隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的逐漸深入,電子式互感器的可靠性引起了相關(guān)各方的密切關(guān)注。有媒體曾爆出,近年來,作為首批建成的示范智能變電站項(xiàng)目核心元器件之一,電子式互感器接二連三被擊穿,發(fā)生爆炸事件,涉及湖南、云南、福建等地。甚至有人據(jù)此判斷,國家電網(wǎng)公司可能會放緩智能電網(wǎng)的推進(jìn)速度,等待新產(chǎn)品成熟。
但事情并沒有像此人所料那樣發(fā)展,對于這一問題,國家電網(wǎng)公司給予了充分重視,并努力進(jìn)行改觀。
終于,在2013年初,受國家電網(wǎng)公司科技部(智能電網(wǎng)部)委托,電力工業(yè)電氣設(shè)備質(zhì)量檢驗(yàn)測試中心公布,截止2013年2月1日,已有7個廠家的18臺電子式互感器樣機(jī)通過了性能檢測,這些廠家包括南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司、南瑞航天(北京)電氣控制技術(shù)有限公司、江蘇西電南自智能電力設(shè)備有限公司、許繼電氣股份有限公司、西安華偉光學(xué)技術(shù)有限公司、南京新寧光電工程有限公司、易能乾元(北京)電力科技有限公司,通過測試的產(chǎn)品類型則涵蓋了有源型、無源型,以及用于GIS的產(chǎn)品,電壓等級為110?kV和220?kV。
智能關(guān)鍵
實(shí)際上,為了提高電子式互感器質(zhì)量,早在2011年7月,國家電網(wǎng)公司科技部(智能電網(wǎng)部)、生計(jì)部、基建部、物資部、國調(diào)中心就共同組織開展了電子式互感器性能檢測工作,對24個廠家的41臺產(chǎn)品進(jìn)行了性能檢測。2012年2月,其還在北京組織召開了電子式互感器性能檢測情況通報(bào)會。
2012年1月,國家電網(wǎng)公司發(fā)布了《關(guān)于切實(shí)加強(qiáng)電子式互感器運(yùn)行管理的通知》,指出在運(yùn)電子式互感器的故障率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)互感器,對電網(wǎng)安全運(yùn)行造成了一定影響。
2012年4月,中國電力科學(xué)研究院在武漢組織召開《電子式互感器現(xiàn)場校驗(yàn)設(shè)備技術(shù)規(guī)范》等4項(xiàng)國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)研討會,對電子式互感器的檢驗(yàn)方法、檢驗(yàn)設(shè)備及相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行了全面規(guī)定,目的就在于使電子式互感器測試有法可依,保障投運(yùn)電子式互感器的質(zhì)量。
為一個設(shè)備舉行多次檢測、召開多次會議,可見國家電網(wǎng)公司對電子式互感器產(chǎn)品的重視。而之所以這么重視是因?yàn)樵摦a(chǎn)品是智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵點(diǎn)之一。
據(jù)了解,為保證電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,人們需要對電力系統(tǒng)及其電力設(shè)備的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行測量,以便對其進(jìn)行必要的計(jì)量、監(jiān)控和保護(hù)。互感器的作用便是將高電壓或大電流按比例變換成標(biāo)準(zhǔn)低電壓或標(biāo)準(zhǔn)小電流,供給測量儀器、儀表和繼電保護(hù)控制裝置。
近年來,智能電網(wǎng)已逐步成為電力行業(yè)的發(fā)展趨勢,其核心便是智能變電站。智能變電站以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求,需要自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測等基本功能。而要實(shí)現(xiàn)這種測量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡(luò)化、狀態(tài)可視化、功能一體化、信息互動化目標(biāo),全部需要基于對電壓、電流的精確測量,電子式互感器即是實(shí)現(xiàn)變電站運(yùn)行實(shí)時信息數(shù)字化的主要設(shè)備之一,在電網(wǎng)動態(tài)觀測、提高繼電保護(hù)可靠性等方面具有重要作用,是提高電力系統(tǒng)運(yùn)行控制整體水平的基礎(chǔ)。
