干式電流互感器。由普通絕緣材料經(jīng)浸漆處理作為絕緣。
澆注式電流互感器。用環(huán)氧樹脂或其他樹脂混合材料澆注成型的電流互感器。
油浸式電流互感器。由絕緣紙和絕緣油作為絕緣,一般為戶外型。當前中國在各種電壓等級均為常用。
氣體絕緣電流互感器。主絕緣由氣體構成。
按電流變換原理分
電磁式電流互感器。根據(jù)電磁感應原理實現(xiàn)電流變換的電流互感器。
光電式電流互感器。通過光電變換原理以實現(xiàn)電流變換的電流互感器。
按安裝方式分
貫穿式電流互感器。用來穿過屏板或墻壁的電流互感器。
支柱式電流互感器。安裝在平面或支柱上,兼做一次電路導體支柱用的電流互感器。
套管式電流互感器。沒有一次導體和一次絕緣,直接套裝在絕緣的套管上的一種電流互感器。
母線式電流互感器。沒有一次導體但有一次絕緣,直接套裝在母線上使用的一種電流互感器。
按原理分為電磁感應式和電容分壓式兩類。
電磁感應式多用于 220kV及以下各種電壓等級。電容分壓式一般用于110kV以上的電力系統(tǒng),330~765kV超高壓電力系統(tǒng)應用較多。電壓互感器按用途又分為測量用和保護用兩類。對前者的主要技術要求是保證必要的準確度;對后者可能有某些特殊要求,如要求有第三個繞組,鐵心中有零序磁通等。
互感器的額定變比KN指電壓互感器的額定電壓比和電流互感器的額定電流比。前者定義為原邊繞組額定電壓U1N與副邊繞組額定電壓 U2N之比;后者則為額定電流I1N與I2N之比。即 KN=U1N/U2N (對電壓互感器) KN=I1N/I2N (對電流互感器) 電壓(或電流)互感器原邊電壓(或電流)在一定范圍內變動時,一般規(guī)定為0.85~1.15U1N(或10~120%I1N),副邊電壓(或電流)應按比例變化,而且原、副邊電壓(或電流)應該同相位。但由于互感器存在內阻抗、勵磁電流和損耗等因素而使比值及相位出現(xiàn)誤差,分別稱為比差和角差。 比差為經(jīng)折算后的二次電壓(或二次電流)與一次電壓(或一次電流)量值大小之差對后者之比,即 fU 為電壓互感器的比差,fI 為電流互感器的比差。當KNU2>U1(或KNI2>I1)時,比差為正,反之為負。 角差為二次電壓(或二次電流)相量旋轉180°后與一次電壓(或一次電流)相量之間的夾角,以分為單位。并規(guī)定副邊的-妧2(或-夒2)超前于妧1(或夒1)時,角差為正,反之為負。 對沒有采取補償措施的電壓互感器,比差為負,角差一般為正值,比差的絕對值和角差均隨電壓的增大而減小;鐵心飽和時,比差與角差均隨電壓的增大而增大。 對于沒有采取補償措施的電流互感器,比差為負值,角差為正值,比差的絕對值和角差均隨電流增大而減小。 采用補償?shù)霓k法可以減小互感器的誤差。一般通過在互感器上加繞附加繞組或增添附加鐵心,以及接入相應的電阻、電感、電容元件來補償。常用的補償法有匝數(shù)補償、分數(shù)匝補償、小鐵心補償、并聯(lián)電容補償?shù)取?/p>
利用變壓器原、副邊電流成比例的特點制成。其工作原理、等值電路也與一般變壓器相同,只是其原邊繞組串聯(lián)在被測電路中,且匝數(shù)很少;副邊繞組接電流表、繼電器電流線圈等低阻抗負載,近似短路。原邊電流(即被測電流)和副邊電流取決于被測線路的負載,而與電流互感器的副邊負載無關。由于副邊接近于短路,所以原、副邊電壓U1和都很小,勵磁電流I0也很小。 電流互感器運行時,副邊不允許開路。因為一旦開路,原邊電流均成為勵磁電流,使磁通和副邊電壓大大超過正常值而危及人身和設備安全。因此,電流互感器副邊回路中不許接熔斷器,也不允許在運行時未經(jīng)旁路就拆下電流表、繼電器等設備。 電流互感器的接線方式按其所接負載的運行要求確定。最常用的接線方式為單相,三相星形和不完全星形。
電流互感器的極性
電流互感器在交接及大修前后應進行極性試驗,以防在接線時將極性弄錯,造成在繼電保護回路上和計量回路中引起保護裝置錯誤動作和不能夠正確的進行測量,所以必須在投運前做極性試驗。
極性關系表征:
標有L1、K1和C1的各出線端子在同一瞬間具有同一極性。
測量電流互感器的極性的方法很多,我們在工作時常采用的有以下三種試驗方法:①直流法;②交流法;③儀器法。
