据了解,为保证电力系统的安全、经济运行,人们需要对电力系统及其电力设备的相关系数进行测量,以便对其进行必要的计量、监控和保护。互感器的作用便是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压或标准小电流,供给测量仪器、仪表和继电保护控制装置。
近年来,智能电网已逐步成为电力行业的发展趋势,其核心便是智能变电站。智能变电站以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,需要自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能。而要实现这种测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化、信息互动化目标,全部需要基于对电压、电流的精确测量,电子式互感器即是实现变电站运行实时信息数字化的主要设备之一,在电网动态观测、提高继电保护可靠性等方面具有重要作用,是提高电力系统运行控制整体水平的基础。
传统的互感器多为电磁式互感器,自身存在绝缘性能差、动态范围小、易发生磁饱和等缺陷,而电子式互感器可以成功解决这些问题。因此,在国家电网公司智能变电站试点阶段,电子式互感器也得到了大规模试点使用。但由于此前相关技术规范缺乏,电子式互感器在投运前未经过全面有效的测试,导致其在实际运行中暴露出故障率较高的问题。
多方面原因导致可靠性问题
据了解,截止2011年底,国家电网公司系统在运电子式互感器共约2538台,主要运行在河南、山西、辽宁、江苏等省。根据2011年国家电网公司对24个电子式互感器厂家的41台样品检测,只有4台通过全部试验,28台产品在试验中出现故障,但完成了全部试验,9台产品出现严重故障,无法完成试验,最终退出(见表1)。可见,目前,仅有少数制造商具备较为完善的生产条件、试验能力、质量管控手段,产品质量可信度较好。
第一轮检测结束后,大多数企业对照检测中发现的问题,积极改进产品设计、提升厂内实验能力,准备第二轮检测。2012年5月初开始,国家电网公司对该类产品展开了第二轮检测。截至目前,其共分两轮对24个厂家59台次独立式电子式互感器、10个厂家15台GIS用电子式互感器样机进行了性能检测。
“电子式互感器现阶段最为突出的问题就是可靠性。”中国电力科学研究院高电压研究所研发工程师汪本进表示,而可靠性问题有的来源于产品的原理和结构,如原理多样、结构迥异、关键器件可靠性差等;有的来源于标准的滞后和缺陷,如检验项目需要完善、试验能力亟待提高等;有的则来源于制造商方面,如其能力参差不齐、研发投入不足、出厂试验能力欠缺等。