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1 成果簡介新型的數(shù)字式互感器（光電互感器、智能互感器、電子互感器）與傳統(tǒng)的電磁互感器有著本質(zhì)的區(qū)別：數(shù)字互感器輸出的是數(shù)字信號，而傳統(tǒng)的電磁互感器輸出的是模擬信號。電子式電流互感器是傳統(tǒng)電磁式互感器的換代產(chǎn)品，是數(shù)字化、智能電網(wǎng)所必須的基礎(chǔ)設(shè)備。  圖 1 10/35KV ECT/EVT                     圖 2 懸掛式 220KV EVT             圖 3 柱式 110KV ECT 產(chǎn)品特點：絕緣結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕；不存在磁飽和與鐵磁諧振問題，以高速、準確、抗干擾的寬頻帶性能來測量電流、電壓；采用光纖或其它加強絕緣方式實現(xiàn)高電壓回路與二次低壓回路在電氣上的完全隔離，保護二次設(shè)備和工作人員的安全；頻率響應(yīng)范圍寬，可進行高壓電力線上的諧波、暫態(tài)電流、高頻大電流與直流電流的測量；無充油而產(chǎn)生的易燃、易爆等危險；電子式互感器低壓側(cè)的輸出為弱電信號，不存在傳統(tǒng)互感器在低壓側(cè)會產(chǎn)生的危險；既輸出模擬量，也能實現(xiàn)輸出數(shù)字化。有利于實現(xiàn)變電站數(shù)字化和智能化。技術(shù)特點：不存在二次短路；簡化二次回路，消除二次接地故障；計量更為精確；保護更加可靠。主要技術(shù)參數(shù)：電壓： 10 - 750kV電流： 10 - 10000A準確度： 0.2S（ ECT） 0.2S（ EVT）項目特點：傳統(tǒng)式互感器的替代產(chǎn)品、智能電網(wǎng)發(fā)展之必要條件；自主創(chuàng)新、技術(shù)先進且成熟和系列化；除電子式互感器外，還可研制其他各種電量、非電量傳感器。2 應(yīng)用說明電子式互感器可應(yīng)用于變電站、高壓線路開閉所、開關(guān)柜、 環(huán)網(wǎng)柜等。3 效益分析初步投資規(guī)劃見下表： 4 合作方式商談。5 所屬行業(yè)領(lǐng)域先進制造。

1 成果簡介新型的數(shù)字式互感器（光電互感器、智能互感器、電子互感器）與傳統(tǒng)的電磁互感器有著本質(zhì)的區(qū)別：數(shù)字互感器輸出的是數(shù)字信號，而傳統(tǒng)的電磁互感器輸出的是模擬信號。電子式電流互感器是傳統(tǒng)電磁式互感器的換代產(chǎn)品，是數(shù)字化、智能電網(wǎng)所必須的基礎(chǔ)設(shè)備。  圖 1 10/35KV ECT/EVT                     圖 2 懸掛式 220KV EVT             圖 3 柱式 110KV ECT 產(chǎn)品特點：絕緣結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕；不存在磁飽和與鐵磁諧振問題，以高速、準確、抗干擾的寬頻帶性能來測量電流、電壓；采用光纖或其它加強絕緣方式實現(xiàn)高電壓回路與二次低壓回路在電氣上的完全隔離，保護二次設(shè)備和工作人員的安全；頻率響應(yīng)范圍寬，可進行高壓電力線上的諧波、暫態(tài)電流、高頻大電流與直流電流的測量；無充油而產(chǎn)生的易燃、易爆等危險；電子式互感器低壓側(cè)的輸出為弱電信號，不存在傳統(tǒng)互感器在低壓側(cè)會產(chǎn)生的危險；既輸出模擬量，也能實現(xiàn)輸出數(shù)字化。有利于實現(xiàn)變電站數(shù)字化和智能化。技術(shù)特點：不存在二次短路；簡化二次回路，消除二次接地故障；計量更為精確；保護更加可靠。主要技術(shù)參數(shù)：電壓： 10 - 750kV電流： 10 - 10000A準確度： 0.2S（ ECT） 0.2S（ EVT）項目特點：傳統(tǒng)式互感器的替代產(chǎn)品、智能電網(wǎng)發(fā)展之必要條件；自主創(chuàng)新、技術(shù)先進且成熟和系列化；除電子式互感器外，還可研制其他各種電量、非電量傳感器。2 應(yīng)用說明電子式互感器可應(yīng)用于變電站、高壓線路開閉所、開關(guān)柜、 環(huán)網(wǎng)柜等。3 效益分析初步投資規(guī)劃見下表： 4 合作方式商談。5 所屬行業(yè)領(lǐng)域先進制造。

