電力網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)運維智能移動終端應(yīng)用

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摘要：傳統(tǒng)的電流互感器設(shè)計與選擇已經(jīng)有一套成熟的方法，但是對于鐵路電力系統(tǒng)來說卻不再適用。文章針對鐵路電路系統(tǒng)特有的容量小、負(fù)荷小的技術(shù)特色，有針對性的開展研究，明確了鐵路電力系統(tǒng)電流互感器二次側(cè)的電流大小，對比了鐵路電力系統(tǒng)電流互感器的精度范圍和短路容量，研究了鐵路電力系統(tǒng)電流互感器的額定容量，可以作為后續(xù)鐵路電力系統(tǒng)電流互感器的設(shè)計依據(jù)。

關(guān)鍵詞：鐵路電力信號；供電系統(tǒng)；電流互感器；二次側(cè)；額定容量

引言

目前對于電流互感器的選擇設(shè)計已經(jīng)有一套成熟的方法，但是對于鐵路電力系統(tǒng)來說傳統(tǒng)的方法不再適用。鐵路電力系統(tǒng)的負(fù)荷非常小，而且整個線路的負(fù)荷密度也是不到常規(guī)密度的三分之一，這就導(dǎo)致了鐵路電力系統(tǒng)的電流互感器的一次側(cè)電流基本維持在6-7A左右，這種情況下電流互感器的選擇設(shè)計必須充分考慮鐵路電力系統(tǒng)的實際情況，從而降低測量信息的誤差，充分保障鐵路運行的安全性。除了負(fù)荷密度小，鐵路電力系統(tǒng)的短路容量彈性也較大，這是由于鐵路電力系統(tǒng)不同的取電方式?jīng)Q定的，所以在選擇設(shè)計電流互感器的時候也必須充分考慮短路容量。同時伴隨著技術(shù)和工藝的發(fā)展現(xiàn)在的電子器件功能越來越強大，尺寸也越來越小，但是傳統(tǒng)的電流互感器的選擇設(shè)計都是按照傳統(tǒng)工藝技術(shù)設(shè)計的大尺寸器件，所以造成了不必要的浪費。基于以上提到的鐵路電力系統(tǒng)電流互感器選擇設(shè)計的三個問題，文章進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，可以為電流互感器的選擇設(shè)計提供依據(jù)。

