電磁式互感器儀器作用

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(cè)的計(jì)量、測(cè)量?jī)x表及繼電保護(hù)、自動(dòng)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(luò)元件，其一次繞組接入電網(wǎng)，二次繞組分別與測(cè)量?jī)x表、保護(hù)裝置等互相連接?；ジ衅髋c測(cè)量?jī)x表和計(jì)量裝置配合，可以測(cè)量一次系統(tǒng)的電壓、電流和電能；與繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置配合，可以構(gòu)成對(duì)電網(wǎng)各種故障的電氣保護(hù)和自動(dòng)控制?；ジ衅餍阅艿暮脡?，直接影響到電力系統(tǒng)測(cè)量、計(jì)量的準(zhǔn)確性和繼電器保護(hù)裝置動(dòng)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(zhǔn)確地傳遞到二次側(cè)相關(guān)設(shè)備；將一次系統(tǒng)的高電壓、大電流變換為二次側(cè)的低電壓（標(biāo)準(zhǔn)值）、小電流（標(biāo)準(zhǔn)值），使測(cè)量、計(jì)量?jī)x表和繼電器等裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并降低了對(duì)二次設(shè)備的絕緣要求；將二次側(cè)設(shè)備以及二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)高壓設(shè)備在電氣方面很好地隔離，從而保證了二次設(shè)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(biāo)準(zhǔn)低電壓（100V或100/V）或標(biāo)準(zhǔn)小電流(5A或1A，均指額定值)，以便實(shí)現(xiàn)測(cè)量?jī)x表、保護(hù)設(shè)備和自動(dòng)控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備的安全。根據(jù)電力系統(tǒng)的需要，互感器又分為獨(dú)立式和設(shè)備套管上配套用兩種。

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(cè)量需要轉(zhuǎn)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(cè)量是非常危險(xiǎn)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(jí)的（如5A等）。當(dāng)今電量測(cè)量大多數(shù)字化，而計(jì)算機(jī)的采樣的信號(hào)一般為毫安級(jí)（0-5V、4-20mA等）。微型電流互感器二次電流為毫安級(jí)，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(shí)驗(yàn)室使用的多電流比精密電流互感器，一般用于擴(kuò)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(yīng)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(cè)電流，稱為一次繞組（或原邊繞組、初級(jí)繞組）；繞組N2接測(cè)量?jī)x表，稱為二次繞組（或副邊繞組、次級(jí)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(shí)際電流比K。微型電流互感器在額定工作電流下工作時(shí)的電流比叫電流互感器額定電流比，用Kn表示。Kn=I1n/I2n

電磁式互感器電壓互感器分類

保護(hù)用電壓互感器（或電壓互感器的保護(hù)繞組。在電網(wǎng)故障狀態(tài)下，向繼電保護(hù)等裝置提供電網(wǎng)故障電壓信息。

按絕緣介質(zhì)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(jí)。

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(jí)。

油浸式電壓互感器：由絕緣紙和絕緣油作為絕緣，是中國(guó)最常見的結(jié)構(gòu)型式，常用于及以下電壓等級(jí)。

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(jí)。

通常專供測(cè)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(chǎn)品均為油浸式。

按相數(shù)分：絕大多數(shù)產(chǎn)品是單相的，因?yàn)殡妷夯ジ衅魅萘啃?，器身體積不大，三相高壓套管間的內(nèi)外絕緣要求難以滿足，所以只有3-15kV的產(chǎn)品有時(shí)采用三相結(jié)構(gòu)。

按電壓變換原理分電磁式電壓互感器：根據(jù)電磁感應(yīng)原理變換電壓，原理與基本結(jié)構(gòu)和變壓器完全相似，我國(guó)多在及以下電壓等級(jí)采用。

電容式電壓互感器：由電容分壓器、補(bǔ)償電抗器、中間變壓器、阻尼器及載波裝置防護(hù)間隙等組成，用在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)里作電壓測(cè)量、功率測(cè)量、繼電防護(hù)及載波通訊用。