可以量產(chǎn)/n全光纖電流互感器是由光電子器件組成的光干涉儀系統(tǒng)，高低壓端之間僅有光纖相連，測量原理是基于法拉第磁光效應(yīng)，且采用了互易性結(jié)構(gòu)，抑制了共模誤差。具有一系列優(yōu)點，如：體積小、重量輕、不易受電磁干擾、測量動態(tài)范圍大、壽命長、潛在的成本低、加工簡單。這些優(yōu)點是其它電流互感器不能比擬的。隨著電力系統(tǒng)中電網(wǎng)電壓等級的不斷提高、容量不斷增加，傳統(tǒng)電磁式電流互感器逐漸暴露出了嚴重的缺陷，不能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)的要求，全光纖光纖式電流互感器必然代替?zhèn)鹘y(tǒng)電流互感器，成為電力系統(tǒng)電能計量保護控制和系統(tǒng)診斷與監(jiān)測

本產(chǎn)品采用具有良好互易性的反射型全光纖光路方案，結(jié)構(gòu)簡單，并能有效減低如振動、環(huán)境溫度等外界干擾對互感器精度和穩(wěn)定性能的影響；采用集成光學相位調(diào)制器，實現(xiàn)閉環(huán)信號處理方案，減低了光源等主要光學器件的不完善對互感器性能的影響，提高了光纖電流互感器的有效壽命、改善了互感器的檢測靈敏度，擴大了系統(tǒng)測量范圍。 光纖電流互感器可用于輸變電網(wǎng)絡(luò)的電力計量和保護，冶金和化工工業(yè)直流大電流測量等領(lǐng)域。 主要性能指標：1. 額定檢測電流： 1000--6300A；2. 小電流分辨能力：<0.5A；3. 最大檢測電流：理論上可達百萬安培；4. 工頻電流測量延遲時間：約55μs；5. 測量準確度(-40～80℃)：優(yōu)于0.5%；6. 檢測帶寬：>6kHz；指標優(yōu)于IEC60044-8行業(yè)標準0.5級電流互感器要求。

電力工業(yè)是國家經(jīng)濟建設(shè)的基礎(chǔ)工業(yè)，在國民經(jīng)濟中占有舉足輕重的地位。隨著科學技術(shù)的進步和電力工業(yè)的發(fā)展，高達數(shù)百千伏的輸電、變電站、網(wǎng)已被越來越多的引入電力系統(tǒng)。相應(yīng)地必須研究發(fā)展新型的高壓測量設(shè)備，三相光學電流互感器就是其中的重要課題。光纖傳感器由于具有其它類型的傳感器沒有的獨特性能，所以一經(jīng)問世，便引起人們的極大關(guān)注。對電流進行變換和測量的方法并不少見，

本項目為國家專利項目，專利號：ZL 00 2 61363.8.2001。電力工業(yè)是國家經(jīng)濟建設(shè)的基礎(chǔ)工業(yè)，在國民經(jīng)濟中占有舉足輕重的地位.隨著科學技術(shù)的進步和電力工業(yè)的發(fā)展，高達數(shù)百千伏的輸電、變電站、網(wǎng)已被越來越多的引入電力系統(tǒng),一次儀表和二次儀表之間的電絕緣和信息傳遞的可靠性要求可能使傳統(tǒng)的測量手段無用武之地.目前，在高電壓、大電流、強功率的電力系統(tǒng)中

本項目采用FPGA加ARM的硬件處理平臺，實現(xiàn)電網(wǎng)一次側(cè)電壓電流數(shù)據(jù)采集和多通道接收處理，并依據(jù)IEC618509-1/2標準實現(xiàn)將采樣值通過光纖傳輸系統(tǒng)發(fā)送，通過上位機接收，可用解析軟件對報文進行解析，對一次波形進行還原。

"不用互感器，導(dǎo)線直接測量交流的電流表：利用了?2的導(dǎo)線，加以放大，使其用0.06米的長度，就能獲得其量值；從而，找到了導(dǎo)線直測交流電流。 "

