电子式电流互感器高压侧取能装置的设计

电子式电流互感器综述摘要：在数字化变电站中，为实现输出数字化、传输光纤化，出现了电子式电流互感器。

本文概述了电子式电流互感器的发展趋势，介绍了电子式电流互感器的原理和应用现状，分析了电子式电流互感器应用中面临的问题。

综合考虑后可知：电子式电流互感器必将得到广泛应用。

关键词：电子式电流互感器；发展趋势；原理；应用现状; 问题Abstract:In the digitized substation ,in order to realize the digital output,packtized transmission,the electronic current transformer is presented. This paper summarizes the development trend of electronic current transformer,introduces the principle and application situation of it,and analysis the problems in the application.After the comprehensive consideration,it’s concluded that electronic current transformer has a prosperous future of application.Key words: electronic current transformer; development trendency; principle; application；problems1.电子式电流互感器发展趋势现代电力系统正在走向数字化，作为数字电力系统的重要组成部分，数字变电站需要数字输出的互感器，需要光纤传输的互感器。

传感准确化、传输光纤化和输出数字化的互感器主流趋势必然导致了电子式互感器的诞生。

ZL_DLYH0101.0510PCS-9250系列电子式电流电压互感器技术和使用说明书说明：此页为封面，印刷时必须与公司标准图标合成，确保资料名称、资料编号及其相对位置与本封面一致南瑞继保电气有限公司版权所有本说明书和产品今后可能会有小的改动，请注意核对实际产品与说明书的版本是否相符。

更多产品信息，请访问互联网：目录1概述 (1)1.1应用范围 (1)1.2型号和名称 (1)1.3引用标准 (2)1.4使用环境条件 (2)1.5主要技术参数 (2)2结构及工作原理 (4)2.1总体结构 (4)2.2电流传感器 (4)2.3电压传感器 (5)2.4数字变换器 (5)3外型尺寸及装配结构 (6)4与二次设备的接口 (8)5运输、安装及调试 (8)6维护 (9)PCS-9250系列电子式电流电压互感器技术和使用说明书1概述常规仪用互感器绝缘要求高，尺寸大，重量重，价格高；动态范围小，电流互感器有饱和现象；易产生铁磁谐振。

电子式互感器是仪用互感器的发展方向。

和常规仪用互感器相比，电子式互感器绝缘结构简单，体积小、重量轻、造价低；不含铁心，无磁饱和、铁磁谐振等问题；抗电磁干扰性能好；动态范围大，频率响应宽。

依据国家电网公司科学技术项目SP11-2001-01-13-01《电子式电压电流互感器的研制》、国家经贸委技术创新项目01BK-042《数字式电压电流互感器研制》，南京南瑞继保电气有限公司联合西安西开高压电气股份有限公司共同完成了《PCS-9250系列/363kV GIS用组合型电子式电流电压互感器》项目。

1.1应用范围PCS-9250系列电子式电流电压互感器与220kV六氟化硫气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）配套，是GIS的组成元件之一。

在额定电压为220kV、频率为50Hz的电力系统中，作为测量电流、电压，为数字化计量、测控及继电保护装置提供电流、电压信息的设备使用。

可用于户内及户外环境下。

目前，GIS中普遍采用铁芯式电流电压互感器，此类互感器存在动态范围小，在故障电流下易饱和，体积大，笨重，输出信号不能直接与数字化二次设备接口等缺点。

负载对CT取能的影响分析及实验研究于玉铭;陈常涛;邹振宇;陈博;李可军;娄杰【摘要】随着智能电网的发展,诸多监测设备被应用在电力系统之中.研究在线监测设备的供电问题受到很多学者关注.对使用纳米晶铁芯和硅钢铁芯的取电线圈进行了实验,验证了使用纳米晶铁芯的线圈在接阻性负载情况下能够获取更大功率的特性,讨论了取电线圈接桥式整流加电容滤波电路后的输出特性,设计了一种功率控制电路,在高压线路电流较大时能够限制取能线圈的输出功率,从而防止后续电路过压,同时抑制铁芯的饱和,并通过实验验证了电路的有效性.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2016(049)004【总页数】6页(P97-102)【关键词】CT取能;磁饱和;纳米晶;负载;功率控制【作者】于玉铭;陈常涛;邹振宇;陈博;李可军;娄杰【作者单位】山东电力工程咨询院有限公司,山东济南250013;山东大学电气工程学院,山东济南250061;山东电力工程咨询院有限公司,山东济南250013;山东电力工程咨询院有限公司,山东济南250013;山东大学电气工程学院,山东济南250061;山东大学电气工程学院,山东济南250061【正文语种】中文【中图分类】TM76随着智能电网的发展，诸多监测设备被应用在电力系统之中。