光電式電壓互感器：通過光電變換原理以實(shí)現(xiàn)電壓變換。

按使用條件分，戶內(nèi)型電壓互感器:安裝在室內(nèi)配電裝置中，一般用在及以下電壓等級(jí)。

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(jí)。

按一次繞組對(duì)地運(yùn)行狀態(tài)分，一次繞組接地的電壓互感器：?jiǎn)蜗嚯妷夯ジ衅饕淮卫@組的末端或三相電壓互感器一次繞組的中性點(diǎn)直接接地。

一次繞組不接地的電壓互感器：?jiǎn)蜗嚯妷夯ジ衅饕淮卫@組兩端子對(duì)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(duì)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(jié)構(gòu)分,單級(jí)式電壓互感器。一次繞組和二次繞組（根據(jù)需要可設(shè)多個(gè)二次繞組同繞在一個(gè)鐵芯上，鐵芯為地電位。中國(guó)在及以下電壓等級(jí)均用單級(jí)式。

串級(jí)式電壓互感器。一次繞組分成幾個(gè)匝數(shù)相同的單元串接在相與地之間，每一單元有各自獨(dú)立的鐵芯，具有多個(gè)鐵芯，且鐵芯帶有高電壓，二次繞組（根據(jù)需要可設(shè)多個(gè)二次繞組處在最末一個(gè)與地連接的單元。我國(guó)在電壓等級(jí)常用此種結(jié)構(gòu)型式。）

電磁式互感器電磁式

其工作原理與變壓器相同，基本結(jié)構(gòu)也是鐵心和原、副繞組。特點(diǎn)是容量很小且比較恒定，正常運(yùn)行時(shí)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(zhǎng)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(shí)，副邊出現(xiàn)對(duì)地高電位而造成人身和設(shè)備事故。測(cè)量用電壓互感器一般都做成單相雙線圈結(jié)構(gòu)，其原邊電壓為被測(cè)電壓（如電力系統(tǒng)的線電壓），可以單相使用,也可以用兩臺(tái)接成V-V形作三相使用。實(shí)驗(yàn)室用的電壓互感器往往是原邊多抽頭的，以適應(yīng)測(cè)量不同電壓的需要。供保護(hù)接地用電壓互感器還帶有一個(gè)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(hù)繼電器的電壓線圈聯(lián)接。正常運(yùn)行時(shí)，電力系統(tǒng)的三相電壓對(duì)稱，第三線圈上的三相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之和為零。一旦發(fā)生單相接地時(shí),中性點(diǎn)出現(xiàn)位移,開口三角的端子間就會(huì)出現(xiàn)零序電壓使繼電器動(dòng)作，從而對(duì)電力系統(tǒng)起保護(hù)作用。線圈出現(xiàn)零序電壓則相應(yīng)的鐵心中就會(huì)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(shí)）或采用三臺(tái)單相電壓互感器。對(duì)于這種互感器，第三線圈的準(zhǔn)確度要求不高，但要求有一定的過勵(lì)磁特性（即當(dāng)原邊電壓增加時(shí)，鐵心中的磁通密度也增加相應(yīng)倍數(shù)而不會(huì)損壞）。

電磁感應(yīng)式電壓互感器的等值電路與變壓器的等值電路相同。

電磁式互感器電容式

在電容分壓器的基礎(chǔ)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(shí),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(shí)際上，當(dāng)負(fù)載并聯(lián)于電容C2兩端時(shí),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(gè)缺點(diǎn)，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(bǔ)償電容器的內(nèi)阻抗。YH有兩個(gè)副繞組，第一副繞組可接補(bǔ)償電容Ck供測(cè)量?jī)x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(jiǎn)化系統(tǒng)，降低造價(jià)。此時(shí)，它還需滿足通信運(yùn)行上的要求。

電磁式互感器電流互感器

測(cè)量用電流互感器

測(cè)量用電流互感器（或電流互感器的測(cè)量繞組。在正常工作電流范圍內(nèi)，向測(cè)量、計(jì)量等裝置提供電網(wǎng)的電流信息。

測(cè)量用電流互感器主要與測(cè)量?jī)x表配合，在線路正常工作狀態(tài)下，用來測(cè)量電流、電壓、功率等。

測(cè)量用微型電流互感器主要要求：

1、絕緣可靠；

2、足夠高的測(cè)量精度；

3、當(dāng)被測(cè)線路發(fā)生故障出現(xiàn)的大電流時(shí)互感器應(yīng)在適當(dāng)?shù)牧砍虄?nèi)飽和（如500%的額定電流）以保護(hù)測(cè)量?jī)x表；