1鐵路電力系統(tǒng)電流互感器二次側(cè)電流的選擇設(shè)計

對于電流互感器的常見應(yīng)用場景，中低壓配電網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中電流互感器二次側(cè)電流一般都是設(shè)定為5A，這種5A電流的設(shè)定已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，而且也被寫進(jìn)了國家標(biāo)準(zhǔn)，明確規(guī)定電流互感器二次側(cè)電流首選5A。而對于鐵路電力系統(tǒng)的電流互感器的設(shè)計選擇5A的時候會出現(xiàn)一定的技術(shù)誤差，本文選取了實際的鐵路電力系統(tǒng)作為研究研究對象，其中的核心電路圖見圖1，從圖中可以看到，該鐵路電力系統(tǒng)的電流互感器選擇的二次側(cè)電流是5A。我們通過對該電力系統(tǒng)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，實際測量數(shù)據(jù)具有一定的誤差，具體數(shù)據(jù)見表1所示。表中所列數(shù)據(jù)都是某條實際鐵路中的實際測量數(shù)據(jù)，這個鐵路電力系統(tǒng)的核心部件是30/5穿心互感器，互感器的類型選擇是0.5級的開啟式。從表1中可以清晰的看到，對于30/5類型的穿心互感器，當(dāng)一次電流是2的時候，該鐵路電力系統(tǒng)的就地讀取的數(shù)據(jù)有三個，分別是2，1.8，1.8，誤差分別是0，0.2，0.2；而相對應(yīng)的三個RTU讀取數(shù)值分別是1.54，1.46和1.57，誤差分別是0.46，0.54，0.43。當(dāng)一次電流是5的時候，該鐵路電力系統(tǒng)的就地讀取的數(shù)據(jù)有三個，分別是4.7，4.9，4.8，誤差分別是0.3，0.1，0.2；而相對應(yīng)的三個RTU讀取數(shù)值分別是4.65，4.98和4.34，誤差分別是0.35，0.02，0.66。當(dāng)一次電流是10的時候，該鐵路電力系統(tǒng)的就地讀取的數(shù)據(jù)有三個，分別是9，9.8，9.8，誤差分別是0.1，0.2，0.2；而相對應(yīng)的三個RTU讀取數(shù)值分別是8.75，8.45和8.32，誤差分別是0.25，0.55，0.68。當(dāng)一次電流是12的時候，該鐵路電力系統(tǒng)的就地讀取的數(shù)據(jù)有三個，分別是12，11.8，11.8，誤差分別是0，0.2，0.2；而相對應(yīng)的三個RTU讀取數(shù)值分別是11.54，11.46和11.57，誤差分別是0.46，0.54，0.43。當(dāng)一次電流是15的時候，該鐵路電力系統(tǒng)的就地讀取的數(shù)據(jù)有三個，分別是14.7，14.9，14.8，誤差分別是0.3，0.1，0.2；而相對應(yīng)的三個RTU讀取數(shù)值分別是14.65，14.98和14.34，誤差分別是0.35，0.02，0.66。當(dāng)一次電流是20的時候，該鐵路電力系統(tǒng)的就地讀取的數(shù)據(jù)有三個，分別是19.9，19.8，19.8，誤差分別是0.1，0.2，0.2；而相對應(yīng)的三個RTU讀取數(shù)值分別是18.75，18.45和18.32，誤差分別是0.25，0.55，0.68。當(dāng)一次電流是25的時候，該鐵路電力系統(tǒng)的就地讀取的數(shù)據(jù)有三個，分別是24.7，24.9，24.8，誤差分別是0.3，0.1，0.2；而相對應(yīng)的三個RTU讀取數(shù)值分別是24.65，24.98和24.34，誤差分別是0.35，0.02，0.66。當(dāng)一次電流是30的時候，該鐵路電力系統(tǒng)的就地讀取的數(shù)據(jù)有三個，分別是29.9，29.9，29.8，誤差分別是0.1，0.1，0.2；而相對應(yīng)的三個RTU讀取數(shù)值分別是28.87，28.97和29.03，誤差分別是1.13，1.03，0.97。從以上讀取的數(shù)值和計算的誤差可以看到，大部分都存在著一定程度上的誤差，雖然這種誤差有的情況下比較小，但是大部分的情況集中在平均誤差0.25左右，這種情況的誤差對于鐵路電力系統(tǒng)而言，是應(yīng)該避免的，尤其對于安全性要求比較高的鐵路電力系統(tǒng)。通過對上述鐵路電力系統(tǒng)的分析，發(fā)現(xiàn)造成上述誤差的主要原因是穿心式互感器造成的，具體細(xì)節(jié)是這個鐵路電力系統(tǒng)選用的電流互感器是10KV型，這種互感器的繞組只有一匝，而匝數(shù)比是6，造成了這個電力系統(tǒng)的負(fù)載阻抗與互感器的實際容量差別較大，而且這種誤差隨著低于額定電流的增加而增加，特別是低于額定電流的30%時，這種誤差會急劇增大。而且這種低匝數(shù)比的電流互感器會引起電流互感器尺寸的變小，進(jìn)一步會增加穿過大尺寸電纜的難度。而這種情況在二次側(cè)電流為1A的時候可以避免，同樣的上述電力系統(tǒng)，當(dāng)電流互感器的二次側(cè)電流是1A的時候，匝數(shù)比可以達(dá)到30，這樣也就避免了與大尺寸電纜不匹配的情況，所以對于鐵路電力系統(tǒng)而言，電流互感器二次側(cè)電流選擇設(shè)計的時候盡量選擇1A。

