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电子式互感器面临电磁兼容性考验

亮报?? 2012年05月31日 ?? 收藏0
经过多年的试用实践,电子式互感器技术优势已在一些典型电站上得到验证。但在技术进步效果明显的同时,扩展应用也面临新问题,最集中的表现是在应对恶劣电磁环境上,其深层原因是无论国内、国外,从标准体系、试验方法到设计规范,尚未完全意识到电站特殊电磁干扰的严重性,至今还没有专门针对高压电站电磁干扰方面的系统试验和理论研究,导致的结果是电子式互感器的工业标准中缺少与电站实际操作等效的试验标准和评测方法。众多制造厂家简单地瞄准现行标准进行研发,即使达到最高级别,也不能完全适应现场应用条件。

有关标准需要完善

电子式互感器是一种直接运行在数十万伏高压导线上的电子设备,接受的电磁干扰强度远远超过其他任何既有电子装置,我们缺乏对这种特有工况的研究和试验,工业标准中,至今没有针对性条款。例如针对电子式互感器的IEC、GB/T标准都未涉及与现场等效的开关拉弧操作和强电流冲击试验内容和评判标准,现有的EMC试验主要是针对户内电子设备,不能代替电站电磁干扰的物理机制和烈度等级。例如:

一是对于空间辐射干扰,GB/T17626.x的试验标准最大为电场强度10伏/米,工频磁场或脉冲磁场最大规定为1千安/米。但实际电站上敞开式隔离刀操作时,断口拉弧在附近产生的电场强度峰值高达3千伏/米以上;紧靠导线安装的高压传变型互感器,其电子线路将承受高达10~100千安/米量级的磁场冲击干扰,强度约为GB/T17626.x试验标准规定值的数百倍以上,电磁干扰烈度大大超出人们的习惯思维,必须采取超常措施,防护方法显然是个全新的课题。

二是对于信号、电源线引入的干扰,GB/T17626.x标准中,主要涉及导线由空间接收的射频电磁干扰,其试验强度远不及电站上的真实强度。GIS类全封闭组合电器,由VFTO(快速暂态过电压)现象引起的壳体(地)电位暂态突变——它的干扰峰值强度约在10~30千伏,频率约在10~30兆赫,这一高压开关类电器特有的干扰现象未能包含在国标试验内容中,它是电子式互感器应用中目前面临的最重要的电磁兼容性课题,正是这一现象导致很多组合在一次电器上的互感器故障频发。一般性干扰会导致互感器发出失真数据或通信错误,引起保护设备误判或误动,更严重的会损坏电子器件,使采集电路设备永久失效。

成功案例可以借鉴

2011年,延安750千伏智能变电站上200多台套各种类型的电子式互感器成功投运,750、330侧经受数十次开—合操作试验,成功通过全面年检。这也证明了一个事实,即只要措施得当,即便是超高压电站,电磁干扰可以有效防护。这一事实与该站在技术论证阶段一些专家根据当前技术现状所做的预测正好相反,也与个别220千伏以下电站电磁兼容性问题频发形成反差。其实问题就出在对电磁兼容性认识误区上,延安站互感器的研发者已经意识到电磁兼容性问题的严重性,采用高于国标、比现场更严酷的等效试验方法,进行了长达6个月的验证试验和技术改进,引导产品电磁兼容性技术,一步步达到了预期的防护效果。该站的成功,打破了超高压站抗御电磁干扰技术的禁锢,反映了我国在这一技术领域的最新成果,具有引领和示范作用。

目前,在国家电网公司有关部门的主导下,电子式互感器新试验标准正在讨论和制定中,新标准将增加一些与现场等效的操作试验,以便更加接近电站的真实工况。这一导向,必然成为引领互感器技术科学、有序、健康发展的指路标。在此,呼吁电力科研院所,尽快从理论和试验方法上建立电站操作干扰的物理模型和数学模型,做到定量描述干扰作用的机理和时空规律,研制可重复、可定量的等效实验装置,为建立防护措施的针对性和有效性提供理论指导,避免带有偶然性的“试用性”试验。另外,希望新标准宽、严适度,着重收紧安全性稳定性指标,放宽其他相关度不大的技术性指标,以利于各种门类的现代科技成果融入互感器产品,保持我国电子式互感器技术创新的良好势头。

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