1 直流法
見圖1。用1.5~3V干電池將其正極接于互感器的一次線圈L1,L2接負極,互感器的二次側K1接毫安表正極,負極接K2,接好線后,將K合上毫安表指針正偏,拉開后毫安表指針負偏,說明互感器接在電池正極上的端頭與接在毫安表正端的端頭為同極性,即L1、K1為同極性即互感器為減極性。如指針擺動與上述相反為加極性。
2 交流法
見圖2,將電流互感器一、二次線圈的L2和二次側K2用導線連接起來,在二次側通以1~5V的交流 電壓(用小量程),用10V以下的電壓表測量U2及U3的數(shù)值若U3=U1-U2為減極性。
U3=U1 U2為加極性。注意:在試驗過程中盡量使通入電壓低一些,以免電流太大損壞線圈,為了讀數(shù)清楚電壓表盡量選擇小一些,變流比在5以下時采用交流法測量比較簡單準確,對變流比超過10的互感器不要采用這種方法進行測量,因為U2的數(shù)值較小U3與U1的數(shù)值接近,電壓表的讀數(shù)不易區(qū)別大小,所以在測量時不好辨別,一般不宜采用此法測量極性。
3 儀表法
一般的互感器校驗儀都有極性指示器,在測量電流互感器誤差之前儀器可預先檢查極性,若指示器沒有指示則說明被試電流互感器極性正確(減極性)。
電磁式互感器的電子式與電磁式互感器在智能電網(wǎng)中的應用
電磁型互感器穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)特性分析,可總結出以下特點: 一次匝數(shù)少,二次匝數(shù)多; 正常工作時磁通密度低,故障時磁通密度大,存在飽和現(xiàn)象; 高內阻; 二次負載小,二次不能開路; 電氣絕緣薄弱、體積笨重; 可...
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樓上有點問題電子式電流互感器,目前主要指的是輸出信號為數(shù)字信號,形式不限。主要有:1、有源式,通過傳統(tǒng)電磁式和羅格夫線圈得到測量和保護電流,在高壓側變換為數(shù)字信號,如果光纖傳輸?shù)降孛?。高壓側能量通過激...
干式電流互感器。由普通絕緣材料經(jīng)浸漆處理作為絕緣。
澆注式電流互感器。用環(huán)氧樹脂或其他樹脂混合材料澆注成型的電流互感器。
油浸式電流互感器。由絕緣紙和絕緣油作為絕緣,一般為戶外型。當前中國在各種電壓等級均為常用。
氣體絕緣電流互感器。主絕緣由氣體構成。
按電流變換原理分
電磁式電流互感器。根據(jù)電磁感應原理實現(xiàn)電流變換的電流互感器。
光電式電流互感器。通過光電變換原理以實現(xiàn)電流變換的電流互感器。
按安裝方式分
貫穿式電流互感器。用來穿過屏板或墻壁的電流互感器。
支柱式電流互感器。安裝在平面或支柱上,兼做一次電路導體支柱用的電流互感器。
套管式電流互感器。沒有一次導體和一次絕緣,直接套裝在絕緣的套管上的一種電流互感器。
母線式電流互感器。沒有一次導體但有一次絕緣,直接套裝在母線上使用的一種電流互感器。
按原理分為電磁感應式和電容分壓式兩類。
電磁感應式多用于 220kV及以下各種電壓等級。電容分壓式一般用于110kV以上的電力系統(tǒng),330~765kV超高壓電力系統(tǒng)應用較多。電壓互感器按用途又分為測量用和保護用兩類。對前者的主要技術要求是保證必要的準確度;對后者可能有某些特殊要求,如要求有第三個繞組,鐵心中有零序磁通等。
保護用電壓互感器(或電壓互感器的保護繞組。在電網(wǎng)故障狀態(tài)下,向繼電保護等裝置提供電網(wǎng)故障電壓信息。
按絕緣介質分干式電壓互感器:由普通絕緣材料浸漬絕緣漆作為絕緣,多用在及以下低電壓等級。
澆注絕緣電壓互感器:由環(huán)氧樹脂或其他樹脂混合材料澆注成型,多用在及以下電壓等級。
油浸式電壓互感器:由絕緣紙和絕緣油作為絕緣,是中國最常見的結構型式,常用于及以下電壓等級。
氣體絕緣電壓互感器:由氣體作主絕緣,多用在較高電壓等級。
通常專供測量用的低電壓互感器是干式,高壓或超高壓密封式氣體絕緣(如六氟化硫)互感器也是干式。澆注式適用于35kV及以下的電壓互感器,35kV以上的產品均為油浸式。
