電子式互感器的原理與比較

1、電子式互感器的原理與比較隨著光纖傳感技術(shù)、光纖通信技術(shù)的飛速發(fā)展，光電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越 廣泛。電子式互感器就是其中之一。電子式互感器具有體積小、重量輕、頻帶響應(yīng)寬、無飽 和現(xiàn)象、抗電磁干擾性能佳、無油化結(jié)構(gòu)、絕緣可靠、便于向數(shù)字化、微機化發(fā)展等諸多優(yōu) 點，將在數(shù)字化變電站中廣泛應(yīng)用。電子式互感器的誕生是互感器傳感準確化、傳輸光纖化和輸出數(shù)字化發(fā)展趨勢的必然結(jié)果。電子式互感器是數(shù)字變電站的關(guān)鍵裝備之一。傳感方法對電子式互感器的結(jié)構(gòu)體系有很大影響。光學(xué)原理的電子式互感器結(jié)構(gòu)體系簡單，是無源的電子式互感器。電磁測量原理的電子式互感器是有源電子式互感器。1電子互感器的優(yōu)點1.1 高低壓完全

2、隔離，安全性高，具有優(yōu)良的絕緣性能，不含鐵芯，消除了磁飽和及鐵磁諧 振等問題電磁式互感器的被測信號與二次線圈之間通過鐵芯耦合，絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其造價隨電壓等級呈指數(shù)關(guān)系上升。非常規(guī)互感器將高壓側(cè)信號通過絕緣性能很好的光纖傳輸?shù)蕉卧O(shè)備，這使得其絕緣結(jié)構(gòu)大大簡化，電壓等級越高其性價比優(yōu)勢越明顯。非常規(guī)互感器利用光纜而不是電纜作為信號傳輸工具，實現(xiàn)了高低壓的徹底隔離，不存在電壓互感器二次回路短路或電流互感器二次回路開路給設(shè)備和人身造成的危害，安全性和可靠性大大提高。電磁式互感器由于使用了鐵芯，不可避免地存在磁飽和及鐵磁諧振等問題。非常規(guī)互感器在原理上與傳統(tǒng)互感器有著本質(zhì)的區(qū)別，一般不用鐵芯做磁耦合，

3、因此消除了磁飽和及鐵磁諧振現(xiàn)象，從而使互感器運行暫態(tài)響應(yīng)好、穩(wěn)定性好，保證了系統(tǒng)運行的高可靠性。1.2 抗電磁干擾性能好，低壓側(cè)無開路高壓危險電磁式電流互感器二次回路不能開路，低壓側(cè)存在開路危險。 非常規(guī)互感器的高壓側(cè)和低壓側(cè)之間只存在光纖聯(lián)系， 信號通過光纖傳輸，高壓回路與二次回路在電氣上完全隔離，互感器具有較好的抗電磁干擾能力，低壓側(cè)無開路引起的高電壓危險。1.3 動態(tài)范圍大，測量精度高，頻率響應(yīng)范圍寬電網(wǎng)正常運行時電流互感器流過的電流不大，但短路電流一般很大， 而且隨著電網(wǎng)容量的增加，短路電流越來越大。 電磁式電流互感器因存在磁飽和問題，難以實現(xiàn)大范圍測量，同一互感器很難同時滿足測量和繼

4、電保護的需要。非常規(guī)互感器有很寬的動態(tài)范圍，可同時滿足測量和繼電保護的需要。非常規(guī)互感器的頻率范圍主要取決于相關(guān)的電子線路部分，頻率響應(yīng)范圍較寬。非常規(guī)互感器可以測出高壓電力線上的諧波， 還可以進行電網(wǎng)電流暫態(tài)、 高頻大電流與直流的測量， 而 電磁式互感器是難以進行這方面工作的。1.4 數(shù)據(jù)傳輸抗干擾能力強電磁式互感器傳送的是模擬信號，電站中的測量、控制和繼電保護傳統(tǒng)上都是通過同軸電纜將電氣傳感器測量的電信號傳輸?shù)娇刂剖摇．敹鄠€不同的裝置需要同一個互感器的信號時，就需要進行復(fù)雜的二次接線，這種傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不可避免地會受到電磁場的干擾。而光電式互感器輸出的數(shù)字信號可以很方便地進行數(shù)據(jù)通信，可以將光

5、電式互感器以及需要取用互感器信號的裝置構(gòu)成一個現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)。實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，從而節(jié)省大量的二次電纜；同時光纖傳感器和光纖通信網(wǎng)固有的抗電磁干擾性能，在惡劣的電站環(huán)境中更是顯示出了無與倫比的優(yōu)越性，光纖系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)是未來電站建設(shè)與改造的必然趨勢1.5 沒有因充油而潛在的易燃、易爆炸等危險信非常規(guī)互感器的絕緣結(jié)構(gòu)相對簡單，一般不采用油作為絕緣介質(zhì)，不會引起火災(zāi)和爆炸等危險。1.6 體積小、重量輕非常規(guī)互感器無鐵芯，其重量較相同電壓等級的電磁式互感器小很多。綜上所述，非常規(guī)互感器以其優(yōu)越的性能、適應(yīng)了電力系統(tǒng)數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的需要，并具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益，對于保證日益龐大和

6、復(fù)雜的電力系統(tǒng)安全可靠運行并提高其自動化程度具有深遠的意義。2電子互感器分類2.1有源電子式互感器有源電子式互感器利用電磁感應(yīng)等原理感應(yīng)被測信號，對于電流互感器采用 Rogowski線圈，對于電壓互感器采用電阻、電容或電感分壓等方式。有源電子式互感器的高壓平臺傳感頭部 分具有需電源供電的電子電路，在一次平臺上完成模擬量的數(shù)值采樣（即遠端模塊），利用光纖傳輸將數(shù)字信號傳送到二次的保護、測控和計量系統(tǒng)。有源電子式互感器又可分為封閉式氣體絕緣組合電器（GIS）式和獨立式，GIS式電子式互感器一般為電流、電壓組合式，其采集模塊安裝在GIS的接地外殼上，由于絕緣由 GIS解決，遠端采集模塊在地電位上，可直接采用變電站220 V/110 V 直流電源供電。獨立式電子式互感器的采集單元安裝在絕緣瓷柱上，因絕緣要求，采集單元的供電電源有激光、 小電流互感器、分壓器、光電池供電等多種方式，實際工程應(yīng)用一般采取激光供電，或激光與小電流互感器協(xié)同配合供電，即線路有流時由小電流互感