电子式互感器的原理比较及未来发展趋势
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电子式互感器的现状与发展前景随着电力传输容量的增加,运行电压等级越来越高,传统的电磁式电流,电压互感器暴露出如绝缘要求高,磁饱和、铁磁谐振、动态范围小、频带窄以及有油易燃、易爆炸等一系列缺点。
基于光学和电子学原理的电子式电压、电流互感器(分别简称为EVT和ECT)经过30多年的发展以其独特的优点,成为最有发展前途的一种超高压条件下电压、电流的测量设备。
早期的电子式互感器一次侧和二次侧通过光纤来传输信号,也称为光电式互感器。
2002年,IEC根据新型电子式电压、电流互感器的发展趋势,制定了关于EVT的IEC60044-7标准和ECT的IEC60044 -8标准,明确了电子式互感器的定义及相成的技术规范。
根据IEC60044-7标准,EVT采用电阻分压器.电容分压器或光学装置作为一次转换部件,利用光纤怍为一次转换器和二次转换器之间的传输系统,并装有电子器件作测量信号的传输和放大,具有模拟量电压输出或数字量输出。
根据IEC600448标准,ECT采用传统电流互感器(CT)、霍尔传感器、Rogowski线圈或光学装置作为一次转换部件,利用光纤作为一次转换器和二次转换器之间的传输系统,并装有电子器件作测量信号的传输和放大,具有模拟量电压输出或数字量输出。
电子式互感器的分类几十年来,电子式互感器产品的种类已经被开发出很多,根据原理的不同,电子式互感器可分为无源式和有源式2类。
所谓无源式电子互感器是指高压侧传感头部分不需要供电电源的电于式互感器,而有源式电子互感器是指传感头部分需要供电电源的电子式互感器。
无源式电子互感器的优点是在传感头部分不需要复杂的供电装置,整个系统的线性度比较好,缺点是传感头部分有复杂而不稳定的光学系统,容易受到多种环境因素的影响,影响了实用化的进程,虽然各国学者不断的提出新方法以提高测量准确度,备种方法都在实验室条件下取得了一定成果,但都不同程度地存在着通用性差,装置复杂等缺点,未能有效克服这个困难,其研究还有待进一步深入。
电子式互感器应用面临的主要问题
电子式互感器改变了原有的装配应用方式,例如微电子器件被前移至户外环境的高压线、隔离刀闸、断路器等强干扰源附近,必须经受恶劣气候条件以及不规则强电磁干扰的考验,所以目前电子式互感器研发和应用中面临的主要问题是:电磁干扰防护、通信差错控制、可靠电源方式以及适应户外环境,如果措施不当,易引发信号失效、保护误判、锈蚀老化等。
解决这些问题,我们需要尽快完善试验、检验相关标准,促进电子式互感器下一步研发的关注点向高可靠、高稳定方向倾斜。
电子式互感器发展方向
传感无源化:由于无源传感方式具有技术优势,独立式ECT传感部件将趋向于无源化,这包括有源式传感器将通过摆脱对外源的依赖,实现自供电,走向准无源化,由此,电子式互感器平均寿命周期将会达10年以上。
光学传感器通过提高其测量性能,简化系统结构,降低造价,进入实用。
结构组合化:利用电子式微功率、小型化优势,互感器更多以组件方式组合于变压器、全封闭组合电器、隔离刀等组合电器中,减少占地,降低造价,还可以通过功能复用促进一次电器本身的小型化和智能化。
各种方案在发挥各自优势的同时,也会相互组合,优势互补,
除了会出现各种独立、封闭式电流—电压组合互感器外,今后几年,预计还会出现LPCT/ROG-CT与光学组合版电流互感器。
功能复用化:充分利用数据共享优势,单点测试,可以多点共享,互感器同时提供Goose、RS485、MU等不同类型的数字接口,供多种测控设备共享,减少互感器多点重复安装,使设备配置更加紧凑。
部件标准化:互感器部件标准化,使具有通用性和互换性,可作为标准附件“插接”式安装于各种一次设备,不同厂家互感器可以更替和互换。
电子式电压互感器引言电子式电压互感器是一种用于测量高压电力系统中的电压的先进设备。
与传统的电抗式电压互感器相比,电子式电压互感器具有更高的精度、更低的负载和更广泛的应用范围。
本文将介绍电子式电压互感器的工作原理、特点、应用和未来发展趋势。
工作原理电子式电压互感器主要由电压分压模块和数字化处理模块组成。
电压分压模块通过高电阻的电阻器将高电压信号分压为低电压信号,然后将信号传递到数字化处理模块。
数字化处理模块将低电压信号进行放大、滤波和数字化处理,然后输出精确的电压测量结果。
特点1. 高精度:电子式电压互感器具有很高的测量精度,通常在0.2级或更高。
2. 低负载:传统的电抗式电压互感器在负载方面存在一定的问题,而电子式电压互感器具有非常低的内部负载。