按相數(shù)分:絕大多數(shù)產品是單相的,因為電壓互感器容量小,器身體積不大,三相高壓套管間的內外絕緣要求難以滿足,所以只有3-15kV的產品有時采用三相結構。
按電壓變換原理分電磁式電壓互感器:根據(jù)電磁感應原理變換電壓,原理與基本結構和變壓器完全相似,我國多在及以下電壓等級采用。
電容式電壓互感器:由電容分壓器、補償電抗器、中間變壓器、阻尼器及載波裝置防護間隙等組成,用在中性點接地系統(tǒng)里作電壓測量、功率測量、繼電防護及載波通訊用。
光電式電壓互感器:通過光電變換原理以實現(xiàn)電壓變換。
按使用條件分,戶內型電壓互感器:安裝在室內配電裝置中,一般用在及以下電壓等級。
戶外型電壓互感器:安裝在戶外配電裝置中,多用在及以上電壓等級。
按一次繞組對地運行狀態(tài)分,一次繞組接地的電壓互感器:單相電壓互感器一次繞組的末端或三相電壓互感器一次繞組的中性點直接接地。
一次繞組不接地的電壓互感器:單相電壓互感器一次繞組兩端子對地都是絕緣的;三相電壓互感器一次繞組的各部分,包括接線端子對地都是絕緣的,而且絕緣水平與額定絕緣水平一致。
按磁路結構分,單級式電壓互感器。一次繞組和二次繞組(根據(jù)需要可設多個二次繞組同繞在一個鐵芯上,鐵芯為地電位。中國在及以下電壓等級均用單級式。
串級式電壓互感器。一次繞組分成幾個匝數(shù)相同的單元串接在相與地之間,每一單元有各自獨立的鐵芯,具有多個鐵芯,且鐵芯帶有高電壓,二次繞組(根據(jù)需要可設多個二次繞組處在最末一個與地連接的單元。我國在電壓等級常用此種結構型式。)
其工作原理與變壓器相同,基本結構也是鐵心和原、副繞組。特點是容量很小且比較恒定,正常運行時接近于空載狀態(tài)。電壓互感器本身的阻抗很小,一旦副邊發(fā)生短路,電流將急劇增長而燒毀線圈。為此,電壓互感器的原邊接有熔斷器,副邊可靠接地,以免原、副邊絕緣損毀時,副邊出現(xiàn)對地高電位而造成人身和設備事故。測量用電壓互感器一般都做成單相雙線圈結構,其原邊電壓為被測電壓(如電力系統(tǒng)的線電壓),可以單相使用,也可以用兩臺接成V-V形作三相使用。實驗室用的電壓互感器往往是原邊多抽頭的,以適應測量不同電壓的需要。供保護接地用電壓互感器還帶有一個第三線圈,稱三線圈電壓互感器。三相的第三線圈接成開口三角形,開口三角形的兩引出端與接地保護繼電器的電壓線圈聯(lián)接。正常運行時,電力系統(tǒng)的三相電壓對稱,第三線圈上的三相感應電動勢之和為零。一旦發(fā)生單相接地時,中性點出現(xiàn)位移,開口三角的端子間就會出現(xiàn)零序電壓使繼電器動作,從而對電力系統(tǒng)起保護作用。線圈出現(xiàn)零序電壓則相應的鐵心中就會出現(xiàn)零序磁通。為此,這種三相電壓互感器采用旁軛式鐵心(10kV及以下時)或采用三臺單相電壓互感器。對于這種互感器,第三線圈的準確度要求不高,但要求有一定的過勵磁特性(即當原邊電壓增加時,鐵心中的磁通密度也增加相應倍數(shù)而不會損壞)。
電磁感應式電壓互感器的等值電路與變壓器的等值電路相同。
在電容分壓器的基礎上制成。電容C1和C2串聯(lián),U1為原邊電壓,為C2上的電壓??蛰d時,電容C2上的電壓為 由于C1和C2均為常數(shù),因此正比于原邊電壓。但實際上,當負載并聯(lián)于電容C2兩端時,將大大減小,以致誤差增大而無法作電壓互感器使用。為了克服這個缺點,在電容C2兩端并聯(lián)一帶電抗的電磁式電壓互感器YH,組成電容分壓式電壓互感器。電抗可補償電容器的內阻抗。YH有兩個副繞組,第一副繞組可接補償電容Ck供測量儀表使用;第二副繞組可接阻尼電阻Rd,用以防止諧振引起的過電壓。
電容式電壓互感器多與電力系統(tǒng)載波通信的耦合電容器合用,以簡化系統(tǒng),降低造價。此時,它還需滿足通信運行上的要求。
測量用電流互感器
測量用電流互感器(或電流互感器的測量繞組。在正常工作電流范圍內,向測量、計量等裝置提供電網(wǎng)的電流信息。
測量用電流互感器主要與測量儀表配合,在線路正常工作狀態(tài)下,用來測量電流、電壓、功率等。