保護(hù)用電流互感器

保護(hù)用電流互感器（或電流互感器的保護(hù)繞組。在電網(wǎng)故障狀態(tài)下，向繼電保護(hù)等裝置提供電網(wǎng)故障電流信息。

保護(hù)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(shí)，向繼電裝置提供信號(hào)切斷故障電路，以保護(hù)供電系統(tǒng)的安全。保護(hù)用微型電流互感器的工作條件與測(cè)量用互感器完全不同，保護(hù)用互感器只是在比正常電流大幾倍幾十倍的電流時(shí)才開始有效的工作。

保護(hù)用互感器主要要求：

1、絕緣可靠；

2、足夠大的準(zhǔn)確限值系數(shù)；

3、足夠的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性；

保護(hù)用互感器在額定負(fù)荷下能夠滿足準(zhǔn)確級(jí)的要求最大一次電流叫額定準(zhǔn)確限值一次電流。準(zhǔn)確限值系數(shù)就是額定準(zhǔn)確限值一次電流與額定一次電流比。當(dāng)一次電流足夠大時(shí)鐵芯就會(huì)飽和起不到反映一次電流的作用，準(zhǔn)確限值系數(shù)就是表示這種特性。保護(hù)用互感器準(zhǔn)確等級(jí)5P、10P。

互感器分為電壓互感器和電流互感器兩大類測(cè)量用電壓互感器（或電壓互感器的測(cè)量繞組。在正常電壓范圍內(nèi)，向測(cè)量、計(jì)量裝置提供電網(wǎng)電壓信息。

電磁式互感器組合式互感器

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(chǎn)的互感器稱為組合式互感器。

利用變壓器原、副邊電流成比例的特點(diǎn)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(cè)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(fù)載，近似短路。原邊電流（即被測(cè)電流）和副邊電流取決于被測(cè)線路的負(fù)載，而與電流互感器的副邊負(fù)載無關(guān)。由于副邊接近于短路，所以原、副邊電壓U1和都很小,勵(lì)磁電流I0也很小。 電流互感器運(yùn)行時(shí)，副邊不允許開路。因?yàn)橐坏╅_路，原邊電流均成為勵(lì)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(shè)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(yùn)行時(shí)未經(jīng)旁路就拆下電流表、繼電器等設(shè)備。 電流互感器的接線方式按其所接負(fù)載的運(yùn)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(yīng)進(jìn)行極性試驗(yàn)，以防在接線時(shí)將極性弄錯(cuò)，造成在繼電保護(hù)回路上和計(jì)量回路中引起保護(hù)裝置錯(cuò)誤動(dòng)作和不能夠正確的進(jìn)行測(cè)量，所以必須在投運(yùn)前做極性試驗(yàn)。

極性關(guān)系表征：

標(biāo)有L1、K1和C1的各出線端子在同一瞬間具有同一極性。

測(cè)量電流互感器的極性的方法很多，我們?cè)诠ぷ鲿r(shí)常采用的有以下三種試驗(yàn)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(fù)極，互感器的二次側(cè)K1接毫安表正極，負(fù)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(fù)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(dòng)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(cè)K2用導(dǎo)線連接起來，在二次側(cè)通以1～5V的交流 電壓(用小量程)，用10V以下的電壓表測(cè)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(yàn)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(shí)采用交流法測(cè)量比較簡(jiǎn)單準(zhǔn)確，對(duì)變流比超過10的互感器不要采用這種方法進(jìn)行測(cè)量，因?yàn)閁2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(cè)量時(shí)不好辨別，一般不宜采用此法測(cè)量極性。

3　儀表法

一般的互感器校驗(yàn)儀都有極性指示器，在測(cè)量電流互感器誤差之前儀器可預(yù)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)。

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(dāng)前中國(guó)在各種電壓等級(jí)均為常用。

氣體絕緣電流互感器。主絕緣由氣體構(gòu)成。

按電流變換原理分

電磁式電流互感器。根據(jù)電磁感應(yīng)原理實(shí)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(shí)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(dǎo)體支柱用的電流互感器。

套管式電流互感器。沒有一次導(dǎo)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(dǎo)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(yīng)式和電容分壓式兩類。

