数字化变电站互感器与合并单元

互感器与合并单元1内容提要常规互感器与非常规互感器的比较非常规互感器对二次系统的影响电子式互感器与光学互感器的比较合并单元数据格式合并单元同步互感器的接入合并单元配置原则2常规互感器与非常规互感器的比较非常规互感器有电子式和光电式两种。3常规互感器与非常规互感器的比较绝缘性能优良，造价低。电磁式互感器一次侧与二次侧之间通过铁心耦合，绝缘结构复杂，其造价随电压等级的升高呈指数关系上升。在光电式互感器中，高压侧信息通过光纤传输到低压侧，其绝缘结构简单，造价一般随电压等级的升高呈线性增加。消除了磁饱和、铁磁谐振等问题。光电式互感器无铁心，消除了磁饱和及磁谐振现象，互感器运行暂态响应好、稳定性好。4常规互感器与非常规互感器的比较暂态响应范围大。电磁式互感器因存在磁饱和问题，难以实现大范围测量。光纤互感器有很宽的动态范围，一个测量通道额定电流可达到几十安培至几千安培，过电流范围可达几万安培，可同时满足测量和继电保护的需要。没有易燃、易爆炸等危险，无需检压检漏

。非常规互感器一般无需油或SF6绝缘，避免了漏油、漏气、爆炸等问题。5常规互感器与非常规互感器的比较二次侧无开路、短路危险。电磁式互感器二次回路存在开路和短路危险，非常规互感器的高压侧与低压侧之间一般只存在光纤联系，可保证高压回路与低压回路在电气上完全隔离。频率响应范围宽。非常规互感器实际能测量的频率范围主要取决于互感器的电子电路部分，其极限频带在几MHz以上，能很好地满足电力系统故障录波的要求。6常规互感器与非常规互感器的比较由于信息载体是光，用光纤传输信号，因此具有光学敏感和光纤传输的优点，例如耐腐蚀、耐老化等。适应了电力计量与保护数字化、微机化和自动化发展的潮流。光纤互感器一般以弱功率数字量输出，非常适合微机保护装置的需要。这将最佳地适应日趋广泛采用地微机保护、电力计量数字化及自动化发展的潮流。8非常规互感器对二次系统的影响非常规互感器对CT的饱和、涌流会造成一定的影响，但保护逻辑的改动不会很大。可以将非常规互感器理解为性能优异的TP级互感器，和常规互感器混用时带来的问题，类似于TP级互感器和P级互感器混用带来的问题。(T暂态）9非常规互感器对二次系统的影响对于非常规互感器，其电压切换和电压并列一般由合并单元完成。电压切换：10非常规互感器对二次系统的影响电压并列：11电子式互感器与光学互感器的比较电子式互感器（ECT）一般为罗氏线圈原理和零磁通原理。罗氏线圈适用范围大，但精度一般到0.5S级12电子式互感器与光学互感器的比较罗氏线圈互感器14电子式互感器与光学互感器的比较零磁通原理互感器与传统互感器类似，但导磁材料不同，精度较高。例如纳米晶低功率（LPCT）传感器精度可达0.1/0.2S级。15电子式互感器与光学互感器的比较低功率互感器16电子式互感器与光学互感器的比较17合并单元数据格式互感器的数据输出一般为光纤串口，且路数较多，以变压器保护为例，一般需要30-40路模拟量，如果互感器直接接入装置，装置需要很多输入接口。互感器数据最终需要汇集后送到装置的CPU，合并单元将多路互感器数据汇集后输出供装置使用。合并单元的数据输出的物理接口可以是光纤串口，也可以是光纤以太网。合并单元可以内置罗氏线圈所需的激光电源。20合并单元数据格式合并单元输出的数据格式有：IEC60044-7/8IEC61850-9-1IEC61850-9-2IEC61850-9-2LE21合并单元数据格式IEC60044-7/8为串口数据格式，其帧格式固定，为点对点传输。IEC61850-9-1为以太网数据格式，其帧格式固定，为点对点传输。IEC61850-9-2为以太网数据格式，其帧格式可变，为点对多传输。IEC61850-9-2LE为IEC61850-9-2的一个特例，其帧格式固定，为点对多传输。22合并单元同步合并单元同步采样部分标准要求的同步精度有±1µs，±4µs，±25µs。目前的数字化变电站均为试点工程，枢纽站尚未开展数字化的尝试，同步的精度均按保护装置的需求设计，暂时不满足PMU要求。25合并单元数据格式互感器到合并单元的接口一般为光纤串口，其通信协议在IEC61850中未作规定，属于各厂家私有协议。一般合并单元均由互感器厂家供货。对于其他厂家的互感器和四方公司的合并单元配合时，一般需要作联调试验验证通信归约。26互感器的接入对于新建的数字化变电站，由于其互感器采样了非常规互感器，可以使用普通合并单元直接接入，保护装置的接口全部为数字接口。对于改造工程，存在部分互感器为传统互感器的情况，此时使用可以接入模拟量的合并单元将其接入，保护装置的接口仍然全部为数字接口。27合并单元配置原则合并单元的配置原则取决于输出数据包括的内容。以IEC6185