主要功能和應(yīng)用領(lǐng)域 在電子式互感器技術(shù)完善過程中，經(jīng)歷了基本原理研究和實用化技術(shù)研究兩個階段。在實用化技術(shù)進程中，研究、制造、試驗部門做了大量工作，相繼在寬量程高精度測量技術(shù)、耐環(huán)境能力及可靠性技術(shù)、抗干擾技術(shù)等方面取得重要進展，在此基礎(chǔ)上進入基于電子式互感器智能變電站的試點應(yīng)用階段。 2011年，四川建設(shè)了兩座220kV智能變電站。在220kV勁松變電站投產(chǎn)試驗期間，當利用220kV斷路器對空載線路充電時，先后發(fā)生了線路充電導(dǎo)致線路縱聯(lián)電流差動保護誤動作和線路充電導(dǎo)致220kV母線電流差動保護誤動作。 投線路開關(guān)導(dǎo)致基于羅氏線圈的電子式電流互感器產(chǎn)生一個附加動態(tài)分量，該附加動態(tài)分量上升時間約5ms、峰值達到約5.62A、持續(xù)時間約70ms。由附加動態(tài)分量波形特征可以看出，該分量特征不同于常見的因開關(guān)設(shè)備操作引發(fā)的輸電線路暫態(tài)電流的暫態(tài)/動態(tài)過程。初步分析，該附加分量與電網(wǎng)操作及羅氏線圈原理電子式電流互感器動態(tài)響應(yīng)行為有關(guān)。 圍繞事件展開的調(diào)查表明，此前已有同類事件在國內(nèi)其它地區(qū)發(fā)生。各廠家對此現(xiàn)象的認識和處理措施存在差異，國內(nèi)也未見有開展相關(guān)研究工作及開展相關(guān)性能測試的報道。 考慮到智能變電站的發(fā)展需求、電子式互感器在智能變電站的重要作用、以及繼電保護裝置誤動作帶來的嚴重后果，四川省電力公司決定立項，開展電子式互感器動態(tài)響應(yīng)行為研究，研究影響電子式互感器動態(tài)行為的因素和動態(tài)響應(yīng)特性測試方法，研制可完成動態(tài)性能測試的裝置，研究改善電子式互感器技術(shù)性能的方法。 項目能為產(chǎn)業(yè)解決的關(guān)鍵問題和實施后可取得的效果 提出電子式互感器附加動態(tài)分量概念，揭示了羅氏線圈電子式電流互感器出現(xiàn)附加動態(tài)分量的一個原因：解釋了羅氏線圈電子式電流互感器出現(xiàn)附加動態(tài)分量的原因。 提出了一種檢測電子式互感器動態(tài)響應(yīng)行為的方法。該方法是用小步長（200ns—1us）電磁暫態(tài)仿真模擬輸電線路電流的行波過程和羅氏線圈的暫態(tài)行為，用模擬量再現(xiàn)方法檢測采集器和合并單元的動態(tài)響應(yīng)，比較仿真一次電流與MU輸出電流的差別，確定電子式電流互感器附加動態(tài)分量的大小：提出一種檢測電子式電流互感器動態(tài)響應(yīng)行為的方法。 研制了《電子式互感器動態(tài)響應(yīng)特性測試系統(tǒng)》。利用該檢測平臺可以檢測電子式互感器的動態(tài)響應(yīng)特性和寬頻域范圍的信號傳變特性，評價電子式互感器的工頻信號傳遞特性、諧波信號傳遞特性和行波信號傳遞特性：解決了電子式電流互感器動態(tài)響應(yīng)特性測試和工頻信號、諧波信號、行波信號傳遞特性檢測手段問題。 提出利用小步長（200ns—1us）電磁暫態(tài)仿真配合《電子式互感器動態(tài)響應(yīng)特性測試系統(tǒng)》組成三相試驗系統(tǒng)，檢測電子式互感器附加動態(tài)分量對繼電保護動作行為影響的方法：提出一項新的繼電保護裝置檢測項目，防止因電子式互感器附加動態(tài)分量引起繼電保護誤動作 項目的特色、先進性及技術(shù)指標 創(chuàng)新性：提出電子式互感器附加動態(tài)分量概念，揭示了羅氏線圈電子式電流互感器出現(xiàn)附加動態(tài)分量的一個原因；提出了一種檢測電子式互感器動態(tài)響應(yīng)行為的方法。該方法是用小步長（200ns—1us）電磁暫態(tài)仿真模擬輸電線路電流的行波過程和羅氏線圈的暫態(tài)行為，用模擬量再現(xiàn)方法檢測采集器和合并單元的動態(tài)響應(yīng)，比較仿真一次電流與MU輸出電流的差別，確定電子式電流互感器附加動態(tài)分量的大小；研制了《電子式互感器動態(tài)響應(yīng)特性測試系統(tǒng)》。利用該檢測平臺可以檢測電子式互感器的動態(tài)響應(yīng)特性和寬頻域范圍的信號傳變特性，評價電子式互感器的工頻信號傳遞特性、諧波信號傳遞特性和行波信號傳遞特性；提出利用小步長（200ns—1us）電磁暫態(tài)仿真配合《電子式互感器動態(tài)響應(yīng)特性測試系統(tǒng)》組成三相試驗系統(tǒng)，檢測電子式互感器附加動態(tài)分量對繼電保護動作行為影響的方法； 關(guān)鍵技術(shù)：電子式互感器建模與小步長電磁暫態(tài)仿真技術(shù)；快速、高精度D/A轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)技術(shù)；高精度、寬頻帶、寬線性范圍模擬放大器實現(xiàn)技術(shù)； 一種利用改變實驗數(shù)據(jù)流與采集器采樣時間差，自動檢測電子式互感器附加動態(tài)分量最大值的試驗方法； 電子式互感器寬頻域傳遞特性自動試驗技術(shù)；精確到40ns的61850-9-2報文時間檢測技術(shù)。 總體性能：仿真能力：支持步長為200ns—1us的電磁暫態(tài)仿真；模擬量輸出能力：通道數(shù)：6路，三路用于模擬電子式電流互感器，三路用于模擬電子式電壓互感器； D/A轉(zhuǎn)換精度：準16位；D/A轉(zhuǎn)換速率：5M點/s；放大器帶寬：DC—400kHz；電壓（rms）輸出精度：30mV—57V范圍內(nèi)，誤差小于0.1%；測量能力：數(shù)字量通道數(shù)：百兆口，1路；千兆口，1路；模擬量通道數(shù)：1路；模擬量采樣速率：10M點/s；）模擬量（rms）信號測量精度：30mV—57V，0.1%； 試驗、分析功能：工頻信號傳輸延時測量、諧波傳變特性測量、行波傳變特性測量，電子式互感器動態(tài)響應(yīng)行為測試，動態(tài)響應(yīng)行為對繼電保護裝置影響實驗。

