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电子式互感器在线检测系统设计摘要：电子式互感器主要应用在智能变电站当中，其内部并没有铁心，这样的设计既能消除磁饱和及铁磁谐振现象，同时还能够使得频率响应范围变宽，测量精度提高。
本文对于电子式互感器的在线检测功能进行系统的研究，同时运用了虚拟技术以构建电子式互感器在线检测系统。
关键词：电子式互感器；在线监测；虚拟仪器中图分类号：c93 文献标识码：a电力系统运行过程中需要大量的互感器进行实时数据的计量以及对众多继电保护设备进行实时监控。
随着我国工业化水平的不断提高，生产所需的电压等级也在逐步增加，以往电力系统所使用的电磁式互感器已经越发的不能满足电力系统可靠安全运行的需求。
现如今，变电站内已经广泛使用了智能电子设备，电子式互感器有取代传统电磁互感器的趋势。
特别是当前数字电子技术以及光通信技术的发展，使得电子式互感器技术的发展更加迅速。
bct-2型零磁通穿心小电流传感器主要应用于高压电气设备的绝缘，以及对这些设备进行实时在线监测。
在设计上，我们使用的铁芯是一种起始导磁率高，损耗小的坡莫合金，并按照深度负反馈原理以及相关屏蔽理论对其进行相应的处理，以保证铁芯在工作过程中能够全自动补偿，长时间处于理想零磁通状态。
该传感器能够准确检测100μa～700ma的工频电流，输出电压为0～10v（交流峰值），比差为±0.01%，角差不大于0.01′，工作电源为±12v或±15v。
因为bct-2具有非常好的温度特性以及强大的电磁场干扰能力，能够满足系统设计所需要的采样精度。
所以本设计电流互感器选用bct-2型零磁通穿心小电流传感器。
稳定的电源模块是系统稳定工作的前提和必不可少的条件。
所以，对电源模块要特别重视。
lm317为三端可调的稳压器。
在单相交流电进过整形滤波后，用lm317可以得到1.25～30v可调的电压，最大工作电流为1.5a。
检测数据的显示通过lcd1602液晶显示器来完成。
石嘴山220kV智能变电站一次设备在线监测新技术应用一、概括智能化变电站是由智能化高压一次设备和网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。
一次设备的在线监测在智能化变电站中，可以有效地获取电网运行状态数据、各种智能电子装置IED的故障和动作信息及信号回路状态。
智能化变电站中将几乎不再存在未被监视的功能单元，在设备状态特征量的采集上没有盲区。
通过对设备进行广泛的在线监测与评估，设备检修策略可以从常规变电站设备的“定期检修”变成“状态检修”，使得设备检修更加科学可行，既能保证电气设备的安全可靠运行，又可获得最大的经济效益和社会效益。
石嘴山220kV智能变电站涉及主变油色谱在线监测（含微水）、主变油温监测、主变铁芯接地监测、主变套管监测、主变油箱气体压力监测；220kV GIS设备SF6气体微水、压力（气体密度）监测、断路器状态监测；110kV GIS设备SF6气体微水、压力（气体密度）监测、断路器状态监测；全站避雷器状态监测。
图1 石嘴山220kV智能变电站设备在线状态监测一次接线图二、智能高压设备的组成及原理图2 智能高压开关设备的原理模型一次设备智能化是指使电力系统一次设备具有准确的感知功能，正确的思维判断功能，有效的执行功能以及能与其他设备交换信息的双向通讯功能，能自动适应电网、环境及控制要求的变化，始终处于最佳运行工况的方法以及由此形成的装置设备。
智能高压设备由高压设备和智能组件组成。
高压设备与智能组件之间通过状态感知元件（传感器或其一部分）和指令执行元件（控制单元或其一部分）组成一个有机整体。
三者之间可类比为“身体”、“大脑”和“神经”的关系，即高压设备本体是“身体”，智能组件是“大脑”，状态感知元件和指令执行元件是“神经”。
三者合为一体就是智能设备，或称高压设备智能化。
智能设备是智能电网的基本元件。
三、石嘴山220kV智能化变电站在线监测设备的构成图3 石嘴山220kV智能变电站设备在线状态监测构成图1、电子式互感器：（1）与常规互感器相比，电子式互感器具有绝缘简单、体积小、重量轻的特点，CT无磁饱和，允许开路，PT无谐振现象，数字量输出等特点。
ZL_DLYH0101.0510PCS-9250系列电子式电流电压互感器技术和使用说明书说明：此页为封面，印刷时必须与公司标准图标合成，确保资料名称、资料编号及其相对位置与本封面一致南瑞继保电气有限公司版权所有本说明书和产品今后可能会有小的改动，请注意核对实际产品与说明书的版本是否相符。