測量用微型電流互感器主要要求:
1、絕緣可靠;
2、足夠高的測量精度;
3、當被測線路發(fā)生故障出現(xiàn)的大電流時互感器應在適當?shù)牧砍虄蕊柡停ㄈ?00%的額定電流)以保護測量儀表;
保護用電流互感器
保護用電流互感器(或電流互感器的保護繞組。在電網(wǎng)故障狀態(tài)下,向繼電保護等裝置提供電網(wǎng)故障電流信息。
保護用電流互感器主要與繼電裝置配合,在線路發(fā)生短路過載等故障時,向繼電裝置提供信號切斷故障電路,以保護供電系統(tǒng)的安全。保護用微型電流互感器的工作條件與測量用互感器完全不同,保護用互感器只是在比正常電流大幾倍幾十倍的電流時才開始有效的工作。
保護用互感器主要要求:
1、絕緣可靠;
2、足夠大的準確限值系數(shù);
3、足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性;
保護用互感器在額定負荷下能夠滿足準確級的要求最大一次電流叫額定準確限值一次電流。準確限值系數(shù)就是額定準確限值一次電流與額定一次電流比。當一次電流足夠大時鐵芯就會飽和起不到反映一次電流的作用,準確限值系數(shù)就是表示這種特性。保護用互感器準確等級5P、10P。
互感器分為電壓互感器和電流互感器兩大類測量用電壓互感器(或電壓互感器的測量繞組。在正常電壓范圍內,向測量、計量裝置提供電網(wǎng)電壓信息。
由電壓互感器和電流互感器組合并形成一體的互感器稱為組合式互感器,也有把與組合電器配套生產的互感器稱為組合式互感器。
電力系統(tǒng)用互感器是將電網(wǎng)高電壓、大電流的信息傳遞到低電壓、小電流二次側的計量、測量儀表及繼電保護、自動裝置的一種特殊變壓器,是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的聯(lián)絡元件,其一次繞組接入電網(wǎng),二次繞組分別與測量儀表、保護裝置等互相連接?;ジ衅髋c測量儀表和計量裝置配合,可以測量一次系統(tǒng)的電壓、電流和電能;與繼電保護和自動裝置配合,可以構成對電網(wǎng)各種故障的電氣保護和自動控制?;ジ衅餍阅艿暮脡?,直接影響到電力系統(tǒng)測量、計量的準確性和繼電器保護裝置動作的可靠性。
互感器分為電壓互感器和電流互感器兩大類,其主要作用有:將一次系統(tǒng)的電壓、電流信息準確地傳遞到二次側相關設備;將一次系統(tǒng)的高電壓、大電流變換為二次側的低電壓(標準值)、小電流(標準值),使測量、計量儀表和繼電器等裝置標準化、小型化,并降低了對二次設備的絕緣要求;將二次側設備以及二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)高壓設備在電氣方面很好地隔離,從而保證了二次設備和人身的安全。
互感器的功能是:將高電壓或大電流按比例變換成標準低電壓(100V或100/V)或標準小電流(5A或1A,均指額定值),以便實現(xiàn)測量儀表、保護設備和自動控制設備的標準化、小型化。此外,互感器還可用于隔離開高電壓系統(tǒng),以保證人身和設備的安全。根據(jù)電力系統(tǒng)的需要,互感器又分為獨立式和設備套管上配套用兩種。
電磁式互感器工作原理
在供電用電的線路中電流電壓大大小小相差懸殊從幾安到幾萬安都有。為便于二次儀表測量需要轉換為比較統(tǒng)一的電流,另外線路上的電壓都比較高如直接測量是非常危險的。電流互感器就起到變流和電氣隔離作用。
較早前,顯示儀表大部分是指針式的電流電壓表,所以電流互感器的二次電流大多數(shù)是安培級的(如5A等)。當今電量測量大多數(shù)字化,而計算機的采樣的信號一般為毫安級(0-5V、4-20mA等)。微型電流互感器二次電流為毫安級,主要起大互感器與采樣之間的橋梁作用。
微型電流互感器稱之為“儀用電流互感器”。(“儀用電流互感器”有一層含義是在實驗室使用的多電流比精密電流互感器,一般用于擴大儀表量程。)