但是这些监测设备多数需要电源，需要储能装置或者外部低压电源，储能装置存在时效性，而外部电源并非所有场合都容易获取，尤其是对于高压输电线路。

因此，研究在线监测设备的供电问题受到很多学者关注。

目前，在线监测设备常用的供电方式有：（1）采用太阳能电池板配合蓄电池进行供电，体积大，安装不方便，输出功率受天气影响［1-3］；（2）激光供电，成本较高，供电功率较小［4］；（3）采用电流互感器（CT）取能技术，利用电磁感应原理从高压线上获取电能，实现隔离供电［5-7］，具有结构简单、体积小、成本较低、稳定可靠等优点。

但是，线路电流变化较大，容易导致取能CT出现较大死区。

电子式电流互感器的设计摘要:电子式电流互感器的设计是电路供电问题中的一个难点和重点。

本文通过对电子电流互感器常用供电方案比较及电子式电流互感器的设计方案探讨,说明了电子式电流互感器的设计。

关键词:电子式电流互感器高压侧电源供能电路在目前研究的重点和热点一般是电子式电流互感器的设计方面,电子式电流互感器具有广阔的发展前景.本文所设计的是一种新型的电子式电流互感器,它具有明显的优点,其绝缘结构非常简单,重量较轻,体积较小,灵敏度高,可靠性高,测量范围相对较大大,频带较宽。

在高频开关的电源中,不仅需要检测出开关管和电感等元器件。

还要用电流检测方法对互感器、霍尔元件进行检测。

电子式电流互感器有频带较宽、能耗较小、价格较便宜、信号还原性较好等许多的优点。

在双端变换器中,电子式电流互感器的功率变压器,原为流过的正负对称双极性电流脉冲,它没有直流分量的影响,这然电流互感器可以很好的应用。

1 常用供电方案的分析比较1.1 激光供能激光供电系统主要是采用其它光源或者是激光,在低电位侧利用光纤把光能量传到高电位的一侧,再利用光电转换器件把光能量转换成电能量,经过ＤＣ－ＤＣ再次变换以后提供稳定的电源进行输出。

激光供能是一种新的供电方式,激光供能的优点把能量以光形式通过光纤传到高压侧,让高压和低压电实现了完全隔离,不让其再受电磁场干扰的影响,其稳定可靠,并且安全。

但激光供电也有设计难点,如下:第一，受激光输出功率的大小限制,尤其是光电转换效率影响,该方法提供的能量是非常有限的,制作成本也相对较高。

第二，激光供电的输出功率和发光波长都会受到温度的影响,一定要采取相应的措施实现对温度的自动控制。

1.2 母线电流取能供电在母线电流取能供电中为了平衡负载的电阻。

供电的都是能量来自高压母线的电流,电能的获取是利用一个套在母线上磁感应线圈来实现的,母线环的周围有大量的磁场,并通过磁场来获取所需的能量,再经过处理,提供给高压的电子线路。