3. 广泛应用:电子式电压互感器可以广泛用于电力系统中的电压测量,包括变电站、输电线路和配电系统等。
4. 抗干扰性强:电子式电压互感器采用了数字化处理技术,具有较强的抗干扰能力,可以减少外界干扰对测量结果的影响。
应用1. 变电站:电子式电压互感器可以用于变电站的电压测量,实时监测电力系统的运行状态。
2. 输电线路:电子式电压互感器可以安装在输电线路上,用于检测电力系统中的电压变化。
3. 配电系统:在配电系统中,电子式电压互感器可以用于电压测量和保护装置的输入信号。
4. 能源管理:电子式电压互感器可以与其他能源管理设备结合使用,实现对电力系统的智能监控和管理。
未来发展趋势1. 高性能数字化处理器的应用:随着数字化处理技术的不断进步,未来电子式电压互感器将采用更高性能的数字化处理器,提高测量精度和抗干扰能力。
2. 多功能集成设计:为了满足不同应用场景的需求,未来的电子式电压互感器将具备更多的功能模块,如电流测量、频率测量等。
3. 无线通信技术的应用:未来电子式电压互感器可能会采用无线通信技术,实现与其他设备的远程通信和数据传输。
4. 智能化管理系统的发展:未来电子式电压互感器将结合智能化管理系统,实现对电力系统的自动控制和远程监控。
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。
电子式互感器的原理与比较随着光纤传感技术、光纤通信技术的飞速发展,光电技术在电力系统中的应用越来越广泛。
电子式互感器就是其中之一。
电子式互感器具有体积小、重量轻、频带响应宽、无饱和现象、抗电磁干扰性能佳、无油化结构、绝缘可靠、便于向数字化、微机化发展等诸多优点,将在数字化变电站中广泛应用。
电子式互感器的诞生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结果。
电子式互感器是数字变电站的关键装备之一。
传感方法对电子式互感器的结构体系有很大影响。
光学原理的电子式互感器结构体系简单,是无源的电子式互感器。
电磁测量原理的电子式互感器是有源电子式互感器。
1电子互感器的优点1.1高低压完全隔离,安全性高,具有优良的绝缘性能,不含铁芯,消除了磁饱和及铁磁谐振等问题电磁式互感器的被测信号与二次线圈之间通过铁芯耦合,绝缘结构复杂,其造价随电压等级呈指数关系上升。
非常规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。
非常规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回路开路给设备和人身造成的危害,安全性和可靠性大大提高。
电磁式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。
非常规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。
1.2抗电磁干扰性能好,低压侧无开路高压危险电磁式电流互感器二次回路不能开路,低压侧存在开路危险。
非常规互感器的高压侧和低压侧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扰能力,低压侧无开路引起的高电压危险。
1.3动态范围大,测量精度高,频率响应范围宽电网正常运行时电流互感器流过的电流不大,但短路电流一般很大,而且随着电网容量的增加,短路电流越来越大。
电子式互感器技术发展及其应用现状目录2•电子式互感器发展背景•国内外电子式互感器发展概况•电子式互感器简介简介结构及分类有源电子式互感器无源(光学)电子式互感器•电子式互感器与二次设备的接口----合并单元电子式感器及合并单元配置•电子式互感器及合并单元配置•电子式互感器与常规互感器的比较•电子式互感器技术水平及应用现状•有关问题探讨及发展前景1. 电子式互感器有很多优点•传统的电磁式互感器存在很多缺陷:绝缘薄弱、体积笨重、动态范围小、存在铁芯饱等问题;•电子式互感器与常规互感器相比具有很多优点:比较项目常规互感器电子式互感器绝缘复杂绝缘简单体积及重量大、重体积小、重量轻CT动态范围范围小、有磁饱和范围宽、无磁饱和PT谐振易产生铁磁谐振PT无谐振现象CT二次输出不能开路可以开路输出形式模拟量输出数字量输出22.智能电网的发展需要电子式互感器•智能电网是电力系统的发展趋势,目前已在逐步实施。
步实施•智能电网要求变电站全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化。
