淺談電子式互感器

淺談電子式互感器一、電子式互感器1電子式電流互感器1.1電子式電流互感器的工作原理工作原理是由Rogowski線圈從一次傳變信號(hào)，采集器采樣后，AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，由LED轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，通過(guò)光纜送回主控室。1.2電子式電流互感器結(jié)構(gòu)電子式電流互感器由位于室外的傳感頭部件、信號(hào)柱、光纜以及位于控制室的合并單元構(gòu)成。傳感頭部件由電流傳感器（Rogowski線圈），采集器單元（PSSU），取能線圈，光電轉(zhuǎn)換單元，屏蔽環(huán)，鋁鑄件等構(gòu)成。Rogowski線圈一般有保護(hù)、計(jì)量和測(cè)量、能量線圈，Rogowski線圈形狀是空心螺線管，無(wú)鐵芯，填充非晶體材料，主要起支撐作用信號(hào)柱由環(huán)氧筒構(gòu)成支撐件，筒內(nèi)填充絕緣脂，以增強(qiáng)絕緣并保護(hù)光纜。互感器輸出的數(shù)字信號(hào)通過(guò)合并單元送給數(shù)字化計(jì)量、測(cè)控、保護(hù)裝置使用。.1.2.1傳感頭1）Rogowski線圈Rogowski線圈實(shí)質(zhì)上是將一組導(dǎo)線線圈纏繞在一個(gè)非磁性骨架上，線圈兩端接上采樣電阻組成，其結(jié)構(gòu)如圖l所示．由于這種線圈本身并不與被測(cè)電流回路存在直接電的聯(lián)系，因此它與電氣回路有良好的電氣絕緣．Rogawski線圈骨架采用非鐵磁材料加工而成，使傳感器沒(méi)有磁飽和現(xiàn)象，即使被測(cè)電流的直流分量很大，它也不飽和，線性度好．Rogawski線圈測(cè)量電流是依據(jù)全電流的電磁感應(yīng)原理，當(dāng)線圈的結(jié)構(gòu)一定時(shí)，線圈的互感M為一常量，測(cè)量線圈所交鏈的磁鏈與穿過(guò)Rogawski線圈限定面的電流成正比．不論線圈截面為何種形狀，Rogawski線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均有：，即感應(yīng)電勢(shì)e(t)與一次側(cè)電流變化率成正比，相位相差90°．其低頻電流等效電路圖如圖2：圖中，Lo、R0、R、Co分別為線圈的自感、內(nèi)阻、采樣電阻、分布電容．由此可得：由于線圈分布電容Co一般較小，可以忽略，所以,,又,故可見(jiàn)，要得到被測(cè)的一次側(cè)電流信號(hào)，必須對(duì)Rogowski線圈二次側(cè)輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行積分，即輸出端要接入積分電路將U0還原。采集器高壓側(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是將Rogowski線圈輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后經(jīng)由光纖傳輸?shù)降蛪簜?cè)．其主要功能原理是將Rogowski線圈輸出的模擬電流信號(hào)輸入信號(hào)處理電路，并通過(guò)多路信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，通過(guò)LED將時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào)變成光脈沖信號(hào)通過(guò)光纖傳輸給低電位側(cè)的信號(hào)接收部分。采集器為3路采樣，其中一路為測(cè)量信號(hào)輸入，另外兩路為保護(hù)信號(hào)輸入，每個(gè)通道均為獨(dú)立A/D同時(shí)采樣，此雙保護(hù)采樣通道互為自檢，當(dāng)其中一路采樣值異常時(shí)，可發(fā)出告警信號(hào)，另一路信號(hào)可正常工作，待用戶進(jìn)行設(shè)備維護(hù)；這樣大大提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性安全性；采集器增加了溫度采樣模塊，可對(duì)全溫度范圍內(nèi)（-40℃--60℃）的采樣值溫漂進(jìn)行補(bǔ)償，提高采樣的精度；這樣既保障了高壓側(cè)與低壓側(cè)的電氣隔離，又有效地減小了電磁干擾對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響．1.2.2電源系統(tǒng)由于電子式電流互感器的傳感頭安裝在高電位側(cè)，并且完全是由電子電路構(gòu)成，因此必須有相應(yīng)的電源提供給傳感頭的電子電路。高壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)需要5V或l2V的直流電源。高壓側(cè)采集器的工作電源同時(shí)由一次取能線圈和激光電源提供，兩者動(dòng)態(tài)自檢，互為熱備用。如圖3：一電源是從被測(cè)電流取用電源，即在被測(cè)母線上安裝一個(gè)輔助電源TA，該TA處于高壓端，絕緣要求低，因此結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，因電源CT可能出現(xiàn)故障，還必須并聯(lián)一激光電源，激光能量傳輸，即通過(guò)O/E轉(zhuǎn)換，將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮釉?/p>