光互感器在电力系统中应用.pptVIP

AD转换的过程导致测量误差 光互感器在AD转换的过程中存在较大的角度误差。在光互感器对采集到的模拟量转换为数字量的AD转换中，会带来较大的角度误差，从而对测量准确度带来了一定的影响。 二次接口标准问题 光互感器的一般输出都是驱动能力较小的小功率模拟信号或数字信号，与大部分现有的电力二次设备接口不统一，也是制约光电互感器广泛使用的一个重要因素。 系统组装过程中的测量误差 采用光学晶体的互感器，在系统组装过程中偏振角度的对准、连接粘胶的长期稳定性和粘接的一致性等都会为光学互感器带来测量误差。 光学元件的使用寿命 光学元件的使用寿命和生产过程的工艺和质量控制密切相关， 随着设备的使用，光源功率的衰减，光学器件性能的缓慢变化都将影响互感器的测量准确度 。 5 总结 互感器传感准确化，传输光纤化，输出数字化是未来互感器发 展的趋势。光互感器在未来电力系统中将会被越来越广泛的采用。 但是高可靠性和测量精确性是光互感器实用化的前提和基础。 未来研究的重点： （1）深入研究光互感器的测量和采集原理，提高其精度和运行可靠性。 （2）实现光互感器与电气二次设备的完全对接和配合使用，全面实现智能化、数字化。 * * 使用寿命，长期可靠性 * 光互感器在电力系统中的应用及制约因素 1 引入 电力系统中安装有大量的电流、电压互感器，将高电压、大电流按比例 变成低电压和小电流供给测量、继保装置以实现对一次侧的监视、测量、控 制和保护。互感器的测量准确度及可靠性对电力系统的安全、稳定和经济地 运行有着重要的影响。 传统电磁式互感器的固有缺点 目前：电磁式互感器已在电力系统中服务超过100年。但随着电力系 统传输容量不断增加，电网运行电压等级越来越高，电磁式互感器逐渐暴 露出一系列固有的缺点。 （1）电压等级越高，铁磁线圈的绝缘结构越复杂、绝缘费用越高； （2）电磁互感器二次开路/短路产生高电压和大电流危险； （3）需要铁芯耦合磁路 电流互感器：短路时严重饱和，二次电流数值和波形严重失真； 电压互感器：铁磁谐振，损坏设备； （4）抗电磁干扰能力差，引至二次设备的电缆是电磁干扰的 重要耦合途径; （5）频带响应特性较差，频带窄，系统高频响应特性差，不 能反映高次谐波和非周期分量。 （6) 输出为模拟量，不能直接与数字化二次设备直接相连， 不利于电力系统的数字化进程。 （7）采用油浸纸等绝缘材料，易燃易爆，不安全。 2 光电式互感器 光电式互感器的基本结构 有源光电式互感器原理 交流（谐波）：罗柯夫斯基(Rogowski)线圈； 罗氏线圈：空心螺线管,无铁芯。基于电磁感应原理，根据被测电流的变化感应小电压信号。 直流：分流器 分流器：能够通过极大电流的电阻，其直流电阻是严格调好的；串接在直流电路里，直流电流过分流器，分流器两端产生毫伏级直流电压信号， 有源电流互感器工作系统图 电容/电阻分压得到测量信号 一次侧测量原理 电压 电流 应用实例 南瑞继保的PCS-9250系列有源电子式电流电压组合互感器。 高压测量侧结构图 a:一次导杆；b：为SF6气体；c：电容分压器电极；d:罗氏空心线圈； e：接地外壳；f：数字变换器 PCS-9250-EACD型直流电子式互感器。利用分流器传直流电流，利用空芯线圈传输谐波电流。 已在葛洲坝一南桥500 kV直流输电线路上运行。 PCS-9250测量信号传输 光学（无源）电流互感器（OCT）原理 光电流互感器（OCT）属于无源型电子互感器，完全基于光学原理测量电流。 其中：基于法拉第磁光效应的 OCT 一直是光学电流传感技术的主流 。 法拉第磁光效应:?当线偏振光在磁光材料介质中传播时，若在 平行于光的传播方向上加一强磁场，则光振动方向将发生偏转。 电流测量原理：线偏振光在电流产生的磁场作用下通过介质时， 其偏振面旋转，偏转角度ψ与磁场强度和光路穿越介质长度的乘 积成正比： ψ：线偏振光偏振面的旋转角度（法拉第旋光角） V：称为费尔德常数，与介质性质及光波频率有关。 H： 电流I在光路上产生的磁场强度。 L：磁光材料中的通光路径 所以通过测量通流导体周围线偏振光偏振面的旋转角度，便 可间接地测量出导体中的电流值。 法拉第磁光效应原理具有良好