台网络化信息共享标准化•电子式互感器具有优良的性能,采用光纤点对点或组网的方式传输数据,很好地适应了智能电网的发展需求。
国外电子式互感器研制应用概况•始于二十世纪七十年代初英国、前苏联、日本、美国等•二十世纪八十年代发展较快微电子技术、光纤传感技术及光纤通信技术推动了电子式互感器发展•二十世纪九十年代进入实用化研究阶段ABB、ALSTHOM、SIEMENS、NxtPhase等•1999年IEC60044-7(电子式电压互感器)发布2002年IEC60044-8(电子式电流互感器)发布•国外电子式互感器的研制应用概况ABB:80年代初开始光电互感器的研究光学电流/电压互感器、电子式电流/电压互感器交流系统(GIS、AIS)、高压直流输电系统应用:交流系统较少,直流系统相对较多•国外电子式互感器的研制应用概况ALSTHOM:80年代初开始光电互感器的研究,光学电流/ 80年代初开始光电互感器的研究,光学电流/电压互感器,很少应用;NxtPhase:90年代开始全光纤电流互感器、光学电压互感器的研究,技术较先进。
电子式互感器技术发展趋势阐述摘要:随着数字化技术的运用与发展,电子式互感器也开始重视这种技术的采取,因此保证了电网的安全性和环保性,方便一次设备及整个输配电系统实现智能化的目标,由此更好的维护变电站的正常运行。
本文探讨电子式互感器技术的发展趋势,结合目前数字化技术的应用趋势,分析电子式互感器未来的发展动向。
关键词:电子式互感器;发展趋势;技术手段伴随着电子式互感器的应运而生,高压电器制造业迎来了一场改革潮流。
数字化的输出和网络化接线让电网更加安全,同时又能符合环保的口号,便于及时的实现输配电系统的智能化运作目标【1】。
电子式互感器现已成为了智能变电站的重要组成部分,在现场发挥出的应用价值和研发的动态过程受到关注。
一、电子式互感器的特点分析相较于传统的互感器而言,电子式互感器拥有着诸多的特点,比如运用小信号的传输就可及时的取代大功率的输出,适当的将互感器小型化和低功率化,保证原先数十公斤的重量减小至几公斤【2】。
这种特点也可被视为优势之处。
光隔离可以替代油和气绝缘,独立式的高压互感器一二次间均是采用了光纤数字连接手段,通过适当的运用光隔离方案,将复杂且昂贵的油漆绝缘系统取而代之,由此便实现了较为明显的革命性变革,电压在不断升高的状态下,互感器的性价比也呈现出日渐增长的趋势。
数字化的输出技术可以让模拟输出被彻底的取代,这种情况为后续网络连接及智能化处理工作提供了较大的便利,借助于光纤传媒技术,能够保证发挥出更为强大的抗电磁干扰能力【3】。
网络数据共享使得多绕组并行接线被合理的替代,这种替代就是一种必然的状态,随着科学技术的进步与发展,电子式互感器单点测量数据能够实现以太网的有效传输,由此实现共享的基本目的,在车站可以适当的省去大量并行电缆。
二、电子式互感器技术的应用探究现阶段,国家已有上百个单位接触新型电子式互感器的研发,初步具备了供货能力的单位共计十几家,涉及到的门类繁多,产品达到了10-800kV,电流及电压等不同的品种极为丰富。
精 品JINGPIN电子式电流互感器的原理浅析与前景展望■韩祥帅 张彩漫中新能(大连)科技有限公司 辽宁大连 116000摘 要:改革开放以来,随着经济的发展和生活水平的提高,而近些年来,我国所去的成就毫无意外的令世人震惊,而随着时代的进步,时间的推移,毫无疑问当今社会属于电力以及网络信息化的时代,也是微电子的时代,目前,为了保障电流、电压等电子信号的输送,必须深化的研究继电保护装置。
主要通过简单的阐述电子式电流互感器的变压器的概念以及工作原理,进而探讨应用电子是电流互感器的变压器差动保护的必要性,并探讨了变压器差动保护的现状,重点强调了应用电子式电流互感器的变压器的差动保护的情况。
关键词:电子式电流互感器;原理;前景展望引言在现代化工生产企业中,大多数都使用电弧炉这种变压器来供电。
因为此种变压器不同于普通变压器,可以组成三相变压器,大范围的调度电压,使其可以大幅度的供电,促使化工生产持续的、高效的进行。
尽管电弧炉具备多种优点,但是其变压器将高伏特电压直接调变降压,存在很大的危险性,所以需要电子式电流互感器来形成差动保护,促使变压器安全运行。
但是,电子书电流互感器有效应用,形成差动保护,就需要对电子式电流互感器的工作原理和差动保护原理予以了解,科学、合理的规划电子式电流互感器的实施方案,如此才能够使电子式电流互感器在机器故障时对变压器予以差动保护。