高压低压配电柜的电能计量装置有哪些高压低压配电柜是电力系统中的重要设备，用于对电能进行分配和控制。

为了正确评估电力消耗和管理电能的使用，需要安装电能计量装置。

本文将介绍高压低压配电柜中常见的电能计量装置。

一、电能表电能表是用来测量电能消耗的装置，分为电子式电能表和电动式电能表两种。

1. 电子式电能表：采用先进的电子技术，具有精确度高、适应性强、抗干扰能力好等特点。

常见的电子式电能表有智能电能表、电子式多功能电能表等。

2. 电动式电能表：采用机械传动原理，通过电流在电磁场中产生力矩，进而驱动计数器记录电能的消耗。

电动式电能表一般与高压低压配电柜配套使用。

二、电流互感器电流互感器是将高电压回路中的电流转化为低电流输出，用于测量电流的变压器。

电流互感器可以将高电流转换为便于测量的较小电流，方便对电流进行监测和计量。

三、电压互感器电压互感器是将高电压回路中的电压转化为低电压输出，用于测量电压的变压器。

电压互感器可以将高电压转换为便于测量的较小电压，方便对电压进行监测和计量。

四、电能质量分析仪电能质量分析仪是用来监测和分析电能质量的仪器。

它可以测量电压波形、电流波形、频率、功率因数等参数，帮助用户评估电能质量，并及时发现和解决电能质量问题。

五、数据采集终端数据采集终端用于将电能计量装置获取的电能数据进行采集和传输。

它可以通过通信网络将数据传输给监控系统或计算机，实现对电能消耗的远程监测和管理。

六、监控系统监控系统是用于对配电柜及其电能计量装置进行监测和管理的系统。

通过监控系统，用户可以实时获取电能消耗情况、电能质量指标等信息，并进行数据分析和报表生成。

总结：高压低压配电柜的电能计量装置包括电能表、电流互感器、电压互感器、电能质量分析仪、数据采集终端和监控系统等。

这些装置的组合使用可以实现对电能的准确计量、电能质量的监测和管理，为电力系统的正常运行和节能减排提供重要的支持。

高压电压互感器的设计本科毕业论文摘要随着中国社会主义经济的飞速发展，电力技术也必须不断发展，使得它能适应中国农工商业的用电需求。

电力系统输电容量的不断扩大，远距离输电迅速增加，电网等级的不断提高。

为了使变电站自动化的技术进一步改善，互感器不断的改良更新，使二次系统起到更精确的测量和监控作用。

本文通过对几种电压互感器的结构分析，比较其各自的优缺点，最终选择了阻容式电压互感器作为本文的研究对象。

通过初步电路设计，原理分析，参数计算，确定阻容式分压式传感器的结构组成，通过仿真和实验，证明出其测量准确度高，暂态相应特性好，线性无饱和等一系列优点。

然后通过有源光学电压传感器设计，使其满足电力系统测控和继电保护对电压信号的取样要求。

最后通过对传感头和信号处理器的屏蔽，系统悬浮接地，在电路板上的电源与地线间加去耦电容等方法，使其电磁兼容措施得到完善，让系统的可靠性得到进一步的保证和提高。

关键词：电压互感器；计算；MATLAB仿真AbstractWith socialism in China's rapid economic development, power technology must continue to develop, make it to the Chinese agricultural trade demand. Power transmission system capacity continues to expand, a rapid increase in long-distance power transmission, power grids levels rising. For substation automation technology to further improve the transformer constantly improved update so that the second system has played a more precise measurement and monitoring role.Based on several voltage transformer structure analysis and comparison of their respective merits, finally chose the RCVT transformer, as this study. The initial circuit design, principleanalysis, parameter calculation, to determine R-pressure sensor structure and Through simulation and experiment, has demonstrated this kind of AOVT has advantages of high accuracy, better transient response characteristics, well linearity and no saturation etc. Then through an ideal project in the design of AOVT, make it responsive to the power system protection and control of the voltage signal sampling requirements. Finally, the sensor and signal processor shielding, grounding suspension system, circuit filter into the methods, EMC measures to enable it to be perfect, so that the reliability of the system is further assured and improved.Keywords:tension transformer; count; MATLABsimilation目录摘要 (I)Abstract ................................................... II 1绪论 (1)1.1 题目背景及目的 (1)1.2 国内外研究状况 (1)2 电压互感器原理 (4)2.1 电压互感器工作原理 (4)2.2 电容式电压互感器工作原理 (5)2.3 电阻式电压互感器工作原理 (6)2.4 阻容分压型互感器工作原理及参数计算 (7)2.5 电压互感器的分类 (9)3 电压互感器设计计算 (11)3.1 计算依据 (11)3.2 铁心设计计算 (11)3.3 铁心截面确定 (12)3.4 绕组设计计算 (15)4 阻容分压型互感器 (19)4.1 阻容分压器 (19)4.2 阻容分压式互感器原理接线图 (19)4.3 阻容分压互感器的元件选择及测量 (20)4.4 电阻元件的器件选择及测量 (21)5 电子式电压互感器的信号处理系统 (22)5.1 引言 (22)5.2 滤波电路 (22)5.3 积分电路 (22)5.4 模数转换环节的设计 (24)6 电磁兼容设计 (25)6.1 电磁兼容的分类 (25)6.2 我国的电磁兼容技术标准体系 (25)6.3 部分电磁兼容技术介绍 (25)6.4 电磁兼容初步设计 (26)7 MATLAB仿真 (27)7.1 引言 (27)7.2 仿真原理图 (27)7.3 仿真参数设置 (28)7.4 仿真波形 (31)总结 (32)参考文献 (33)致谢 (34)1 绪论1.1 题目背景及目的随着生产的发展，对电力的需求量越来越大、电压等级越来越高，使得传统电压互感器（PT）的体积越来越大、造价越来越高，同时也给PT的防爆和电力系统的安全带来很大的困难。

