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我国的光电互感器研究及问题探讨 电磁式互感器存在的主要问题 高低压绝缘困难 有铁心，存在饱和问题 有些互感器内部充油，有可能发生爆炸 频带不宽，暂态特性不好 重且体积庞大。 光电互感器的优点 无铁心，无饱和； 频带宽，暂态性能好； 无充油； 体积小重量轻； 绝缘性好； 抗干扰能力强； 便于数字化计量、保护与通信，适合现在电力系统大力推行IEC61850标准的要求。 几种光纤电流互感器的原理 基于Faraday磁光效应的光纤电流互感器 磁光效应电流互感器结构 磁光效应电流互感器结构 磁光光纤电流互感器主要问题 温度稳定性不高 存在自然双折射 各光学元件热膨胀系数不同 传感器加工难度较大 有源光纤电流互感器 有源式光纤电流互感器基本结构 低压侧电路 CT供能 激光供能 太阳能供能 蓄电池供能 混合供能 利用电容分压器从母线上取电能 高压侧供能方式 CT供能 两个困难： 当母线电流处于空载或极小电流时，如何保证电源的正常供应； 当母线电流极大如短路故障时，又要给予电源板足够的保护。 电容分压器取能 困难： 取能电路和后续电路之间的电气隔离困难，要求有严格的过电压防护和电磁兼容设计； 采用这种方法得到的功率有限。 比CT取电能更困难。 激光供能 方法简单，稳定可靠，但价格高。 国内外都有较多的应用。 西门子公司生产的激光供能式的电子式互感器应用于广州某变流站。 美国Photonic?Power?Systems公司的激光供能模块。 太阳能供能 转换效率低，20％左右； 受天气影响，如白天黑夜、阴天晴天等； 受灰尘污染等影响； 安装不方便，光伏系统与高压系统的隔离。 蓄电池供电 寿命比较短； 更换不方便。 CT供能方法 选饱和磁感应强度低、导磁率高的导磁材料，关心新材料；设计相应的控制方案，确保在母线电流变化比较大，尤其是出现大电流的情况下，能够有稳定可靠的电源输出；在过电压防护、能量泄放电路、电磁兼容设计等方面进行了深入研究。 太阳能供电 安装结构，储能技术，聚光，方向跟踪，除尘等。 小风力发电供能 安装结构，储能技术，与高压系统的绝缘。 超声波供能 利用地面上的超声波振荡器驱动一个与玻璃纤维棒相连的石英传感器，纤维棒的另一端延伸到需要供能的电子线路部分，用一个相同的石英传感器将超声波转换为电能。国外将其应用到微操作机器人领域，已经取得了一些成功的经验。存在的主要问题是：超声波设备的造价以及转换器的转换效率，实用化需要进一步的研究。 微波输能 利用天线从微波波束中提取高频能量。微波在空气中传输的过程中损耗极小，且无线供能的方式实现简单、方便，因此微波输能的发展得到广泛的重视，其在军事领域的应用已经取得了很多有价值的成果。几个问题：一是接收天线的设计，特别是在天线面积及其放置方式的设计上，应当避免天线放置方式对绝缘设计的影响；另外就是微波输电是否会对变电站其他设备的正常运行带来干扰，尤其是对数据通信及继电保护设备的动作影响。 小功率电流互感器－LPCT 小功率电流互感器是一种铁心线圈式低功率电流互感器，是传统的电磁式互感器的发展。小功率电流互感器可以带高阻抗，可以输出和一次电流成比例的电压信号，而且它的准确度特别高。可对小电流进行准确测量，如能达到0.2S级，而Rogowski线圈难以实现。但不能提供较大的输出功率。 几种光纤电压互感器 基于Pockels效应原理 光纤电压互感器光路系统 220kV组合式光纤力互感器 温度稳定性不高 存在自然双折射 各光学元件热膨胀系数不同 传感器加工难度较大 有源光纤电压互感器 电容分压取信号 串联感应分压器分压取信号 串联感应分压器 光电互感器主要问题总结 无源光电互感器稳定性问题 不能放弃，国外NxtPHASE 有源光电互感器供能问题 稳定，可靠，经济。 激光供电不是最好办法。 考虑驱动能力 照顾电力系统现实情况，能驱动传统仪表 混合设计－保障系统 新型组合互感器设计思路 将传统互感器与电子式互感器相结合 直接驱动计量仪表和继电器 适应电子式互感器国际标准的计量和保护信号 电压互感器与电流互感器集成于一体 传统互感器与电子互感器输出信号比较 构造互感器运行保障系统 110kV组合式电子互感器 额定二次电流输出 a)1A，15VA，0.2S, FS=5 b)0.2S, FS=5(数字输出，IEC60044－8－2002) 1V 5P20 (数字输出，DL/T 769－2001) 1V 5P20 (数字输出，DL/T 769－2001) 额定二次电压输出 100V/√3,