【最新】袁宇波电子式互感器工程应用

电子式互感器在电力系统中的应用摘要：随着电网系统的自动化、智能化和数字化水平不断提高，电磁式互感器已经日益不能满足系统的发展要求。

电子式高压电力互感器取代传统的电磁式互感器成为趋势。

文中阐述了电子式高压电力互感器的研究意义，介绍了电子式高压电力互感器的类型及发展历史和研究现状，介绍了混合电子式高压电力互感器的应用情况。

关键词：电网；智能化；互感器；0.引言互感器是为电力系统进行电能计量、测量、控制、保护等提供电流电压信号的重要设备，其精度及可靠性与电力系统的安全、稳定和经济运行密切相关，是电力系统必不可少的设备。

随着电力工业发展，电力传输系统容量不断增大，电网运行电压等级越来越高。

目前，我国运行的最高电压等级是1000KV的交流输电线路和800KV的直流输电线路，数字化变电站成为变电站自动化技术的发展趋势。

1.电子式高压电力互感器研究的意义1.1传统互感器的缺点高电压、大电流的测量对于电力系统安全、经济地运行具有重要的意义。

准确地测量各种电压、电流值是电能测量、继电保护、系统监测诊断以及电力系统分析的前提条件。

电力互感器，包括电压互感器和电流互感器，是电力系统中进行电能计量和获取继电保护信号的重要设备。

随着电力系统的发展，发电和输变电容量不断增加，电网电压不断提高，对电流和电压互感器提出了许多新的和更加严格的要求，而传统的电磁式电力互感器己越来越不适应这种发展情况，在运行中暴露出一系列严重缺点：①绝缘结构复杂，体积笨重，造价高。

特别是用于超高压系统并且要满足大短路容量的动稳定及热稳定要求时。

②传统互感器测量稳态电流时，线性度是很好的，但是由于线路中暂态时存在直流电流，使得电流互感器易发生饱和，造成测量误差。

③电压互感器可能出现铁磁谐振，损坏设备。

④由电流、电压互感器引至二次保护控制设备的电缆是电磁干扰的重要藕合途径。

⑤采用油浸纸绝缘易燃、易爆不安全。

⑥电磁式电流互感器的二次侧输出对负荷要求很严格，若二次负载较大，测量误差就增大，准确度下降。

电子式互感器的技术发展及应用前景电子式互感器的技术发展及应用前景1. 电子式互感器的发展背景电流和电压互感器是为电力系统进行电能计量和为继电保护及测控装置提供电流、电压信号的重要设备，其精度及可靠性与电力系统的安全、可靠和经济运行密切相关，是电力系统电流电压测量的基本设备。

传统的电流和电压互感器是电磁感应式的，具有类似变压器的结构。

随着电力工业的发展，电力系统传输的电力容量不断增加，电网运行电压等级也越来越高，目前，俄罗斯已有1150kV的骨干电网，我国也已将原来220kV的骨干电网提高到了500kV，年初国网公司已将1000kV的输电线路纳入近几年的发展规划。

随着电压等级的提高，电磁式互感器逐渐暴露出一系列固有的缺点：（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。

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 V oltage 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。

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，有源光电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。

有源光电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。

电子式互感器的应用分析摘要：互感器是电力系统中不可缺少变电站的重要设备，按照一定的比例关系将一次回路上的高电压和大电流变为可直接输入测量仪表和继电保护设备的低电压和小电流，实现二次设备与高压部分的隔离，保证设备和人身安全。

一、常规互感1.1常规互感器概述传统的电力系统中一直采用基于电磁感应原理的电磁式电流互感器（CT）和电磁式电压互感器（PT），为二次计量和保护等设备提供电流及电压信号，CT的额定输出信号为1A或5A，PT的额定输出信号为100V或100/√3V。