ZL_DLYH0101.0510ECVT1-252电子式电流电压互感器技术和使用说明书说明：此页为封面，印刷时必须与公司标准图标合成，确保资料名称、资料编号及其相对位置与本封面一致南瑞继保电气有限公司版权所有本说明书和产品今后可能会有小的改动，请注意核对实际产品与说明书的版本是否相符。

更多产品信息，请访问互联网：目录1 概述 (1)1.1应用范围 (1)1.2型号和名称 (1)1.3引用标准 (2)1.4使用环境条件 (2)1.5主要技术参数 (2)2 结构及工作原理 (3)2.1总体结构 (3)2.2电流传感器 (4)2.3电压传感器 (4)2.4数字变换器 (5)3 外型尺寸及装配结构 (5)4 与二次设备的接口 (7)5 运输、安装及调试 (7)6 维护 (8)ECVT1-252电子式电流电压互感器技术和使用说明书1 概述常规仪用互感器绝缘要求高，尺寸大，重量重，价格高；动态范围小，电流互感器有饱和现象；易产生铁磁谐振。

电子式互感器是仪用互感器的发展方向。

和常规仪用互感器相比，电子式互感器绝缘结构简单，体积小、重量轻、造价低；不含铁心，无磁饱和、铁磁谐振等问题；抗电磁干扰性能好；动态范围大，频率响应宽。

依据国家电网公司科学技术项目SP11-2001-01-13-01《电子式电压电流互感器的研制》、国家经贸委技术创新项目01BK-042《数字式电压电流互感器研制》，南京南瑞继保电气有限公司联合西安西开高压电气股份有限公司共同完成了《ECVTⅠ- 252/363kV GIS用组合型电子式电流电压互感器》项目。

1.1 应用范围ECVT1-252电子式电流电压互感器与220kV六氟化硫气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）配套，是GIS的组成元件之一。

在额定电压为220kV、频率为50Hz的电力系统中，作为测量电流、电压，为数字化计量、测控及继电保护装置提供电流、电压信息的设备使用。

可用于户内及户外环境下。

《智能变电站运行管理规范》（最新版）为进一步规范电网智能化变电站运行管理工作，保证智能设备安全可靠运行,本规范结合国家电网公司及相关网、省电力公司相关管理标准及现场运行实际,参考各省的《智能变电站运行管理规范》，完成现《智能变电站运行管理规范(最新版）》,供各单位参考和借鉴。

