多功能互感器操作系统设计与实践

【摘要】电能生产一体化体系建设中，对电压高低调动控制提出了严格要求，创建现代化电压调配模式是电力业改革重点。多功能互感器是新时期电力系统的先进装置，在原有互感器结构功能基础上实施优化改造，创建了多功能特点的新型互感器装备，减小了电网值班人员监控作业难度。本文分析了多功能互感器功能特点，从电压互感器、电流互感器等方面设计最优化操作系统，为实际电网调控提供可行性指导。

【关键词】多功能;互感器;操作系统;设计应用

互感器是现代电网工程改造的主要调控装置，其可根据区域电压高低指标要求执行调度方案，保证原始高压电符合区域用电标准，防止电压过高而引起一系列的意外事故。为了更好地利用互感器参与电网调度，必须要对电流式、电压式等互感器采取优化设计方案，按照电力产品使用标准设定操作流程，从而满足高低电压转换流程的操控要求。因此，多功能互感器也要在相对稳定的操作系统下运行，以维持电力系统作业模式的安全可靠性。

一、多功能互感器特点

互感器又称为仪用变压器，能将高电压变成低电压、大电流变成小电流，用于量测或保护系统。近年来电力科技水平不断提升，电网调度系统所配备的专用仪表更加多样化，多功能互感器是未来电力工程改造不可缺少的装置。从实际应用情况分析，多功能互感器所设定的功能类别较多，适应了大范围电网操作模式运行要求，从而促进了多功能互感器的普及应用。

1.安全性

我国电网工程进入自动化改造阶段，电网内控装置需要相对安全的环境，才能实现电能资源的最优化调度。选用多功能互感器与测量仪表和计量装置配合，可以测量一次系统的电压、电流和电能;与继电保护和自动装置配合，可以构成对电网各种故障的电气保护和自动控制。

2.稳定性

从电力系统整体结构来看，互感器工作状态具有广泛的影响力，直接影响到电力系统测量、计量的准确性和继电器保护装置动作的可靠性。多功能互感器使用保持着稳定状态，通过对电压、电流等标准的综合调控，协调了系统一次、二次设备的稳定运行，避免影响到电能资源的有序调配。

3.监控性

现代电力产业注重监控体系建设，以信息技术为中心指定监控系统，维持互感器内外装置的最优化运行。多功能互感器可对供电区实施安全监控，就是将交流电压和大电流按比例降到可以用仪表直接测量的数值，便于仪表直接测量，同时为继电保护和自动装置提供电源。

二、电压互感器操作系统设计

电压互感器是电力系统常用装置之一，采用高低电压控制方法执行运作体系，维持了区域电网调度流程的规范化，这些都适用于现代电力工程标准化运行要求。由于传统操控模式不足，电压互感器在实际转换过程中易产生干扰现象，导致电信号传输失去了应有的操控效率。设计多功能互感器操作系统需注重检查、接线、负荷等方面的安全控制，综合提升互感器装置的可利用价值。

1.检查操作

正式启动互感器之前，要对其性能状态详细检查，确保互感器结构无异常后正式运行，这样可以降低互感器工作期间的风险系数。电压互感器在投入运行前要按照规程规定的项目进行试验检查，这是操作系统设计不可缺少的环节，以实现电流指标控制的最佳状态，例如，测极性、连接组别、摇绝缘、核相序等检查。

2.接线操作

电压互感器的接线应保证其正确性，一次绕组和被测电路并联，二次绕组应和所接的测量仪表、继电保护装置或自动装置的电压线圈并联。电工人员在接线操作中要顾及调控要求，选择最优方式完成电流互感器线路的调控标准。此外，要注意极性的正确性，使线路负荷电压互感器动作执行的标准需求。

3.负荷操作

接在电压互感器二次侧负荷的容量应合适，接在电压互感器二次侧的负荷不应超过其额定容量，否则，会使互感器的误差增大，难以达到测量的正确性。信息技术条件下，可选用计算机处理器作为负荷控制平台，根据线路运行状态及操作要求，选择相对稳定的负荷调控方式，维持系统工作流程正常运转。

4.绝缘操作

为了确保人在接触测量仪表和继电器时的安全，电压互感器二次绕组必须有一点接地，这是绝缘操作系统不可少的措施。因为接地后，当一次和二次绕组间的绝缘损坏时，可以防止仪表和继电器出现高电压危及人身安全。未来电压互感器安全系数将会提升，绝缘控制系统是防范意外事故的有效措施之一，数字化绝缘器在电力系统中的应用更加广泛。

三、电流互感器操作系统设计

电流互感器是通过调节电流指标，对电力线路载荷大小实施调控，进而维持系统内部结构运行的最稳定状态。电流互感器是多功能互感器的另一大类别，同样适用于电网自动化生产与调度，以电流标准系数为准控制线路运行，从而提高了操作系统应用的灵活性。笔者认为，多功能电流互感器设计包括：

1.变比控制

电流互感器需在特定变比标准下运行，才能进一步提高电力系统的运行效率，防止线路过载运行产生的异常问题。设计操作系统需按被测电流大小，选择合适的变比，否则误差将增，容易增加线路电流量的耗损率。同时，二次侧一端必须接地，以防绝缘一旦损坏时，一次侧高压窜入二次低压侧，造成人身和设备事故。“变比”是互感器多元化控制的一个关键标准，对系统调度效率也有影响。

2.开路控制

从安全角度分析，开路对互感器内接线具有破坏性作用，且容易造成线路烧坏等问题。电流互感器操作系统中二次侧绝对不允许开路，因一旦开路，一次侧电流I1全部成为磁化电流，引起φm和E2骤增，造成铁心过度饱和磁化，发热严重乃至烧毁线圈;同时，磁路过度饱和磁化后，使误差增大。一般来说，系统要配备专用安全装置作为辅助，提高互感器的可操控性能，进而适应开路控制的多功能要求。

3.保护控制

对于保护用电流互感器的装设地点，应按尽量消除主保护装置的不保护区来设置，增加互感器装置的多功能保护方式，以最优化模式参与系统调度流程。例如：若有两组电流互感器，且位置允许时，应设在断路器两侧，使断路器处于交叉保护范围之中，这样对电流互感器运作流程具有广泛的保护作用。

4.故障控制

基于自动化技术条件下，多功能互感器故障问题不断增多，这是由于互感器结构性能与内部配置不协调所致。故障控制系统设计环节中，为了减轻发电机内部故障时的损伤，自动调节励磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧;为了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障，测量仪表的电流互感器宜装在发电机中性点侧;坚持标准化设计是提高互感器功能的关键。

四、结论

电力行业是社会现代化发展的主要科技产业，兴建电力工程可满足区域用电一体化建设要求，开辟了智能型电网调度的新模式。为了摆脱传统电力作业模式的不足，必须从电能资源调度实施有效方案，借助电能控制装置辅助系统运行。多功能互感器是调节电压、电流的核心装置，用其不仅方便了供电单位作业监控与管理，也是保障区域电网安全运行的有利条件。因此，对电压互感器、电流互感器等设计标准化操作系统，是促进电网智能化改革的重点内容。

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作者简介：贾玲（1966―），女，山西太原人，大学本科，高级工程师，研究方向：电磁计量。