2鐵路電力系統(tǒng)電流互感器短路容量的選擇設(shè)計

鐵路電力系統(tǒng)的取電來源較多，每一種來源的額定電壓分別不同，這樣在設(shè)計鐵路電力系統(tǒng)電流互感器的短路容量的時候應(yīng)該充分考慮各種情況，從而充分保障整個鐵路電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。對于部分鐵路電力系統(tǒng)采用的直接是鐵路沿線的220KV的電源，這樣對于鐵路電力系統(tǒng)來說短路電流最大到31.5KA，這樣大的短路電流要求電流互感器有大的動熱電流，只有足夠大動熱電流的互感器才能保障電路的穩(wěn)定，這樣大的短路電流就超出了小額定電流的互感器。對于這種情況，在設(shè)計鐵路電力系統(tǒng)電流互感器的時候可以通過適度提高一次側(cè)電流的方法來保障穩(wěn)定性，因為只有選定較大額定電流的互感器，才能夠充分降低短時電流，從而可以充分降低二次繞組的截面面積，從而提高了互感器的動熱電流，可以滿足短路容量的極限要求。比如普通的饋線的額定電流必須滿足小于100安培的要求，而與之相配套的斷路器電流如果要求31.5KA這個條件，那么普通的電流互感器就不再適用了。對于出現(xiàn)這種情況的時候根據(jù)我們的分析可以通過提高電流互感器的一側(cè)額定電流來滿足斷路器電流31.5KA的條件。如果我們在電器原件選擇的時候選的是電流互感器一側(cè)的額定電流是200安培，這種情況可能會部分影響電流測量的精度，所以為了充分提高電流測量的精度，我們可以通過更換電器元件來實現(xiàn)，具體來說可以通過將相應(yīng)的電流互感器測量的級別從0.2級別的類型換成0.2S級別的類型，這種級別的電流互感器的測量誤差通過數(shù)據(jù)的分析可以得到具體的數(shù)據(jù)，具體結(jié)果如表2所示，從表中的對比分析可以看到，無論是選用200A，0.2S級的電流互感器，還是選擇100A，0.2級別的電流互感器，測量的結(jié)果基本一致，部分指標(biāo)來看200A，0.2S級別的電流互感器比100A，0.2級別的電流互感器相對準(zhǔn)確。通過提高了電流互感器一側(cè)的額定電流，造成了整個電路系統(tǒng)中的瞬時電流的背書大幅度降低，這就可以保障我們在選擇二次繞組橫截面的時候可以降低要求，相對應(yīng)的保障在選擇電流互感器的時候?qū)τ诔叽绲囊笠蚕鄳?yīng)的降低，從而降低了電流互感器的尺寸，提高了電流互感器的組裝便利性，而且更為重要的是通過提高電流互感器一側(cè)額定電流的大小，不僅僅可以降低電流互感器的尺寸大小，而且還大幅度提高了電流互感器的性能，提高了電流互感器的瞬時短路電流的大小，這樣可以充分提高了電流互感器的安全性，從而提高整個電路的安全性。而且進(jìn)一步通過降低截面面積還可以大幅度減小互感器的大小，在節(jié)約制造成本的同時還可以降低制造電氣元器件的技術(shù)難度，從而充分保障鐵路電力系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性，所以在鐵路電力系統(tǒng)電流互感器選擇設(shè)計的時候可以通過提高一次側(cè)電流的方法來匹配短路容量。