目录1 总则2 引用标准3 术语4 管理职责4。

1 管理部门职责4.2 运检单位职责5 运行管理5。

1 巡视管理5。

2 定期切换、试验制度5.3 倒闸操作管理5。

4 防误管理5.5 异常及事故处理6 设备管理6。

1 设备分界6.2 验收管理6.3 缺陷管理6.4 台账管理7 智能系统管理7。

1 站端自动化系统7。

2 设备状态监测系统7.3 智能辅助系统8 资料管理8.1 管理要求8.2 应具备的规程8.3 应具备的图纸资料9 培训管理9.1 管理要求9。

2 培训内容及要求1 总则1.1 为规范智能变电站设备生产管理，促进智能变电站运行管理水平的提高，保证智能变电站设备的安全、稳定和可靠运行，特制定本规范。

1.2 本规范依据国家和电力行业的有关法规、规程、制度，智能变电站技术标准、规范等，并结合智能变电站变电运行管理的实际而制定。

1.3 本规范对智能变电站设备的管理职责、运行管理、设备管理、智能系统管理、资料管理和培训管理等六个方面的工作内容提出了规范化要求。

1.4 本规范适用于江苏省电力公司系统内的智能变电站的运行管理。

常规变电站中的智能设备的运行管理参照执行。

1。

5 本规范如与上级颁发的规程、制度等相抵触时，按上级有关规定执行。

2 引用标准Q/GDW 383—2010《智能变电站技术导则》Q/GDW 393-2010《110(66)kV~220kV 智能变电站设计规范》Q/GDW394 《330kV～750kV 智能变电站设计规范》Q/GDW 410—2010《高压设备智能化技术导则》及编制说明Q/GDW 424-2010《电子式电流互感器技术规范》及编制说明Q/GDW 425—2010《电子式电压互感器技术规范》及编制说明Q/GDW 426-2010《智能变电站合并单元技术规范》及编制说明Q/GDW 427—2010《智能变电站测控单元技术规范》及编制说明Q/GDW 428-2010《智能变电站智能终端技术规范》及编制说明Q/GDW 429—2010《智能变电站网络交换机技术规范》及编制说明Q/GDW 430—2010《智能变电站智能控制柜技术规范》及编制说明Q/GDW 431-2010《智能变电站自动化系统现场调试导则》及编制说明Q/GDW 441-2010《智能变电站继电保护技术规范》Q/GDW580 《智能变电站改造工程验收规范（试行）》Q/GDWZ414 《变电站智能化改造技术规范》Q/GDW640 《110（66）千伏变电站智能化改造工程标准化设计规范》Q/GDW6411 《220kV 千伏变电站智能化改造工程标准化设计规范》Q/GDW642 《330kV 及以上330～750 千伏变电站智能化改造工程标准化设计规范》Q/GDW750—2012 《智能变电站运行管理规范》国家电网安监[2006]904 号《国家电网公司防止电气误操作安全管理规定》国家电网生[2008］1261 号《无人值守变电站管理规范（试行）》国家电网科[2009］574 《无人值守变电站及监控中心技术导则》国家电网安监[2009］664 号国家电网公司《电力安全工作规程（变电部分）》国家电网生［2006］512 号《变电站运行管理规范》国家电网生[2008］1256 号《输变电设备在线监测系统管理规范（试行)》3 术语3。

电子式电流电压互感器PCS-9250P系列电子式互感器包括10kV~800kV不同电压等级的独立型电子式电流电压•GIS电子式电流电压互感器GIS用电子式电流电压互感器可用于66kV（110kV、220kV、330kV或500kV）六氟化硫气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）中，测量一次电流、电压，输出信号供数字化计量、测控及继电保护装置使用。

可用于户内及户外环境下。

本产品具有如下特点：（1）高低压间以SF6气体绝缘，绝缘结构简单可靠，体积小，重量轻；（2）电流互感器与电压互感器可组合为一体，实现对一次电流和电压的同时检测；（3）GIS电子式互感器可与不同厂家的GIS配套使用；（4）电流传感器采用LPCT及空芯线圈，电流测量精度高、动态范围大、暂态特性好；（5）电压传感器采用基于气体介质的电容分压测量技术，精度高、稳定性好；（6）电流电压传感器及远端模块双套冗余配置，可靠性高；（7）每个远端模块双A/D采样，并有多项自检功能，进一步提高可靠性；（8）在远端模块中采用软件积分与硬件积分相结合的方法，可真实地反应一次稳态和暂态电流、电压信号。

110kV GIS用电子式互感器为三相共箱结构，用于三相共箱GIS中，220kV、330kV及500kV GIS用电子式互感器为单相结构，实物照片如下图所示。

独立型电子式电流电压互感器独立型电子式电流电压互感器可用于66kV（110kV、220kV、330kV或500kV）敞开式变电站，测量一次电流、电压，输出信号供数字化计量、测控及继电保护装置使用。

可用于户内及户外环境下。

本产品具有如下特点：（1）电流互感器与电压互感器可组合为一体，实现对一次电流电压的同时测量；（2）电流传感器采用LPCT及空芯线圈，电流测量精度高、动态范围大、暂态特性好；（3）电压互感器采用技术成熟的电容分压器传感一次电压，精度高、稳定性好；（4）远端模块双套冗余配置，可靠性高；（5）每个远端模块双A/D采样，并有多项自检功能，进一步提高可靠性；（6）采用激光供能与母线取能相结合的方法为远端模块供电，可靠性高。