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电子式互感器与常规互感器对比

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电子式互感器与常规互感器对比

发布日期:2019-01-09 作者: 点击:

一、 常规互感器分类

1.1电压互感器

电压互感器按原理分为电磁感应式和电容分压式两类。

电磁感应式多用于220kV及以下各种电压等级。电容分压式一般用于110kV以上的电力系统。电压互感器按用途又分为测量用和保护用两类,对前者的主要技术要求是保证必要的准确度;对后者可能有某些特殊要求,如要求有第三个绕组,铁芯中有零序磁通等。

1.1.1 电磁感应式电压互感器

电磁感应式电压互感器的等值电路与变压器的等值电路相同。

1.1.2 电容分压式电压互感器

在电容分压器的基础上制成。电容C1和C2串联,U1为原边电压, U2为C2上的电压。空载时,电容C2上的电压为由于C1和C2均为常数,因此正比于原边电压。但实际上,当负载并联于电容C2两端时,将大大减小,以致误差增大而无法作电压互感器使用。为了克服这个缺点,在电容C2两端并联一带电抗的电磁式电压互感器YH,组成电容分压式电压互感器。电抗可补偿电容器的内阻抗。YH有两个副绕组,第一副绕组可接补偿电容Ck供测量仪表使用;第二副绕组可接阻尼电阻Rd,用以防止谐振引起的过电压。

电容式电压互感器多与电力系统载波通信的耦合电容器合用,以简化系统,降低造价。此时,它还需满足通信运行上的要求。

1.2电流互感器

电磁型电流互感器利用变压器原、副边电流成比例的特点制成。其工作原理、等值电路也与一般变压器相同,只是其原边绕组串联在被测电路中,且匝数很少;副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载,近似短路。原边电流(即被测电流)和副边电流取决于被测线路的负载,而与电流互感器的副边负载无关。由于副边接近于短路,所以原、副边电压U1和都很小,励磁电流I0也很小。电流互感器运行时,副边不允许开路。因为一旦开路,原边电流均成为励磁电流,使磁通和副边电压大大超过正常值而危及人身和设备安全。因此,电流互感器副边回路中不许接熔断器,也不允许在运行时未经旁路就拆下电流表、继电器等设备。电流互感器的接线方式按其所接负载的运行要求确定。最常用的接线方式为单相,三相星形和不完全星形。

电流互感器可按以下几种方式分类:

(1) 按用途分

测量用电流互感器(或电流互感器的测量绕组):在正常工作电流范围内,向测量、计量等装置提供电网的电流信息;

保护用电流互感器(或电流互感器的保护绕组):在电网故障状态下,向继电保护等装置提供电网故障电流信息。

(2) 按绝缘介质分

干式电流互感器:由普通绝缘材料经浸漆处理作为绝缘;

浇注式电流互感器:用环氧树脂或其他树脂混合材料浇注成型的电流互感器;

油浸式电流互感器:由绝缘纸和绝缘油作为绝缘,一般为户外型。

气体绝缘电流互感器:主绝缘由气体构成。

(3) 按电流变换原理分

电磁式电流互感器:根据电磁感应原理实现电流变换的电流互感器;

光电式电流互感器:通过光电变换原理以实现电流变换的电流互感器。

(4) 按安装方式分

贯穿式电流互感器:用来穿过屏板或墙壁的电流互感器;

支柱式电流互感器:安装在平面或支柱上,兼做一次电路导体支柱用的电流互感器;

套管式电流互感器:没有一次导体和一次绝缘,直接套装在绝缘的套管上的一种电流互感器。

母线式电流互感器。没有一次导体但有一次绝缘,直接套装在母线上使用的一种电流互感器。

1.3电磁式互感器-额定变比和误差

二、 电子式互感器分类

电子式互感器是一大类新型互感器的总称,包括电子式电流互感器和电子式电压互感器。前者采用低功率线圈、罗氏线圈或光学材料作为一次传感器,后者采用电阻/电容分压器或光学材料作为一次传感器,利用光纤进行信号传输,通过对测量电量的信号处理,实现数字量或模拟量的输出。

电子式电流互感器从原理上可分为两类:一是基于电磁感应原理的互感器,如采用Rogowski线圈的互感器、采用低功率线圈的互感器(LPCT);二是基于法拉第磁光效应的光学互感器。

电学原理的电流互感器在AIS变电站应用时,要解决处于高电位电子设备的供电问题,一般采用大功率激光供能解决,但激光器件长期运行存在老化问题,给设备的稳定运行带来不利影响;在GIS或HGIS变电站应用时,电子设备可安装在地电位侧,能够通过站用直流电源直接供电,可靠性较高。电学原理的电流互感器在已投运的数字化变电站获得了较多应用。

光学原理的电流互感器又分块状玻璃式和全光纤式两种,都是基于法拉第磁光效应的传感器。块状玻璃式的传感器中采用的是Verdet 常数较大的光学材料,它对光信号的损耗大,且Verdet 常数的温度稳定性比较差,较难进行温度补偿。全光纤式方案充分利用了法拉第效应的非互易性和光纤中线性双折射的互易性,目前已成为国际上的主流研究方案,国内外已经有成功运行的实例。

电子式电压互感器从原理上可分为两类:一是利用电学原理基于电阻、电容、电感分压的电压互感器;二是光学原理的电压互感器,分为普克尔效应和逆压电效应两种原理。

分压原理的电子式电压互感器在数字化变电站中得到了广泛应用,由于电子器件无需安装在高电位侧,可直接采用站用直流系统供电,可靠性较高。 学原理的电压互感器目前还没有工程应用案例,但已有研制成功的普克尔效应的电压互感器。


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