更多产品信息，请访问互联网：目录1概述 (1)1.1应用范围 (1)1.2型号和名称 (1)1.3引用标准 (2)1.4使用环境条件 (2)1.5主要技术参数 (2)2结构及工作原理 (4)2.1总体结构 (4)2.2电流传感器 (4)2.3电压传感器 (5)2.4数字变换器 (5)3外型尺寸及装配结构 (6)4与二次设备的接口 (8)5运输、安装及调试 (8)6维护 (9)PCS-9250系列电子式电流电压互感器技术和使用说明书1概述常规仪用互感器绝缘要求高，尺寸大，重量重，价格高；动态范围小，电流互感器有饱和现象；易产生铁磁谐振。
电子式互感器是仪用互感器的发展方向。
和常规仪用互感器相比，电子式互感器绝缘结构简单，体积小、重量轻、造价低；不含铁心，无磁饱和、铁磁谐振等问题；抗电磁干扰性能好；动态范围大，频率响应宽。
依据国家电网公司科学技术项目SP11-2001-01-13-01《电子式电压电流互感器的研制》、国家经贸委技术创新项目01BK-042《数字式电压电流互感器研制》，南京南瑞继保电气有限公司联合西安西开高压电气股份有限公司共同完成了《PCS-9250系列/363kV GIS用组合型电子式电流电压互感器》项目。
1.1应用范围PCS-9250系列电子式电流电压互感器与220kV六氟化硫气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）配套，是GIS的组成元件之一。
在额定电压为220kV、频率为50Hz的电力系统中，作为测量电流、电压，为数字化计量、测控及继电保护装置提供电流、电压信息的设备使用。
可用于户内及户外环境下。
目前，GIS中普遍采用铁芯式电流电压互感器，此类互感器存在动态范围小，在故障电流下易饱和，体积大，笨重，输出信号不能直接与数字化二次设备接口等缺点。
A.先投入电容器组，后升高主变压器分接头。
B.先升高主变压器分接头，后投入电容器组。
C.先退出电容器组，后升高主变压器分接头。
D.先投入电容器组，后降低主变压器分接头。
7.智能化变电站的特征可理解为以下几个方面（）A一次设备的智能化B二次设备的网络化C变电站通信网络和系统实现标准统一化D一次设备和二次设备数字化8.智能变电站包括自动化站级（）等。
A监视控制系统B站域控制C通信系统D对时系统9.有源电子式互感器利用电磁感应等原理感应被测信号，以下（）属于有源电子式互感器。
A采用罗氏线圈的电流互感器B采用电阻、电容或电感分压电压互感器C磁光玻璃型电流互感器D普克儿效应型电压互感器10.智能变压器在线监测包括本体监测和辅助设备监测两部分，监测单元具有自我监测和诊断能力。
属于其本体监测项目主要有（）.A温度及负荷监测B油中溶解气体及微水监测C铁芯接地电流监测D局部放电监测和套管绝缘监测二、判断题（判断下列描述是否正确。
对的在括号内打错的在括号内打“x”・每题2分，共计20分）。
1.站控层具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能。
（）2.电压无功自动综合控制；低频减我；备用电源自投；小电流接地选线；故障录波和测距：事件顺序记录SOE等属于安全自动控制子系统。
（）3.开关量输入/输出系统由微机若干个串行接口、光耦合器及有触点的中间继电器等组成，主要用于各种保护的出口跳闸、信号报警、外部触点输入及人机对话、通信等功能。
（）4.数据采集系统是将输入保护装置的连续的模拟信号转换为可以被微机保护装置识别处理的离散的数字信号。
（）《变电站综合自动化与智能变电站技术》模拟试卷A答案一、选择题（下列每题所提供的答案中，将一个或多个正确答案填在括号内每题2分，共计20分）。
1.变电站综合自动化的研究内容包括（）oA电气量的采集和电气设备的状态监视、控制和调节。
B实现变电站正常运行的监视和操作，保证变电站的正常运行和安全。
C发生事故时，由继电保护和故障录波等完成瞬态电气量的采集、监视和控制，并迅速切除故障和完成事故后的恢复正常操作。
电子式电流互感器数据采集研究王康1江秦z(1．福建省机械工业材料测试中心站，福建福州350005；2．福州晋程电器有限公司，福建福州350005)喃要]数据采集系统是H O C T的基础，其性能的改善有助于互感器整体性能的提高。
