2) 对于信号、电源线引入的干扰,GB/T17626.x标准中,主要涉及到导线由空间接收的射频电磁干扰,其试验强度远不及电站上的真实强度。GIS类全封闭组合电器,由VFTO(快速暂态过电压)现象引起的的壳体(地)电位暂态突变——它的干扰峰值强度约在10-30kV,频率约在10-30MHz,这一高压开关类电器特有的干扰现象未能包含在国标试验内容中,它是电子式互感器应用中目前面临的最重要的EMC课题,正是这一现象导致很多组合在一次电器上的互感器故障频发。一般性干扰会导致互感器发出失真数据或通信错误,引起保护设备误判或误动,更严重的会损坏电子器件,使采集电路设备永久失效。
综上所述,电磁干扰的防护理论、试验技术、和防护措施事实上已成为电子式互感器推广应用的技术瓶颈,如何应对高压电站的电磁环境,如何与一次封闭电器组合,克服开合操作过程中VFTO现象的破坏作用是一个全新的研究领域,必须跨越老标准和传统思路的限制,创造新试验评估理论和试验方法,研制出新的EMC产品加以解决。
在国家电网公司有关部门的主导下,新的试验标准正在讨论和制定中,新标准将增加一些与现场等效的操作试验,以便更加接近电站的真实工况。这是一个正确的导向,必然成为引领互感器技术科学、有序、健康发展的指路标。在此,呼吁电力科研院所,尽快从理论和试验方法上建立电站操作干扰的物理模型和数学模型,做到定量描述干扰作用的机理和时空规律,研制可重复、可定量的等效实验装置,为建立防护措施的针对性和有效性提供理论指导,避免带有偶然性的“试用性”试验。新标准应宽、严适度,着重收紧安全性稳定性指标,放宽其它相关度不大的技术性指标,以利于各种门类的现代科技成果融入互感器产品,保持我国电子式互感器技术创新的良好势头。
三、电站强干扰完全可以防护
延安750kV智能站上200多台套各种类型的电子式互感器成功投运, 750、330侧经受数十次开-合操作试验,成功通过全面年检,也证明了一个事实,即只要措施得当,即便是超高压电站,电磁干扰可以有效防护。这一事实与该站在技术论证阶段一些专家根据当前技术现状所做的预测正好相反,也与个别220kV以下电站EMC问题频发形成反差。其实问题就出在对EMC认识误区上,延安站互感器的研发者已经意识到EMC问题的严重性,采用高于国标、比现场更严酷的等效试验方法,进行了长达6个月的验证试验和技术改进,引导产品EMC技术,一步步达到了预期的防护效果。该站的成功,打破了超高压站抗御电磁干扰技术的禁锢,反映了我国在这一技术领域的最新成果,具有引领和示范作用。
正是由于认知上的误区,一些早期电站在设计阶段就埋有EMC隐患,过分追求一些无关紧要的外观指标,忽略电磁防护基本要求,布位、装配方式、接地要求不合理,成为中看不中用摆设。
只要正视EMC问题,克服它并不是难题,人们普遍认为,电子式互感器是现代传感器技术、微电子技术、高压绝缘技术、光通信和网络技术的综合体,现在还应该加上“强EMI防护”技术。尽快攻克EMI防护难关,让新型互感器在智能电网建设中早日展现技术,经济效益是广大研发、应用者的共同心愿。
四、新技术和新趋势
随着试点面的扩大和应用层次的不断深入,一些好的技术方案在比较中得到了优选,人们的关注点从最初的“原理先进”逐渐转移到“功能可靠”;从“高科技”回归到“性价比”,这是产品进入应用阶段的正常回归,一切原理、技术、材料、工艺上的先进性、经济性,都必须落实在产品的应用中。未来趋势将会呈现以下特点。
1. 核心技术的转移:电子式互感器包括四个不同的技术领域,即传感器技术、数据采集变送技术、高压绝缘技术和网络通信技术,由于电子式简化了绝缘结构,而数据采集和网络通信可以借用现有成熟技术,这些方面已不再是研发的核心,核心技术缩小为三个方面:传感器技术、电源技术以及新增的特殊电磁防护技术。这是基于以下考虑:① 传感器技术虽经多年研发,但期望将所有优点集于一身是不现实的,一些特定传感器在具有优点的同时,总是带有一定的缺憾,各种不同传感器原理之间的相互配合互相渗透、优势互补将是一个发展趋势;一些基础器件由国外垄断、价值链留在国外、价格高出同功能互感器3-5倍、性能并不具备优势的传感模式将会淡出市场。② 电源技术仍作为核心技术,有两层含义:其一是作为独立式互感器,高压侧传感的无源化或自源化,正常无故障寿命周期都寄望于发展和完善自供电模式;其二是克服VFTO现象也需要隔离度更高、抗扰频谱更宽的新型电源系统,这种电源系统需要改变原有设计思路,进行技术创新。③ 常规的中低频、小于3kV峰值的EMI防护组件不能适应电站特殊干扰工况,需要研发可抵御数万伏、跨越短波至微波波段的功率型集成滤波器件。