在電子式互感器技術(shù)完善過程中，經(jīng)歷了基本原理研究和實用化技術(shù)研究兩個階段。在實用化技術(shù)進程中，研究、制造、試驗部門做了大量工作，相繼在寬量程高精度測量技術(shù)、耐環(huán)境能力及可靠性技術(shù)、抗干擾技術(shù)等方面取得重要進展，在此基礎(chǔ)上進入基于電子式互感器智能變電站的試點應(yīng)用階段。 2011年，四川建設(shè)了兩座220kV智能變電站。在220kV勁松變電站投產(chǎn)試驗期間，當利用220kV斷路器對空載線路充電時，先后發(fā)生了線路充電導(dǎo)致線路縱聯(lián)電流差動保護誤動作和線路充電導(dǎo)致220kV母線電流差動保護誤動作。 投線路開關(guān)導(dǎo)致基于羅氏線圈的電子式電流互感器產(chǎn)生一個附加動態(tài)分量，該附加動態(tài)分量上升時間約5ms、峰值達到約5.62A、持續(xù)時間約70ms。由附加動態(tài)分量波形特征可以看出，該分量特征不同于常見的因開關(guān)設(shè)備操作引發(fā)的輸電線路暫態(tài)電流的暫態(tài)/動態(tài)過程。初步分析，該附加分量與電網(wǎng)操作及羅氏線圈原理電子式電流互感器動態(tài)響應(yīng)行為有關(guān)。 圍繞事件展開的調(diào)查表明，此前已有同類事件在國內(nèi)其它地區(qū)發(fā)生。各廠家對此現(xiàn)象的認識和處理措施存在差異，國內(nèi)也未見有開展相關(guān)研究工作及開展相關(guān)性能測試的報道。 考慮到智能變電站的發(fā)展需