电子式互感器的技术发展及应用前景.pptxVIP

电子式互感器的技术发展及应用前景第1页/共56页第2页/共56页 （1）绝缘结构越来越复杂，产品的造价也越来越高，产品重量大，支撑结构复杂。（2）电磁式电流互感器固有的磁饱和现象，一次电流较大时会使二次输出发生畸变，严重时会影响继电保护设备的运行，造成拒动或误动。（3）电磁式互感器的输出为模拟量，不能与数字化二次设备直接接口，不利于电力系统的数字化进程。 第3页/共56页 自二十世纪七十年代以来，人们一直在寻求一种安全、可靠、理论完善、性能优越的新方法来实现电力系统高电压大电流的测量。基于光学传感技术的光学电流互感器（ Optical Current Transformer，简称OCT）和光学电压互感器（Optical Voltage Transformer，简称OVT）能有效克服传统电磁式互感器的缺点，近20年来一直受到美国、日本、法国和中国等国学者和工程技术人员的广泛关注和深入研究，先后研制出多种样机并挂网试运行，但由于温度稳定性和工艺一致性等问题不易解决，至今还没有批量生产和使用。 第4页/共56页 近年来，随着光电子技术、微电子技术及光纤通信技术的发展，有源电子式互感器得到快速发展，并有不少产品在变电站现场获得应用。有源电子式互感器采用空芯线圈或低功耗铁芯线圈感应被测电流，置于高压侧的远端模块将线圈的输出信号转换为数字光信号经光纤送至控制室。有源电子式互感器同无源电子式互感器（光学电流电压互感器）一样能有效克服传统电磁式互感器的缺点，有源光电互感器的温度稳定性较易解决，便于批量化生产，是目前研制及应用的主流。 第5页/共56页 二、 电子式互感器及其分类 电子式互感器是利用电子测量技术和光纤传感技术来实现电力系统电流、电压测量的新型互感器。它包括基于光学传感原理的互感器，也包括其它各种利用电子测试原理的电流电压互感器。电子式互感器的种类很多，但大致可分为有源型和无源型两种。有源型电子式互感器利用电磁感应原理感应被测信号，利用光纤传输信号，在传感头部分需用电源供电的电子电路；无源型电子式互感器利用Faraday磁光效应（电流互感器）和Pockels电光效应（电压互感器）感应被测信号，利用光纤传输信号，在传感头部分不需电源。两者的结构各异，但他们和传统的电磁式互感器比较起来，均具有类似的种种优点。 第6页/共56页 电子式互感器与传统的电磁式互感器的不同主要表现在如下三个方面： ⑴传感原理不同。电子式互感器通常是基于电子测量原理或光纤传感原理，从而使互感器具有很好的线性度和较宽的频率范围。 ⑵绝缘结构不同。电子式互感器的绝缘结构简单，互感器的价格、体积、重量等随电压等级的升高增加不多。 ⑶输出信号不同。电子式互感器的输出为数字信号或弱电模拟信号（如4V），便于与数字化保护和测控设备接口。 第7页/共56页(无源或有源)传感头光纤测量二次转换器保护数字量输出 三、电子式互感器的结构 据使用场合的不同，电子式互感器的结构亦有所不同。下面介绍几种典型的电子式互感器的结构。 下图所示为一种典型的电子式电流互感器的结构示意图。 第8页/共56页光学电压传感头光纤SF6测量二次转换器保护数字量输出 下图所示为一种光学电压互感器的结构示意图。 第9页/共56页光缆Rogowski线圈电容环数字变换器 下图所示为一种GIS用组合型电子式电流电压互感器的结构示意图。 a为一次导杆，b为SF6气体，c为电容分压器的中间电极，d为空芯线圈，e为接地外壳，f为数字变换器第10页/共56页 四、电子式互感器的优点 与传统电磁感应式电流互感器相比，电子式电流互感器具有如下一系列优点：1、高低压完全隔离，安全性高，具有优良的绝缘性能和优越的性价比　电磁式互感器的被侧高压信号与二次线圈之间通过铁芯耦合，它们之间的绝缘结构复杂，其造价随电压等级呈指数关系上升。电子式互感器将高压侧信号通过绝缘性能很好的光纤传输到二次设备，这使得其绝缘结构大大简化，电压等级越高其性价比优势越明显。电子式互感器利用光缆而不是电缆作为信号传输工具，实现了高低压的彻底隔离，不存在电压互感器二次回路短路或电流互感器二次开路给设备和人身造成的危害，安全性和可靠性大大体高。第11页/共56页 2、不含铁芯，消除了磁饱和和铁磁谐振等问题　电磁式电流互感器由于使用了铁芯，不可避免地存在磁饱和及铁磁谐振等问题。电子式互感器在原理上与传统互感器有着本质的区别，一般不用铁芯做磁耦合，因此消除了磁饱和及铁磁谐振现象，从而使互感器运行暂态响应好，稳定性好，保证了系统运行的高可靠性。3、抗电磁干扰性能好，低压边无开路高压危险　电磁式电流互感器二次回路不能开路，低压边存在开路危险。ECT的高压边与低压边之间只存在光纤联系，信号通过光纤传输，高压回路与二次回路在电气上完全隔离，互感器具有较好的抗电磁干