文章设计的H O C T数据采集系统采用16住微功耗高速A／D芯片A D S8325作为A／D转换器；采用零功耗、低成本、高性能的M A X I I系列的EPM240Z芯片作采样控制器并实现C R C 枝验．[关键词】电子式电流互感器；数据采集；设计1电子式电流互感器的特点电流互感器是电力系统中供测量和保护用的重要设备，将高压中的电流或低压系统中的大电流，变成低压的标准小电流(5A或1A)。
用以给测量仪表和继电器供电，其构造与普通变压器相似，主要由铁心、一次绕组和二次绕组等组J戴、电子式互感器具有如下特点：1)优良的绝缘性能，造价低。
2】不含铁心，消除了磁饱和、铁磁谐振等问题。
3)抗电磁干扰性能好，低压边无开路高压的危险。
4)频率响应范围宽。
5)没有因充油而产生的易燃、易爆炸等危险。
国际电工委员会电子式互感器标准对电子式互感器定义了一个实现数宇输出的物理单元——合并单元，合并单元主要有两个方向的接口：与～D转换电路的接口和与保护、测量设备的接口。
它的主要功能是同步采集多路EC T和EV T(电子式电压互感器)出的数宇信号。
并按照标准规定的格式发送给保护和测量设备。
电子式互感器的数字接口实际上就是合并单元的数字接口。
2敛据采集单元的设计本文设计的数据采集系统采用16位微功耗高速A D S8325作为A／D转换器，采用零功耗、低成本、高性能的EPM240Z芯片作控制器件，设计了混合式光电电流互感器的数据采集系统。
H O C T数据采集系统的主要包括传感器，调理电路，数字变换单元(图1所示)等。
其中，数字变换单元是把由调理电路输出的符合卢，D采样电压范围的模拟信号按～D变换时序转换为数字信号并得到带有C RC校验位的数字输出。
有源电子式电流互感器在线监测技术研究
发表时间：2019-03-27T15:57:51.243Z 来源：《电力设备》2018年第30期作者：胡玉松
[导读] 摘要：为进一步研究有源电子式电流互感器的功能激光器是否即将失效或者已经失效，对一种非接触式在线监测技术进行了深入研究，根据非接触测量功能激光器所处合并单元的电源电流，并联合目前以此电流值视为判定依据，通过Bayesian方法对供能激光器工作状态进行判别。
（云南电网有限责任公司昆明供电局云南昆明 650000）
摘要：为进一步研究有源电子式电流互感器的功能激光器是否即将失效或者已经失效，对一种非接触式在线监测技术进行了深入研究，根据非接触测量功能激光器所处合并单元的电源电流，并联合目前以此电流值视为判定依据，通过Bayesian方法对供能激光器工作状态进行判别。
以此对变电站中在线监测系统长时间运行状况进行测试，并分析功能及运行数据。
监测结果如下：3台电子式互感器中，第一台供能激光器逐步恶化，相比于初始电流，工作电流提高1.2倍，判定结果提示失效；第二台供能激光器正常；第三台供能激光器于开始监测后第87天出现拒启动故障，符合实际状况。
结果提示，处于复杂环境中的监测系统可以对激光器工作状态进行准确辨别，及早发现已经失效的激光器，对未失效的激光器寿命进行评估。
关键词：监测技术；失效；供能激光器；有源电子式电流互感器
“坚强智能电网”理念中相对重要一项内容即为在线监测和状态维修关键设备。
根据统一坚强智能电网建设需求，进一步对状态在线监测技术在关键设备中的应用进行研究，目的是确保电力主设备运动安全，并为其建立一条安全预防线路[1]。
智能变电站中的在线监测系统包括氧化锌避雷器、气体绝缘开关设备及主变压器等，关于电子式互感器的在线监测研究相对较少，主要针对有源电子式电流互感器在线监测技术进行研究。
一、非接触在线监测技术原理
（一）高压侧供能原理及其故障
一般情况下，复合供能系统是有源电子式电流互感器高压侧重要组成成分之一，其包括大功率激光器、取能TA，具体如下图1：
图1 有源电子式互感器结构古河供能系统
由上述图1分析可知，空心线圈主要用于保护传感电源，一般情况下，低功率电流互感器主要针对传感器单元进行检测，取能TA即供能激光器分别处于高压侧母线位置与低压侧合并单元。
如果一次电流过高，那么取能TA则源于采集器电能，基于此该环境，激光器工作停止；如果一次电流位于死区电流，则需要替换激光供能，以此达到无缝连接的目的。
通常情况下，高压侧供电故障包括供能激光器失效与供能方式切换控制障碍两种，前者，供能激光器无效，正常功能系统转变为激光供能系统后，准确供电受限，该故障占比较高；后者，供能方式切换故障，致使拒切换或者误切换的发生。
