容性問題的嚴重性,采用高于國標、比現(xiàn)場更嚴酷的等效試驗方法,進行了長達6個月的驗證試驗和技術改進,引導產(chǎn)品電磁兼容性技術,一步步達到了預期的防護效果。該站的成功,打破了超高壓站抗御電磁干擾技術的禁錮,反映了我國在這一技術領域的最新成果,具有引領和示范作用。

目前,在國家電網(wǎng)公司有關部門的主導下,電子式互感器新試驗標準正在討論和制定中,新標準將增加一些與現(xiàn)場等效的操作試驗,以便更加接近電站的真實工況。這一導向,必然成為引領互感器技術科學、有序、健康發(fā)展的指路標。在此,呼吁電力科研院所,盡快從理論和試驗方法上建立電站操作干擾的物理模型和數(shù)學模型,做到定量描述干擾作用的機理和時空規(guī)律,研制可重復、可定量的等效實驗裝置,為建立防護措施的針對性和有效性提供理論指導,避免帶有偶然性的“試用性”試驗。另外,希望新標準寬、嚴適度,著重收緊安全性穩(wěn)定性指標,放寬其他相關度不大的技術性指標,以利于各種門類的現(xiàn)代科技成果融入互感器產(chǎn)品,保持我國電子式互感器技術創(chuàng)新的良好勢頭。

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