光纖電流傳感器應用中熱點問題解析

光纖電流傳感器應用中熱點問題解析航天科技服務電力1、電子式互感器的分類及發(fā)展趨勢2、全光纖電流互感器兩大難題解決現(xiàn)狀3、全光纖電流互感器噪聲的影響及測試方法4、超過1000臺產(chǎn)品實際運行經(jīng)驗介紹目錄智能電網(wǎng)對互感器基本要求電磁式互感器電子式羅氏線圈+LPCT光學式磁光玻璃式全光纖式（FOCT）測量原理電磁感應電磁感應法拉第效應法拉第效應安全隱患爆炸、二次開路采集模塊擊穿暫無暫無暫態(tài)特性差較差較好好可交互性無無無具備數(shù)字化可實現(xiàn)是是是自診斷監(jiān)測無無無具備抗干擾能力好很差較好好綠色、低碳很差好好好1、

電子式互感器的分類及發(fā)展趨勢困擾羅氏線圈的難題——電磁干擾

目前，市場上ECT主要以羅氏線圈+LPCT方案為主，羅氏線圈屬于有源工作方式（即一次側(cè)電路需要電源）。

羅氏線圈電子式互感器的敏感元件是電磁線圈，與采集電路之間無任何隔離，是傳統(tǒng)“互感器”的變異。有源ECT是電信號敏感，抗干擾性能較差無源FOCT是光電隔離，抗干擾能力好有源ECT引起誤動的機理分析FOCT：拒絕干擾，數(shù)據(jù)可靠電信號直連，容易感受外界干擾信號；注：在變電站故障發(fā)生或者開關、斷路器動作時產(chǎn)生的快速暫態(tài)過電壓引起較強的暫態(tài)電磁場，導致有源ECT不能正常運行。有源工作，高壓側(cè)供電電壓不穩(wěn)，容易造成AD誤采樣；先微分后積分，引起直流飄移誤差。FOCT安全準確智能可靠低碳節(jié)約占地，節(jié)省耗材,低碳環(huán)保非介入式測量，無爆炸、二次開路危險能測直流，暫態(tài)精度高，全量程范圍無飽和特有的智能自診斷，對每個采樣的有效性進行診斷一次側(cè)無源，抗干擾能力強，可靠性高FOCT代表未來的發(fā)展方向2、

全光纖電流互感器兩大難題解決現(xiàn)狀溫度和振動——曾經(jīng)的技術難題

“光纖電流傳感器技術先進，是未來的發(fā)展方向，但是目前材料、工藝均沒有解決，受溫度影響大，穩(wěn)定性差，容易受振動的影響，國外廠家解決的比較好”——這一說法已經(jīng)持續(xù)了十余年，對還是錯。

南瑞航天（2007年底）國內(nèi)首次通過型式試驗，“難題”被打破，但現(xiàn)在還能聽到大量的這種聲音。溫度穩(wěn)定性和長期工作穩(wěn)定性

①武高完成了超過5次的型式試驗檢測；

②現(xiàn)場超過1000臺產(chǎn)品的運行，蒙自變電站超過兩年的校驗精度符合要求。NAE產(chǎn)品抗震性能

①武高比武測試，抗震性能良好；

②振動臺模擬沖擊振動試驗， 0.04g2/Hz隨機振動，400g沖擊，無任何影響；

③GIS斷路器疲勞試驗?，F(xiàn)狀：武高比武結(jié)果表明，不是所有企業(yè)能夠解決好以上兩個難題絕大部分廠家溫度和振動性能超差。注：實際運行錄波數(shù)據(jù)對比3、

全光纖電流互感器噪聲的影響及測試方法

4kHz采樣頻率下的輸出曲線如下圖：

小電流下的輸出波形

600A輸入電流下的輸出波形噪聲來源：

光學散粒噪聲，是隨機過程，服從泊松分布。可以證明信噪比與所需的時間平方根成正比。白噪音特性：（1）在一定帶寬范圍內(nèi)，噪音是恒定的。不隨一次電流變化而變化，均值趨近于零。（2）國標20840.8中的E.6中提到，在校驗時，可以增加采樣周期獲得準確的結(jié)果。

（3）噪音對繼電保護、電能計量均無影響。

（4）可以通過濾波的方法降低噪聲，僅僅改善了視覺效果，不能提高互感器真實精度，反而影響了光學互感器的響應帶寬，從保護角度嚴禁采取濾波處理。小電流測試方法研究，F(xiàn)OCT測量精度更具優(yōu)勢這一噪聲均值為零，呈高斯分布，在小電流下看上去毛糙；因為噪聲和信號是不相關的，通過濾波器可以將噪聲的影響消除，達到預期的水平；對于一個30mA/√Hz噪聲水平來說，要想在1A測量電流情況下達到0.1%的測量精度，需要450s的時間來濾除噪聲；對測試來說，等待這么長時間是不值得的；而對于電能計量來說，典型的計量周期是15分鐘（900s），所以實際使用時噪聲不會對計量產(chǎn)生大的影響。慎用濾波技術4、超過1000臺產(chǎn)品實際運行經(jīng)驗介紹NAE-GL系列FOCT組成敏感環(huán)連接光纜電氣箱體應用于從10kV~750kV電壓等級。NAE系列產(chǎn)品的型譜設計NAE-GL系列FOCT組成

敏感環(huán)連接光纜（護套/絕緣子）電氣單元FOCT的獨特優(yōu)點敏感頭安裝靈活，方便與其它設備集成；敏感頭嚴格遵循安培回路定律，抗干擾能力強。全光纖互感器應用典型工程——上海封周110kV變電站

國內(nèi)首座全站采用全光纖電流互感器，2009年9月29日投運，目前運行時間近3年。全光纖電流互感器運行情況良好。全光纖互感器應用典型工程——上海蒙自110kV變電站

上海蒙自110kV智能變電站是2010年上海世博會重點配套工程。110kV間隔全部采用本項目電流互感器產(chǎn)品，2009年12月正式投運。運行時間2年半。全光纖互感器應用典型工程——無錫西涇220kV變電站

江蘇無錫西涇220kV智能變電站是物聯(lián)網(wǎng)示范工程，全部采用本項目全光纖電流互感器共210相。江蘇蘇州東500kV玉山變電站作為2010年世博會保電工程，為國內(nèi)500kV首次應用。全光纖互感器應用典型工程——江蘇玉山500kV變電站全光纖互感器應用典型工程——陜西洛川750kV變電站陜西洛川750kV智能變電站是全光纖