3鐵路電力系統(tǒng)電流互感器額定容量的選擇設(shè)計

鐵路電力系統(tǒng)電流互感器額定容量的選擇設(shè)計對于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行同樣重要，總的原則就是在能夠滿足需求的情況下，不浪費，這樣可以降低電流互感器的器件尺寸和制造難度，這樣無論是對于經(jīng)濟效益還是社會效益都有好處。而決定鐵路電力系統(tǒng)電流互感器額定容量的決定因素就是二次負(fù)荷的大小，二次負(fù)荷大需要選擇設(shè)計較大額定容量的電流互感器，二次負(fù)荷小需要選擇設(shè)計較小額定容量的電流互感器。根據(jù)多條實際鐵路線路的電力系統(tǒng)的參數(shù)統(tǒng)計，我們明確了目前常見的電子元器件的二次負(fù)荷的大小，具體的數(shù)值見表3所示。在選擇設(shè)計電流互感器的時候，繞組的容量可以盡量根據(jù)實際情況選擇0.5倍的冗余就能夠滿足電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4結(jié)語

針對鐵路電力系統(tǒng)特有的容量小、負(fù)荷小的技術(shù)特色，有針對性的開展研究，當(dāng)電流互感器的二次側(cè)電流是1A的時候，匝數(shù)比可以達(dá)到30，這樣也就避免了與大尺寸電纜不匹配的情況，所以對于鐵路電力系統(tǒng)而言，電流互感器二次側(cè)電流選擇設(shè)計的時候盡量選擇1A；在設(shè)計鐵路電力系統(tǒng)電流互感器的時候可以通過適度提高一次側(cè)電流的方法來保障穩(wěn)定性，因為只有選定較大額定電流的互感器，才能夠充分降低短路電流，從而可以充分降低二次繞組的截面面積，從而提高了互感器的動熱電流，可以滿足短路容量的極限要求；在選擇設(shè)計電流互感器的時候繞組的容量可以盡量根據(jù)實際情況選擇0.5倍的冗余就能夠滿足電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可以作為后續(xù)鐵路電力系統(tǒng)電流互感器的設(shè)計依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王黎明,杜鎮(zhèn)安.用于高壓輸電線路現(xiàn)場帶電校驗的開口式雙氣隙鐵芯結(jié)構(gòu)電子式電流互感器[J].高電壓技術(shù),2015,4101:106-114.

[2]劉驍繁,崔翔,吳恒天,嵇建飛,焦重慶.500kV氣體絕緣變電站開關(guān)操作對智能組件電流互感器端口電磁騷擾的實測及分析[J].高電壓技術(shù),2015,4105:1709-1718.

[3]柳煥章,王興國,周澤昕,郭雅蓉,杜丁香.一種利用電流突變量采樣值的電流互感器飽和識別方法[J].電網(wǎng)技術(shù),2016,4011:3574-3579.

[4]李云鵬.高鐵牽引變電所電流互感器絕緣在線監(jiān)測裝置的設(shè)計及應(yīng)用[D].北京交通大學(xué)，2016.

[5]張金勝.牽引變電所容性設(shè)備絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J].電工技術(shù),2015,000(011):55-57.

[6]言昭,王廣學(xué).電力系統(tǒng)大電流接地網(wǎng)絡(luò)零序保護整定計算應(yīng)用軟件的研究[C]//中國電機工程學(xué)會電力系統(tǒng)專業(yè)委員會繼電保護學(xué)術(shù)討論會.2007.

[7]王韜.分布式牽引變電所容性設(shè)備絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)[D].西南交通大學(xué).2011

[8]楊增力,石東源,段獻(xiàn)忠.計及接地距離保護影響的輸電線路零序電流保護整定計算及簡化問題研究[C]//中國高等學(xué)校電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)學(xué)術(shù)年會.河海大學(xué),2006.

[9]孫懷平,李沖,鮑光海,等.集成式零序電流互感器在電力系統(tǒng)選線中的應(yīng)用研究[J].低壓電器,2017,(010):12-17,51.

作者：侯明 粟秋成 何耀 李文靜 唐靜 單位：國網(wǎng)四川省電力公司巴中供電公司