電流互感器原理線路圖微型電流互感器與變壓器類似也是根據(jù)電磁感應原理工作,變壓器變換的是電壓而微型電流互感器變換的是電流罷了。繞組N1接被測電流,稱為一次繞組(或原邊繞組、初級繞組);繞組N2接測量儀表,稱為二次繞組(或副邊繞組、次級繞組)。
微型電流互感器一次繞組電流I1與二次繞組I2的電流比,叫實際電流比K。微型電流互感器在額定工作電流下工作時的電流比叫電流互感器額定電流比,用Kn表示。Kn=I1n/I2n
沒有經(jīng)過補償?shù)幕ジ衅?,比差均為負值,角差均為正值。而各級互感器的誤差允許范圍是正負偏差。因此可以利用正負偏差的富余范圍,使互感器精度提高。
為了提高互感器的精度,一般采用各種補償方法。一般情況下因為補償?shù)臄?shù)值較小,可以認為對鐵芯的磁場基本不影響。這樣可以采用誤差疊加進行計算?;ジ衅餮a償方法有匝數(shù)補償、輔助鐵芯補償、電容補償?shù)取?h3 class="title-text">電磁式互感器匝數(shù)補償
互感器匝數(shù)補償方法最簡單,只要二次繞組比額定匝數(shù)少繞幾匝Nx即可?;ジ衅餮a償前的比差為負值,少繞幾匝二次繞組電流增加起到補償作用。補償量如下,
Δf=Nx/(N2-Nx)×100%
匝數(shù)補償只對比差起到補償作用,補償量與二次負荷和電流大小無關。補償匝數(shù)一般只有幾匝,匝數(shù)補償應計算電流低端二次阻抗最大時,和電流高端二次阻抗最小時誤差。對于高精度的微型電流互感器匝數(shù)補償那怕只補償1匝,就會補償過量。這時可以采用半匝或分數(shù)匝補償。但是電流互感器的匝數(shù)是以通過鐵芯窗口的封閉回路計算的,電流互感器的匝數(shù)是一匝一匝計算的,不存在半匝的情況。采用半匝或分數(shù)匝補償必須采用輔助手段如:雙繞組、雙鐵芯等。
輔助鐵芯補償對比差、角差都起到補償作用,但輔助鐵芯補償?shù)姆椒ㄖ谱鞴に嚤容^復雜。
電容補償,直接在二次繞組兩端并聯(lián)電容就可以。其對比差起正補償作用,補償大小與二次負荷Z=R iX中X分量成正比,與補償電容大小成正比;對角差都起到負補償,補償大小與二次負荷Z=R iX中R分量成正比,與補償電容大小成正比。電容補償是一種比較理想的補償方法。在微型精密電流互感器中,一般二次繞組直接接運放的電流/電壓變換,其二次阻抗基本為0,此時電容補償?shù)淖饔镁捅容^小。一般可以在電流/電壓變換階段增加移相電路可以解決角差問題。用戶可以根據(jù)電流互感器出廠時所帶的該互感器的檢驗報告中檢驗誤差數(shù)據(jù)進行調整計算移相電路。
互感器的額定變比KN指電壓互感器的額定電壓比和電流互感器的額定電流比。前者定義為原邊繞組額定電壓U1N與副邊繞組額定電壓 U2N之比;后者則為額定電流I1N與I2N之比。即 KN=U1N/U2N (對電壓互感器) KN=I1N/I2N (對電流互感器) 電壓(或電流)互感器原邊電壓(或電流)在一定范圍內變動時,一般規(guī)定為0.85~1.15U1N(或10~120%I1N),副邊電壓(或電流)應按比例變化,而且原、副邊電壓(或電流)應該同相位。但由于互感器存在內阻抗、勵磁電流和損耗等因素而使比值及相位出現(xiàn)誤差,分別稱為比差和角差。 比差為經(jīng)折算后的二次電壓(或二次電流)與一次電壓(或一次電流)量值大小之差對后者之比,即 fU 為電壓互感器的比差,fI 為電流互感器的比差。當KNU2>U1(或KNI2>I1)時,比差為正,反之為負。 角差為二次電壓(或二次電流)相量旋轉180°后與一次電壓(或一次電流)相量之間的夾角,以分為單位。并規(guī)定副邊的-妧2(或-夒2)超前于妧1(或夒1)時,角差為正,反之為負。 對沒有采取補償措施的電壓互感器,比差為負,角差一般為正值,比差的絕對值和角差均隨電壓的增大而減?。昏F心飽和時,比差與角差均隨電壓的增大而增大。 對于沒有采取補償措施的電流互感器,比差為負值,角差為正值,比差的絕對值和角差均隨電流增大而減小。 采用補償?shù)霓k法可以減小互感器的誤差。一般通過在互感器上加繞附加繞組或增添附加鐵心,以及接入相應的電阻、電感、電容元件來補償。常用的補償法有匝數(shù)補償、分數(shù)匝補償、小鐵心補償、并聯(lián)電容補償?shù)取?