1.电子式互感器概述随着电力系统的发展,发电和输变电的容量不断增加,为了减小变电站的占地面积和建设空间,提高电力系统的自动化程度,现阶段设计的电流互感器需要满足“智能化、数字化、一体化、光纤化”的要求。
智能化是指增加网络和微机在电气测量中的运用,赋予互感器一定的自我判断和识别能力,主要通过在外围的电路上作一些改进及在软件上进行优化。
数字化是指要尽量减少传统的模拟信号指针式读数盘的使用,采用数字式的仪表,减小测量中因读数不准而引起的人为误差。
一体化是指将多相电流互感器甚至是多相电流互感器和电压互感器做成成套设备,这样可以减少一次设备的体积,节约大量的人力、物力。
电子式互感的原理及应用1. 什么是电子式互感电子式互感(Electronic Transformer)是一种利用电子元件代替传统的磁性铁心的互感器。
它通过电子元件之间的电学耦合来实现能量传递和信号变换,提供了一种更加高效、高精度的互感解决方案。
2. 电子式互感的原理电子式互感的原理是基于电磁感应理论,利用电子元件之间的电场和磁场的相互作用来传递能量或转换信号。
其核心原理是电子元件的内部耦合和分析。
2.1 电子元件的内部耦合电子元件内部存在着电场和磁场的相互作用,并且它们的强度与电流和电压的变化有关。
通过合理设计电子元件的结构和参数,可以实现两个电子元件之间的能量传递和信号变换。
2.2 电子式互感的分析在电子式互感中,通常使用电感和变压器的原理来实现。
电感主要是利用线圈中的磁场相互耦合来传递能量或转换信号,而变压器则是通过变化的磁场来改变电压和电流的大小。
3. 电子式互感的应用电子式互感在电子器件和通信系统中具有广泛的应用,以下列举了几个常见的应用场景。
3.1 无线充电技术电子式互感被广泛应用于无线充电技术中。
通过电子式互感器,可以将电能传输到接收设备中,实现对移动设备的无线充电。
这种技术可以有效解决传统有线充电方式的不便之处,为用户提供了更加便捷的充电方式。
3.2 电力传输系统在电力传输系统中,电子式互感也得到了广泛应用。
传统的电力传输通常会有较大的能量损失,而电子式互感能够提供更高效的能量传输方式。
通过合理设计电子式互感器,可以大大减少电能损失,提高能量传输的效率。
3.3 传感器和测量电子式互感还可以应用于传感器和测量领域。
通过合理设计电子式互感器的参数,可以实现对信号的变换和放大,从而满足各种测量需求。
同时,电子式互感器还可以提供更高的精度和稳定性,使得测量结果更加准确可靠。
3.4 通信系统在通信系统中,电子式互感也扮演着重要的角色。
通过利用电子式互感器传递、变换信号,可以实现信号的放大、转换和整形等功能。
略谈电子式电流互感器的应用与发展趋势摘要:电子式电流互感器是一种基于电子技术实现的新型电流互感器,具有精度高、线性好、稳定性强、可靠性高等优点,逐渐取代了传统的电力互感器成为电力系统中电流测量的主流手段。
本文将从电子式电流互感器的原理、应用和发展趋势三个方面进行讨论,以期更深入地了解电子式电流互感器的应用前景。
关键词:电流互感器;应用与发展随着电力系统的不断发展和电子技术的不断进步,电子式电流互感器作为电力系统中的重要组成部分,越来越受到关注。
它的应用范围逐渐扩大,从最初的电能计量到现在的电力系统保护、控制、监测等多个领域。
同时,随着电子技术的快速发展,电子式电流互感器的发展也日新月异。
本文将从电子式电流互感器的应用出发,综述其在电力系统中的应用,并探讨其未来的发展趋势。
一、电子式电流互感器的原理电子式电流互感器是一种利用电子技术实现电流互感器功能的设备,它的原理基于电磁感应和电子技术的应用。
电子式电流互感器通常由两部分组成,一部分是感应部分,另一部分是处理部分。
感应部分通常包括一个磁环和一个线圈。
当通过被测电流的线圈绕制在磁环上时,线圈中就会感应出一定大小的电磁感应电动势。
该电磁感应电动势与被测电流成正比关系,其大小与线圈中感应电动势的极性和相位也与被测电流的极性和相位一致。
处理部分则是将感应部分感应出来的电信号转换为标准化的电信号,通常包括运算放大器、滤波器、采样电路、数字转换器等。
当感应部分感应到被测电流后,处理部分将感应出来的电信号进行放大、滤波、采样和数字转换等处理,最终输出一个标准化的电流信号或数字信号,以便用于测量、保护、控制和监测等应用【1】。
二、电子式电流互感器的应用电子式电流互感器是一种基于电子技术的电力测量设备,它可以将高电压电流变成低电压信号,用于电力系统中的电能计量和保护等应用。
电子式电流互感器具有精度高、响应快、体积小、安装方便等优点,因此在电力系统中得到了广泛的应用。