傳統(tǒng)的互感器多為電磁式互感器,自身存在絕緣性能差、動態(tài)范圍小、易發(fā)生磁飽和等缺陷,而電子式互感器可以成功解決這些問題。因此,在國家電網(wǎng)公司智能變電站試點(diǎn)階段,電子式互感器也得到了大規(guī)模試點(diǎn)使用。但由于此前相關(guān)技術(shù)規(guī)范缺乏,電子式互感器在投運(yùn)前未經(jīng)過全面有效的測試,導(dǎo)致其在實(shí)際運(yùn)行中暴露出故障率較高的問題。
多方面原因?qū)е驴煽啃詥栴}
據(jù)了解,截止2011年底,國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)在運(yùn)電子式互感器共約2538臺,主要運(yùn)行在河南、山西、遼寧、江蘇等省。根據(jù)2011年國家電網(wǎng)公司對24個電子式互感器廠家的41臺樣品檢測,只有4臺通過全部試驗(yàn),28臺產(chǎn)品在試驗(yàn)中出現(xiàn)故障,但完成了全部試驗(yàn),9臺產(chǎn)品出現(xiàn)嚴(yán)重故障,無法完成試驗(yàn),最終退出(見表1)。可見,目前,僅有少數(shù)制造商具備較為完善的生產(chǎn)條件、試驗(yàn)?zāi)芰Α①|(zhì)量管控手段,產(chǎn)品質(zhì)量可信度較好。
第一輪檢測結(jié)束后,大多數(shù)企業(yè)對照檢測中發(fā)現(xiàn)的問題,積極改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、提升廠內(nèi)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑴?zhǔn)備第二輪檢測。2012年5月初開始,國家電網(wǎng)公司對該類產(chǎn)品展開了第二輪檢測。截至目前,其共分兩輪對24個廠家59臺次獨(dú)立式電子式互感器、10個廠家15臺GIS用電子式互感器樣機(jī)進(jìn)行了性能檢測。
“電子式互感器現(xiàn)階段最為突出的問題就是可靠性。”中國電力科學(xué)研究院高電壓研究所研發(fā)工程師汪本進(jìn)表示,而可靠性問題有的來源于產(chǎn)品的原理和結(jié)構(gòu),如原理多樣、結(jié)構(gòu)迥異、關(guān)鍵器件可靠性差等;有的來源于標(biāo)準(zhǔn)的滯后和缺陷,如檢驗(yàn)項(xiàng)目需要完善、試驗(yàn)?zāi)芰ω酱岣叩?有的則來源于制造商方面,如其能力參差不齊、研發(fā)投入不足、出廠試驗(yàn)?zāi)芰η啡钡取?/p>
另外,不同類型的企業(yè)在檢測中的表現(xiàn)也不同。據(jù)悉,參與國家電網(wǎng)公司第一輪檢測的24家企業(yè)以國內(nèi)公司為主,只有2家國外公司,共6種企業(yè)類型,包括代理公司1家、研究機(jī)構(gòu)1家、制造商與高校合作2家、傳統(tǒng)互感器制造商4家、電子式互感器制造商14家、二次設(shè)備制造商2家。經(jīng)過檢測,4臺通過全部檢測項(xiàng)目的樣品均來自具備一次、二次研發(fā)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ闹圃焐獭9收陷^為嚴(yán)重的產(chǎn)品集中在制造商與高校合作、傳統(tǒng)互感器制造商和新廠家,這三類廠家共5臺,占56%。有專家斷言,這類企業(yè)要具備生產(chǎn)質(zhì)量可靠電子式互感器的能力還需要相當(dāng)?shù)臍v程。
據(jù)汪本進(jìn)分析,傳統(tǒng)互感器制造商主要與高校開展合作研究,由高校提供傳感部件以及二次采集和轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì),廠家憑借其在一次本體上的技術(shù)優(yōu)勢,拼湊出各種傳感原理和結(jié)構(gòu)的電子式互感器。因高校