電磁感應(yīng)式多用于 220kV及以下各種電壓等級(jí)。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(yīng)用較多。電壓互感器按用途又分為測(cè)量用和保護(hù)用兩類。對(duì)前者的主要技術(shù)要求是保證必要的準(zhǔn)確度；對(duì)后者可能有某些特殊要求，如要求有第三個(gè)繞組，鐵心中有零序磁通等。

沒有經(jīng)過補(bǔ)償?shù)幕ジ衅鳎炔罹鶠樨?fù)值，角差均為正值。而各級(jí)互感器的誤差允許范圍是正負(fù)偏差。因此可以利用正負(fù)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(bǔ)償方法。一般情況下因?yàn)檠a(bǔ)償?shù)臄?shù)值較小，可以認(rèn)為對(duì)鐵芯的磁場(chǎng)基本不影響。這樣可以采用誤差疊加進(jìn)行計(jì)算?；ジ衅餮a(bǔ)償方法有匝數(shù)補(bǔ)償、輔助鐵芯補(bǔ)償、電容補(bǔ)償?shù)取?h3 class="title-text">電磁式互感器匝數(shù)補(bǔ)償

互感器匝數(shù)補(bǔ)償方法最簡(jiǎn)單，只要二次繞組比額定匝數(shù)少繞幾匝Nx即可?；ジ衅餮a(bǔ)償前的比差為負(fù)值，少繞幾匝二次繞組電流增加起到補(bǔ)償作用。補(bǔ)償量如下，

Δf=Nx/（N2-Nx）×100%

匝數(shù)補(bǔ)償只對(duì)比差起到補(bǔ)償作用，補(bǔ)償量與二次負(fù)荷和電流大小無關(guān)。補(bǔ)償匝數(shù)一般只有幾匝，匝數(shù)補(bǔ)償應(yīng)計(jì)算電流低端二次阻抗最大時(shí)，和電流高端二次阻抗最小時(shí)誤差。對(duì)于高精度的微型電流互感器匝數(shù)補(bǔ)償那怕只補(bǔ)償1匝，就會(huì)補(bǔ)償過量。這時(shí)可以采用半匝或分?jǐn)?shù)匝補(bǔ)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(jì)算的，電流互感器的匝數(shù)是一匝一匝計(jì)算的，不存在半匝的情況。采用半匝或分?jǐn)?shù)匝補(bǔ)償必須采用輔助手段如：雙繞組、雙鐵芯等。

電磁式互感器輔助鐵芯補(bǔ)償

輔助鐵芯補(bǔ)償對(duì)比差、角差都起到補(bǔ)償作用，但輔助鐵芯補(bǔ)償?shù)姆椒ㄖ谱鞴に嚤容^復(fù)雜。

電磁式互感器電容補(bǔ)償

電容補(bǔ)償，直接在二次繞組兩端并聯(lián)電容就可以。其對(duì)比差起正補(bǔ)償作用，補(bǔ)償大小與二次負(fù)荷Z=R iX中X分量成正比，與補(bǔ)償電容大小成正比；對(duì)角差都起到負(fù)補(bǔ)償，補(bǔ)償大小與二次負(fù)荷Z=R iX中R分量成正比，與補(bǔ)償電容大小成正比。電容補(bǔ)償是一種比較理想的補(bǔ)償方法。在微型精密電流互感器中，一般二次繞組直接接運(yùn)放的電流/電壓變換，其二次阻抗基本為0，此時(shí)電容補(bǔ)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(shí)所帶的該互感器的檢驗(yàn)報(bào)告中檢驗(yàn)誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整計(jì)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(duì)電壓互感器） KN=I1N/I2N （對(duì)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(nèi)變動(dòng)時(shí),一般規(guī)定為0.85～1.15U1N（或10～120%I1N）,副邊電壓（或電流）應(yīng)按比例變化,而且原、副邊電壓(或電流)應(yīng)該同相位。但由于互感器存在內(nèi)阻抗、勵(lì)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(duì)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(dāng)KNU2>U1（或KNI2>I1）時(shí)，比差為正，反之為負(fù)。 角差為二次電壓(或二次電流)相量旋轉(zhuǎn)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(shí)，角差為正，反之為負(fù)。 對(duì)沒有采取補(bǔ)償措施的電壓互感器，比差為負(fù)，角差一般為正值，比差的絕對(duì)值和角差均隨電壓的增大而減??；鐵心飽和時(shí)，比差與角差均隨電壓的增大而增大。 對(duì)于沒有采取補(bǔ)償措施的電流互感器，比差為負(fù)值，角差為正值，比差的絕對(duì)值和角差均隨電流增大而減小。 采用補(bǔ)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(yīng)的電阻、電感、電容元件來補(bǔ)償。常用的補(bǔ)償法有匝數(shù)補(bǔ)償、分?jǐn)?shù)匝補(bǔ)償、小鐵心補(bǔ)償、并聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)取?