它们的原理和结构与变压器相似，在铁芯上绕有一、二次绕组，靠一、二次绕组之间的电磁耦合将信号从一次侧传到二次侧。

电磁型互感器的工作原理如下图额定一次电流与额定二次电流之比称为电磁型互感器的额定电流比，用Kn表示。

在理想情况下，二次电流与一次电流成正比，相位差在连接正确时为零: 但实际上一次磁动势中有一小部分将作为励磁磁动势用于产生铁心中主磁通，不能全部转化为二次磁动势。

故励磁电流是造成电磁型互感器误差的主要原因，减小误差必须减小励磁电流。

1.2电子式互感器与常规互感器相比的优势随着电力系统的发展，继电保护、电气设备自动化程度不断提高，传统电磁式互感器的缺点多。

电子式互感器弥补常规互感器的缺陷，解决电力系统难题。

(1)高低压完全隔离，安全性高，具有优良的绝缘性能。

(2)不含铁心，消除了磁饱和及铁磁谐振等问题。

(3)抗电磁干扰性能好。

(4)动态范围大，测量精度高(5)频率响应范围宽。

(6)没有因充油而潜在的易燃、易爆炸等危险。

(7)体积小、重量轻。

(8)性价比好。

综上所述，电子式互感器与常规互感器相比具有诸多优势，故选用电子式互感器。

二、电子式互感器2.1电子式互感器综述电子式互感器是互感器传感准确化、传输光纤化和输出数字化发展趋势的必然。

便于向数字化、微机化发展等诸多优点，是智能变电站的关键技术之一。

其中，发展较成熟、工程上有应用的是罗氏线圈型电流互感器（下文简写为RCT）用于保护绕组，低功率线圈型电流互感器（下文简写为LPCT）用于测量绕组，全光纤型电流互感器（下文简写为FOCT）和分压型电子式电压互感器（下文简写为EVT）。

电子式电压互感器及其在智能变电站中的应用摘要：智能电网是当前全球电力工业关注的热点，是电网未来的发展方向，而智能变电站是智能电网的重要组成部分。

电子式互感器具有高精度、高可靠性、宽响应带等传统电磁式互感器所不具备的优点，是智能变电站的关健装备元件，在智能变电站建过程中，应科学合理地选用电子式互感器。

关键词：电子式电压互感器；智能变电站；应用一、电子式互感器原理电子式互感器按传感头部分是否需要供电电源分为有源型和无源型两大类。

有源型设备包括采用Rogowski线圈或LPCT（低功率线圈）的有源型电子式电流互感器和采用分压器的有源型电子式电压互感器。

无源型设备包括基于Faraday 磁光效应的无源型电子式电流互感器和基于Pockels电光效应的无源型电子式电压互感器。

Rogowski线圈是一种特殊结构的空心线圈，将测量导线均匀地缠绕在截面均匀的非磁性材料的框架上，导线两端接上采样电阻。

低功率线圈是电磁式电流互感器的一种改进，按照高阻抗设计，使常规电流互感器在很高的一次电流下的饱和特性得到改善。

电子式互感器系统包含了合并单元、传输系统、一次转换器以及电流或电压传感器。

模拟电压、电流量由采集器就地转换成数字信号并通过光纤传送到合并器单元。

合并器单元接收并转换成符合IEC61850-9格式的数据通过光纤以太网提供给保护、测量等设备。

采集器单元和合并器单元可以根据需要是一对一、一对多或多对一等组合形式。

二、互感器定义将电网高电压、大电流经过一定的比例降低到二次侧的小电压、小电流，供二次侧计量、测量仪表及继电保护、自动装置使用的一种特殊变压器，是一次系统和二次系统的联络元件。

互感器与测量仪表和计量装置配合，可以测量一次系统的电压、电流和电能；与继电保护和自动装置配合，可以构成对电网各种故障的电气保护和自动控制。

互感器的性能优劣对电力系统测量、计量的准确性和继电器保护装置动作的可靠性有着直接的影响。

互感器按照测量电压与电流可分为电压互感器和电流互感器，电流互感器和电压互感器组合成一体构成了组合互感器。

电子式电流互感器的基本原理与应用电子式电流互感器是一种用于测量电流的装置，通过电流变换，将高电流转换为低电流以提供安全的测量，并且可以输出电压或电流信号。

本文将介绍电子式电流互感器的基本原理和应用。

原理电子式电流互感器的基本原理是利用磁性材料的磁通量比例转换电流大小。

电子式电流互感器通常使用铁心线圈，当导体通过线圈时，会产生磁场，线圈会感应出电势，根据法拉第电磁感应原理，当导体中的电流变化时，导体周围的磁场强度也会变化，因此线圈感应的电势也会发生变化。