互感器最早出現(xiàn)于19世紀末。隨著電力工業(yè)的發(fā)展,互感器的電壓等級和準確級別都有很大提高,還發(fā)展了很多特種互感器,如電壓、電流復合式互感器,直流電流互感器,高準確度的電流比率器和電壓比率器,大電流激光式電流互感器,電子線路補償互感器,超高電壓系統(tǒng)中的光電互感器,以及SF6全封閉組合電器(GIS)中的電壓、電流互感器。在電力工業(yè)中,要發(fā)展什么電壓等級和規(guī)模的電力系統(tǒng),必須發(fā)展相應電壓等級和準確度的互感器,以供電力系統(tǒng)測量、保護和控制的需要。
隨著很多新材料的不斷應用,互感器也出現(xiàn)了很多新的種類,當前電磁式互感器得到了比較充分的發(fā)展,其中鐵心式電流互感器以干式、油浸式和氣體絕緣式多種結構適應了電力建設的發(fā)展需求。然而隨著電力傳輸容量的不斷增長,電網(wǎng)電壓等級的不斷提高及保護要求的不斷完善,一般的鐵心式電流互感器結構已逐漸暴露出與之不相適應的弱點,其固有的體積大、磁飽和、鐵磁諧振、動態(tài)范圍小,使用頻帶窄等弱點,難以滿難以滿足新一代電力系統(tǒng)自動化、電力數(shù)字網(wǎng)等的發(fā)展需要。
隨著光電子技術的迅速發(fā)展,利用光學傳感技術和電子學方法研制的新型的電子式互感器逐漸興起,簡稱電子式互感器。國際電工協(xié)會已發(fā)布電子式電流互感器的標準。電子式互感器的含義,除了包括光電式的互感器,還包括其它各種利用電子測試原理的電壓、電流傳感器。
電磁型互感器穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)特性分析,可總結出以下特點: 一次匝數(shù)少,二次匝數(shù)多; 正常工作時磁通密度低,故障時磁通密度大,存在飽和現(xiàn)象; 高內阻; 二次負載小,二次不能開路; 電氣絕緣薄弱、體積笨重; 可能導致鐵磁諧振過電壓; 為模擬量輸出。
電子式互感器的特點: 絕緣簡單可靠; 體積小、質量小; CT動態(tài)范圍寬、無磁飽和; PT 無諧振現(xiàn)象; CT二次可以開路; 為數(shù)字量輸出; 抗電磁干擾能力強。電流互感器、電壓互感器可以合二為一,稱為電流電壓組合互感器( ECVT)。
伴隨著工業(yè)控制信息交換標準化需求和技術的發(fā)展,國外提出了以"一個世界,一種技術,一種標準"為理念的新的信息交換標準-IEC 61850 標準。在國內,現(xiàn)有信息交換技術在變電站自動化領域體現(xiàn)出的種種弊端嚴重制約了生產管理新技術的提高,因此,采用IEC 61850 實現(xiàn)信息交換標準化已經(jīng)成為國內電力自動化業(yè)界的共識。同時,國家電網(wǎng)公司又提出了"建設數(shù)字化電網(wǎng),打造信息化企業(yè)"的戰(zhàn)略方針,智能化變電站應運而生。
既然智能化變電站是以IEC 61850 為標準來實現(xiàn)信息交換標準化的,那么是否全部使用電子式互感器就不是區(qū)分常規(guī)站與智能站的標尺。通過對電磁式互感器和電子式互感器的對比可見,電壓等級越高,電子式互感器優(yōu)勢越明顯。而對于低電壓等級來說,采用電子式互感器則意義不大,應采用常規(guī)互感器,原因如下:
(1) 采用電子式互感器是為了解決互感器飽和問題,而低壓常規(guī)互感器一般不存在飽和問題。
(2) 采用電子式互感器是為了解決互感器的二次信號長距離傳輸問題,但低壓常規(guī)互感器和保護裝置已就地安裝在開關柜中,所以長距離傳輸問題已解決。
(3) 制約開關柜體積減小的主要因素是操作機構的占用體積而非互感器的體積,因而對于安裝于開關柜中的電子式互感器來說,其體積小、質量小的優(yōu)勢沒有體現(xiàn)出來。
(4) 低壓電子式互感器輸出的是小模擬電壓信號,其信號不易直接分享,需通過合并單元轉化成數(shù)字信號后才可分享,這無疑增加了合并單元成本,而常規(guī)互感器輸出的信號則易于供各保護測控裝置分享。
所以,未來的變電站既不會形成電子式互感器一統(tǒng)天下的局面,也不會使傳統(tǒng)電磁型互感器走向終結。筆者認為,兩者相得益彰,最終會形成互補且同時存在的局面。
隨著智能化變電站的建立,與常規(guī)站之間的配合( 常規(guī)互感器與電子式互感器會并存) 不可避免,兩者之間的采樣同步問題應予以重視。智能化變電站內部各個互感器之間的采樣同步問題亦應重視??蓮囊韵聨追矫婕右越鉀Q:
(1) 常規(guī)站與智能化站之間可調整采樣時刻,對兩側的采樣路由延時差別進行補償,保證計算差動電流的兩側電流是同一時刻值。
