電子式互感器面臨電磁兼容性考驗(yàn)

經(jīng)過多年的試用實(shí)踐，電子式互感器技術(shù)優(yōu)勢已在一些典型電站上得到驗(yàn)證。但在技術(shù)進(jìn)步效果明顯的同時(shí)，擴(kuò)展應(yīng)用也面臨新問題，最集中的表現(xiàn)是在應(yīng)對惡劣電磁環(huán)境上，其深層原因是無論國內(nèi)、國外，從標(biāo)準(zhǔn)體系、試驗(yàn)方法到設(shè)計(jì)規(guī)范，尚未完全意識(shí)到電站特殊電磁干擾的嚴(yán)重性，至今還沒有專門針對高壓電站電磁干擾方面的系統(tǒng)試驗(yàn)和理論研究，導(dǎo)致的結(jié)果是電子式互感器的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中缺少與電站實(shí)際操作等效的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)測方法。眾多制造廠家簡單地瞄準(zhǔn)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研發(fā)，即使達(dá)到最高級(jí)別，也不能完全適應(yīng)現(xiàn)場應(yīng)用條件。

有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)需要完善

電子式互感器是一種直接運(yùn)行在數(shù)十萬伏高壓導(dǎo)線上的電子設(shè)備，接受的電磁干擾強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他任何既有電子裝置，我們?nèi)狈@種特有工況的研究和試驗(yàn)，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)都未涉及與現(xiàn)場等效的開關(guān)拉弧操作和強(qiáng)電流沖擊試驗(yàn)內(nèi)容和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有的EMC試驗(yàn)主要是針對戶內(nèi)電子設(shè)備，不能代替電站電磁干擾的物理機(jī)制和烈度等級(jí)。例如：

一是對于空間輻射干擾，GB/T17626.x的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)最大為電場強(qiáng)度10伏/米，工頻磁場或脈沖磁場最大規(guī)定為1千安/米。但實(shí)際電站上敞開式隔離刀操作時(shí)，斷口拉弧在附近產(chǎn)生的電場強(qiáng)度峰值高達(dá)3千伏/米以上；緊靠導(dǎo)線安裝的高壓傳變型互感器，其電子線路將承受高達(dá)10～100千安/米量級(jí)的磁場沖擊干擾，強(qiáng)度約為GB/T17626.x試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的數(shù)百倍以上，電磁干擾烈度大大超出人們的習(xí)慣思維，必須采取超常措施，防護(hù)方法顯然是個(gè)全新的課題。

二是對于信號(hào)、電源線引入的干擾，GB/T17626.x標(biāo)準(zhǔn)中，主要涉及導(dǎo)線由空間接收的射頻電磁干擾，其試驗(yàn)強(qiáng)度遠(yuǎn)不及電站上的真實(shí)強(qiáng)度。GIS類全封閉組合電器，由VFTO（快速暫態(tài)過電壓）現(xiàn)象引起的殼體（地）電位暫態(tài)突變——它的干擾峰值強(qiáng)度約在10～30千伏，頻率約在10～30兆赫，這一高壓開關(guān)類電器特有的干擾現(xiàn)象未能包含在國標(biāo)試驗(yàn)內(nèi)容中，它是電子式互感器應(yīng)用中目前面臨的最重要的電磁兼容性課題，正是這一現(xiàn)象導(dǎo)致很多組合在一次電器上的互感器故障頻發(fā)。一般性干擾會(huì)導(dǎo)致互感器發(fā)出失真數(shù)據(jù)或通信錯(cuò)誤，引起保護(hù)設(shè)備誤判或誤動(dòng)，更嚴(yán)重的會(huì)損壞電子器件，使采集電路設(shè)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(tái)套各種類型的電子式互感器成功投運(yùn)，750、330側(cè)經(jīng)受數(shù)十次開—合操作試驗(yàn)，成功通過全面年檢。這也證明了一個(gè)事實(shí)，即只要措施得當(dāng)，即便是超高壓電站，電磁干擾可以有效防護(hù)。這一事實(shí)與該站在技術(shù)論證階段一些專家根據(jù)當(dāng)前技術(shù)現(xiàn)狀所做的預(yù)測正好相反，也與個(gè)別220千伏以下電站電磁兼容性問題頻發(fā)形成反差。其實(shí)問題就出在對電磁兼容性認(rèn)識(shí)誤區(qū)上，延安站互感器的研發(fā)者已經(jīng)意識(shí)到電磁兼容性問題的嚴(yán)重性，采用高于國標(biāo)、比現(xiàn)場更嚴(yán)酷的等效試驗(yàn)方法，進(jìn)行了長達(dá)6個(gè)月的驗(yàn)證試驗(yàn)和技術(shù)改進(jìn)，引導(dǎo)產(chǎn)品電磁兼容性技術(shù)，一步步達(dá)到了預(yù)期的防護(hù)效果。該站的成功，打破了超高壓站抗御電磁干擾技術(shù)的禁錮，反映了我國在這一技術(shù)領(lǐng)域的最新成果，具有引領(lǐng)和示范作用。

目前，在國家電網(wǎng)公司有關(guān)部門的主導(dǎo)下，電子式互感器新試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)正在討論和制定中，新標(biāo)準(zhǔn)將增加一些與現(xiàn)場等效的操作試驗(yàn)，以便更加接近電站的真實(shí)工況。這一導(dǎo)向，必然成為引領(lǐng)互感器技術(shù)科學(xué)、有序、健康發(fā)展的指路標(biāo)。在此，呼吁電力科研院所，盡快從理論和試驗(yàn)方法上建立電站操作干擾的物理模型和數(shù)學(xué)模型，做到定量描述干擾作用的機(jī)理和時(shí)空規(guī)律，研制可重復(fù)、可定量的等效實(shí)驗(yàn)裝置，為建立防護(hù)措施的針對性和有效性提供理論指導(dǎo)，避免帶有偶然性的“試用性”試驗(yàn)。另外，希望新標(biāo)準(zhǔn)寬、嚴(yán)適度，著重收緊安全性穩(wěn)定性指標(biāo)，放寬其他相關(guān)度不大的技術(shù)性指標(biāo)，以利于各種門類的現(xiàn)代科技成果融入互感器產(chǎn)品，保持我國電子式互感器技術(shù)創(chuàng)新的良好勢頭。