電子式互感器面臨電磁兼容性考驗
2012-05-31 08:12:45 本站原創經過多年的試用實踐，電子式互感器技術優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，最集中的表現是在應對惡劣電磁環境上，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試驗和理論研究，導致的結果是電子式互感器的工業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行標準進行研發，即使達到最高級別，也不能完全適應現場應用條件。
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試驗標準規定值的數百倍以上，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（快速暫態過電壓）現象引起的殼體（地）電位暫態突變——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，正是這一現象導致很多組合在一次電器上的互感器故障頻發。一般性干擾會導致互感器發出失真數據或通信錯誤，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側經受數十次開—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當前技術現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形成反差。其實問題就出在對電磁兼容性認識誤區上，延安站互感器的研發者已經意識到電磁兼容性問題的嚴重性，采用高于國標、比現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學模型，做到定量描述干擾作用的機理和時空規律，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代科技成果融入互感器產品，保持我國電子式互感器技術創新的良好勢頭。