(2) 智能化站內或與常規(guī)站之間可基于全球定位系統(tǒng)( GPS) /北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)時間脈沖進行同步采樣。
(3) 通過保護、測控裝置的軟件算法進行修正。
電磁型互感器穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)特性分析,可總結出以下特點: 一次匝數(shù)少,二次匝數(shù)多; 正常工作時磁通密度低,故障時磁通密度大,存在飽和現(xiàn)象; 高內阻; 二次負載小,二次不能開路; 電氣絕緣薄弱、體積笨重; 可能導致鐵磁諧振過電壓; 為模擬量輸出 。
電子式互感器的特點: 絕緣簡單可靠; 體積小、質量小; CT動態(tài)范圍寬、無磁飽和; PT 無諧振現(xiàn)象; CT二次可以開路; 為數(shù)字量輸出; 抗電磁干擾能力強。電流互感器、電壓互感器可以合二為一,稱為電流電壓組合互感器( ECVT) 。
伴隨著工業(yè)控制信息交換標準化需求和技術的發(fā)展,國外提出了以“一個世界,一種技術,一種標準”為理念的新的信息交換標準—IEC 61850 標準。在國內,現(xiàn)有信息交換技術在變電站自動化領域體現(xiàn)出的種種弊端嚴重制約了生產管理新技術的提高,因此,采用IEC 61850 實現(xiàn)信息交換標準化已經(jīng)成為國內電力自動化業(yè)界的共識。同時,國家電網(wǎng)公司又提出了“建設數(shù)字化電網(wǎng),打造信息化企業(yè)”的戰(zhàn)略方針,智能化變電站應運而生 。
既然智能化變電站是以IEC 61850 為標準來實現(xiàn)信息交換標準化的,那么是否全部使用電子式互感器就不是區(qū)分常規(guī)站與智能站的標尺。通過對電磁式互感器和電子式互感器的對比可見,電壓等級越高,電子式互感器優(yōu)勢越明顯。而對于低電壓等級來說,采用電子式互感器則意義不大,應采用常規(guī)互感器,原因如下:
(1) 采用電子式互感器是為了解決互感器飽和問題,而低壓常規(guī)互感器一般不存在飽和問題。
(2) 采用電子式互感器是為了解決互感器的二次信號長距離傳輸問題,但低壓常規(guī)互感器和保護裝置已就地安裝在開關柜中,所以長距離傳輸問題已解決。
(3) 制約開關柜體積減小的主要因素是操作機構的占用體積而非互感器的體積,因而對于安裝于開關柜中的電子式互感器來說,其體積小、質量小的優(yōu)勢沒有體現(xiàn)出來。
(4) 低壓電子式互感器輸出的是小模擬電壓信號,其信號不易直接分享,需通過合并單元轉化成數(shù)字信號后才可分享,這無疑增加了合并單元成本,而常規(guī)互感器輸出的信號則易于供各保護測控裝置分享 。
所以,未來的變電站既不會形成電子式互感器一統(tǒng)天下的局面,也不會使傳統(tǒng)電磁型互感器走向終結。筆者認為,兩者相得益彰,最終會形成互補且同時存在的局面 。
隨著智能化變電站的建立,與常規(guī)站之間的配合( 常規(guī)互感器與電子式互感器會并存) 不可避免,兩者之間的采樣同步問題應予以重視。智能化變電站內部各個互感器之間的采樣同步問題亦應重視??蓮囊韵聨追矫婕右越鉀Q:
(1) 常規(guī)站與智能化站之間可調整采樣時刻,對兩側的采樣路由延時差別進行補償,保證計算差動電流的兩側電流是同一時刻值。
(2) 智能化站內或與常規(guī)站之間可基于全球定位系統(tǒng)( GPS) /北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)時間脈沖進行同步采樣。
(3) 通過保護、測控裝置的軟件算法進行修正 。
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QB 海 南 電 網(wǎng) 公 司 企 業(yè) 標 準 Q/HD-117.07-2010 海南電網(wǎng)電力設備技術規(guī)范 ( 35kV 固 體絕緣 呈容 性電磁 式電 壓互 感 器) 2010-5-30 發(fā)布 2010-5-30 實施 海南電網(wǎng)公司發(fā)布 I 目次 前言 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 1 1、范 圍 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 2 2、規(guī)范引用文件 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 2 3、使用條件 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 2 4、一般技術要求 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 3 5、試驗 ,,,,,,,,,,,,,,,,,