拒切换故障指的是因激光器无效后造成死区部位电子式互感器工作停止；虽然误切换后果较小，但是其造成供能激光器工作时间增加，缩短了使用年限，通过在线监测技术能够将故障及早展现出来[2]。
（二）利用激光器工作对基本原理及难点进行判别
根据图1可知，合并单元是有源电子式互感器供能激光工作主要区域，在供能激光器工作期间，相比于激光器未工作时，合并单元内的电源电流更高。
对供电激光器所处合并单元内的电源电流进行检测，能够对供能激光器所处工作状态进行间接诊断。
实验室中，将合并单元视为测试对象，与此同时，增加激光供能系统控制按钮，并将纹波系数<1%的直流电源视为合并单元工作电源。
通过电流表密切监测工作电流，时间大约是10分钟，在此过程中，不断关闭、启动供能及激光器，对电流进行检测，具体数据如下图2：
图2 合并单元电源电流数据
虽然进行了各项操作，但是如果在现场只根据合并单元电源电流测量数据对供能激光器工作进行判断，则会增加判断难度。
首先，由于采用非接触式测量方法，造成准确度、灵敏度比于直接测量差异较大；其次，电子电阻在合并单元内的工作状态变化明显，相比于实验室稳定环境，现场运行过程中，具有较高的功能损耗随机性；最后，现场环境复杂、繁琐，尤其是位于户外的合并单元，极易受电源电流的影响。
所以，如果只通过现场对合并单元电源电流进行检测，则增加了功能激光器功能状态判定难度。
（三）信号状态判别与处理方法
为了进一步将相关问题等解决，首先，则需要合理检测消音处理，并对其电源电流信号进行检测，根据目前一次电流值，通过Bayesian方法对激光器工作状态进行判断。
通过收集并分析位于合并单元内电源电流信号可知，噪声主要包括两种，即白噪声和较大的工频。
而常用噪音消除方法包括小波变换法、自相关法和平均值滤波法等，其中，平均值滤波法具有操作简单、算法容易等特点[3]，实现难度较小，但是噪音消除效果不佳；小波变化发消除噪音效果明显，但是操作难度较大；自相关噪音消除效果较好，但是实现难度较高。
二、运行测试与分析
通过分析上述理论，已经达到有源电子式电流互感器供能激光器在线监测系统，并于变电站中进行长时间运行测试。
（一）实现在线监测系统
有源电子式电流互感器供能激光器包括三部分，也就是数据处理分析、合并单元电源电流测量及一次侧电流获取。
具体见图3：
图4 第一台合并单元监测数据
以变电站具体状况为依据，将合并单元供电电源电压设置为直流220V。
开启供能激光器合并单元电流为40mA，将关闭电流设置为40mA，一般情况下，利用开启式霍尔电流传感器有效测试合并单元电源电流，带电安装，在此过程中，并未进一步影响合并单元正常应用。
根据合并单元获取一次电流值。
根据数据处理平台分析数据，并准确判定供能激光器工作状态及使用时间。
（二）测试在线监测系统运行状况
将监测系统分别安装于变电站内部3条不同线路上的有缘电子式电流互感器中，分别在不同间隔内部安装3台合并单元。
获得90d原始数据如下图4-6：
图6 第3台合并单元监测数据
由图4-图6可知，由于本次实验涉及以试验站为主，因此，大部分应用时间无负载，而且多为供电激光器，前两台为正常运行的供能激光器。
最后一台于一段时间后产生启动问题。
（三）评估供能激光器寿命
对有源电子式电流互感器电力互感器供能激光器进行在线监测，能够将已经失效的供能激光器反应出来，对并未失效的激光器寿命进行准确评估，通过大量数据构建功能激光器可靠性模型。
结束语：
由于有源电子式电流互感器稳定性不足，再加之可靠性欠缺，致使其无法有效替换传统互感器，在线监测系统不仅能够对监测设备的运行状态进行实时监测，及早发现运行问题，同时也能够长时间提供设备运行数据。
通过对有源电子式电流互感器结构进行深入研究，并联合功能系统特点，获得功能激光器非接触式在线监测技术。
通过对合并单元内部电源电流进行检测，并联合一次电流与Bayesian方法对一次电流进行准确判别。
以激光器工作电流为依据，对使用时间进行评估。
经实验显示，在线监测系统能够对激光器是否有效进行检测。
经实验获得大量数据后，可为激光器模型建立提供数据，以便解决其他问题。
参考文献：
[1] 王铁钢，辛守乔. 电子式电流互感器的技术研究进展[J]. 电工电气，2017（2）：7-12.
[2] 马元，徐蕾. 电子式电流互感器输出畸变原因及其处理技术研究[J]. 无线互联科技，2017（16）：67-68.
[3] 张杰，叶国雄，刘翔，等. 保护用电子式电流互感器暂态特性试验关键技术及装置研制[J]. 高电压技术，2017（12）：3884-3891.。