通过变压器原理，电子式电流互感器可以将电流变换为输出电压或电流信号，从而进行测量。

电子式电流互感器通常具有高精度、高线性、低温漂移和宽频带等优点。

同时，它们还可以支持多路输入和输出，以适应各种应用场景。

应用电子式电流互感器广泛应用于各种领域，例如能源计量、电力质量监测、电力保护和控制、电池管理等。

1.能源计量在工业和民用电网中，电子式电流互感器可以用于测量电网中的实际电流，并且可以输出电流或电压信号，以监测和记录电网中的能源消耗情况。

同时，电子式电流互感器还可以进行电能质量评估，以确保电网运行正常。

2.电力质量监测电子式电流互感器可以用于监测电力系统中的电压和电流波形，以评估电力质量。

如果功率因数低或电压不稳定，电子式电流互感器可以及时检测这些问题并进行修复。

3.电力保护和控制电子式电流互感器也可以用于电力保护和控制。

它们可以检测电网中的故障电流，并在故障发生时进行保护，以避免电线过载或短路。

此外，电子式电流互感器还可以用于配电系统中的电流变化控制。

4.电池管理在一些用于储能的电池系统中，电子式电流互感器可以测量电池的电流和电压，以便管理和控制电池的充放电状况，以保护电池系统的安全性和稳定性。

总结电子式电流互感器是一种广泛应用的电流测量装置，具有高精度、高线性、低温漂移和宽频带等特点。

它们在能源计量、电力质量监测、电力保护和控制、电池管理等领域得到了广泛应用。

浅谈电子式电流电压互感器及其应用韩冰李浩（西安高研电器有限责任公司，河北电力自动化研究所）据国家电网建设中长期发展规划，开发能长期对系统运行状态进行自动监测、诊断和保护、促进高压开关的智能化发展水平的光机电一体化设备，是城乡电网迈向自动化的迫切要求。

加速开发作为系统一次电量采集单元的电子式电流电压互感器尤显迫切，这也是电力系统自动化、数字化发展的需要。

而电子式互感器是满足现代电力系统中高压电器设备向智能化、模块化、小型化、多功能、免维护方向发展的关键设备之一。

随着电力系统数字化的普及以及电力系统升级的需要，电子式互感器已经越来越多的应用于各种自动化变电站以及城市和农村电网改造中。

现代化的微机综合测量保护装置及仪器仪表不再需要互感器提供能量来工作，而仅需互感器将一次电流电压信息完整、及时、准确的采集并传送过来即可，仅需几伏的电压信号和极小的功率就能满足其接口需求，而电子式电流电压互感器能很好满足这一要求。

作为传统电磁式电流电压互感器理想的换代产品，将给电力测量和保护领域带来革命性变革。

将电子式电流电压互感器应用于电器成套设备中，将全面提升产品的智能化水平。

电子式互感器已成为国内外知名企业、科研院所和大专院校投资和研发的热点领域。

ABB、川奇、西门子等国外著名电器制造商均已投入大量资金进行了长时间研究试验，相关产品已在许多国家电网投入运行。

国电南自、西安高研等中国电器制造商生产的高、中压产品也有不少产品在国内电力系统挂网运行。

我公司是专业从事电子式电流电压互感器及智能电器设备研制、生产的民营高新技术企业。

自2002年开始研制电子式电流电压互感器，至今已有多种12千伏、40.5千伏电子式电流互感器、电子式电压互感器和电子式电流电压组合互感器通过了省级新产品（批量生产）鉴定，这也是中压领域第一家通过（批量生产）鉴定的同类企业，截至目前公司有十多种产品，两千多台套陆续投放市场，产品已为中国电科院电研华源有限公司、西安高压电器研究所有限公司、天水长城开关有限公司、四方华能电气设备有限公司、西安森源集团、国电公司龙源联合体、河北电力自动化研究所等几十家高压电器设备制造商的产品进行配套，并在陕西唐都机械厂变电室、河南周口郸城配网自动化系统、福建德化配网自动化系统、河北（清苑电力公司刘口变电站，临城电力公司岗西变电站）、江西永修电力公司乐平变电站、广东鹤山电力公司沙坪变电站、辽宁盘锦电业局等电力系统投入运行。