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. 精品 電磁式電壓互感器與電容式電壓互感器的區(qū)別 XXX 大唐(赤峰)新能源有限公司 XX 風電場 XX風場 35kV 母線采用的是電磁式電壓互感器, 220kV母線采用的是電容式電壓互感器, 現(xiàn)就電壓互感 器的選取分析電磁式電壓互感器與電容式電壓互感器 的區(qū)別及特點。 電磁式電壓互感器,它與電力變壓器相似。電磁 式電壓互感器工作原理的特點是:電磁式電壓互感器 的一次繞組直接并聯(lián)于一次回路中,一次繞組上的電 壓取決于一次回路上的電壓,二次繞組與一次繞組無 電的耦合,是通過磁耦合。二次繞組通常接的是一些 儀表、儀器及保護裝置容量一般均在幾十至幾百伏安, 所以負載很小,而且是恒定的,所以電壓互感器的一 次側可視為一個電壓源,基本不受二次負載的影響。 正常運行時,電壓互感器二次側由于負載較小,基本 處于開路狀態(tài),電壓互感器二次電壓基本等于二次側 感應電動勢取決于一次系統(tǒng)電壓。 電磁式電壓
目前,10 kV 、35 kV開關柜都是基于電磁式互感器的開關柜。電磁式互感器依靠硅鋼片等高導磁率材料來提高互感器的負載能力,存在剩磁及鐵磁飽和、暫態(tài)性差、體積大、重量重等問題;電流互感器存在開路高壓、電壓互感器存在短路大電流等問題,影響現(xiàn)代電網(wǎng)小型化、智能化、低功耗的發(fā)展。目前,電力系統(tǒng)二次設備已趨于微機化、智能化,對互感器的負載要求大大降低,促進了各種不含鐵心、體積小、重量輕、性能優(yōu)越、結構簡單的電子式互感器的發(fā)展和應用。基于電子式互感器的電子式計量保護柜已在新型數(shù)字化變電站建設中得到應用。偉鈕光電科技有限公司生產的電子式計量保護柜及其在數(shù)字化變電站建設中的應用。
電子式計量保護柜以10 kV電子式組合互感器(或電子式電壓互感器與電子式電流互感器分開)為基礎,由10 kV電子式組合互感器、計量裝置、保護裝置及開關裝置四大部分組成,可實現(xiàn)10 kV配電線路的數(shù)字計量和保護,同時具有帶電顯示功能。
電子式組合互感器采用Rogowisk線圈檢測電流,電阻(或電容)分壓器檢測電壓,同時提供帶電顯示功能。Rogowisk線圈是一個密繞在一個溫度系數(shù)極小非磁性骨架上的線圈,非磁性骨架不飽和也無磁滯現(xiàn)象,因而具有體積小、重量輕、測量范圍廣、線性度好、頻帶寬、響應快等優(yōu)點,具有良好的穩(wěn)定性和暫態(tài)響應。
10 kV電子式計量保護柜中通常要求電子式互感器采用模擬輸出信號,電壓通道額定輸出為3.25/V,電流測量通道額定輸出為1V,保護通道額定輸出為150 mV,輸出信號通過多芯雙層屏蔽雙絞線傳輸給二次設備。電流傳變測量精度0. 2級、保護STPE,電壓傳變精度0. 2級。
(2)計量或保護裝置。新型的計量保護裝置輸人信號為小電壓模擬信號,可以省略小CT、小PT信號變換環(huán)節(jié),從而簡化了二次設備,提高了二次設備精度。
計量裝置采用長沙威盛公司的DTSD341 - 2型三相電子式多功能電能表,精度可達0. 2級;保護裝置則采用南京南瑞科技公司的NS3600D系列保護裝置,它們都能與電子式互感器配套使用。
(3)開關設備。仍采用開關柜原來的開關設備,包括斷路器或真空負荷開關。與保護裝置仍采用電接口形式 。
應用光電技術通過光纖傳送信息來測量大電流或高電壓的互感器。在高電位(或遠)端,由待測電流或電壓調制產生的光信號經(jīng)光纖傳輸?shù)降仉娢?或測量)端,通過光電變換和電子電路解調,得到被測電流或電壓。根據(jù)這種裝置的工作原理,也可測量處于高電位端的溫度、振動、位移等信號。
電力系統(tǒng)中通常采用電磁式互感器測量大電流或高電壓。隨著系統(tǒng)電壓等級的日益提高,這種具有鐵芯和繞組的互感器結構變得非常復雜,因此人們應用光纖及光電技術,發(fā)展光電式電壓互感器和光電式電流互感器來測量高電壓和大電流。與電磁式互感器相比,光電式互感器具有如下優(yōu)點:①絕緣結構簡單,體積小,重量輕,造價低;②無鐵芯、無磁飽和及鐵磁諧振引發(fā)的問題;③抗電磁干擾性能好,不會有低壓側開路出現(xiàn)高電壓的危險;④頻率響應范圍寬,動態(tài)范圍大,測量準確度高;⑤不充油,無燃燒、爆炸等危險;⑥能適應電力計量與保護的數(shù)字化、微機化和自動化的發(fā)展潮流。