互感器最早出現(xiàn)于19世紀(jì)末。隨著電力工業(yè)的發(fā)展,互感器的電壓等級(jí)和準(zhǔn)確級(jí)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(fù)合式互感器,直流電流互感器,高準(zhǔn)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(bǔ)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(jí)和規(guī)模的電力系統(tǒng)，必須發(fā)展相應(yīng)電壓等級(jí)和準(zhǔn)確度的互感器，以供電力系統(tǒng)測(cè)量、保護(hù)和控制的需要。

隨著很多新材料的不斷應(yīng)用，互感器也出現(xiàn)了很多新的種類，當(dāng)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(jié)構(gòu)適應(yīng)了電力建設(shè)的發(fā)展需求。然而隨著電力傳輸容量的不斷增長(zhǎng)，電網(wǎng)電壓等級(jí)的不斷提高及保護(hù)要求的不斷完善，一般的鐵心式電流互感器結(jié)構(gòu)已逐漸暴露出與之不相適應(yīng)的弱點(diǎn)，其固有的體積大、磁飽和、鐵磁諧振、動(dòng)態(tài)范圍小，使用頻帶窄等弱點(diǎn)，難以滿難以滿足新一代電力系統(tǒng)自動(dòng)化、電力數(shù)字網(wǎng)等的發(fā)展需要。

隨著光電子技術(shù)的迅速發(fā)展，利用光學(xué)傳感技術(shù)和電子學(xué)方法研制的新型的電子式互感器逐漸興起，簡(jiǎn)稱電子式互感器。國(guó)際電工協(xié)會(huì)已發(fā)布電子式電流互感器的標(biāo)準(zhǔn)。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(cè)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(jié)出以下特點(diǎn): 一次匝數(shù)少，二次匝數(shù)多; 正常工作時(shí)磁通密度低，故障時(shí)磁通密度大，存在飽和現(xiàn)象; 高內(nèi)阻; 二次負(fù)載小，二次不能開路; 電氣絕緣薄弱、體積笨重; 可能導(dǎo)致鐵磁諧振過電壓; 為模擬量輸出 。

電子式互感器的特點(diǎn): 絕緣簡(jiǎn)單可靠; 體積小、質(zhì)量小; CT動(dòng)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(qiáng)。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(biāo)準(zhǔn)化需求和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外提出了以“一個(gè)世界，一種技術(shù)，一種標(biāo)準(zhǔn)”為理念的新的信息交換標(biāo)準(zhǔn)—IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)。在國(guó)內(nèi)，現(xiàn)有信息交換技術(shù)在變電站自動(dòng)化領(lǐng)域體現(xiàn)出的種種弊端嚴(yán)重制約了生產(chǎn)管理新技術(shù)的提高，因此，采用IEC 61850 實(shí)現(xiàn)信息交換標(biāo)準(zhǔn)化已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)電力自動(dòng)化業(yè)界的共識(shí)。同時(shí)，國(guó)家電網(wǎng)公司又提出了“建設(shè)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(yīng)運(yùn)而生 。

既然智能化變電站是以IEC 61850 為標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)信息交換標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)尺。通過對(duì)電磁式互感器和電子式互感器的對(duì)比可見，電壓等級(jí)越高，電子式互感器優(yōu)勢(shì)越明顯。而對(duì)于低電壓等級(jí)來說，采用電子式互感器則意義不大，應(yīng)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(hào)長(zhǎng)距離傳輸問題，但低壓常規(guī)互感器和保護(hù)裝置已就地安裝在開關(guān)柜中，所以長(zhǎng)距離傳輸問題已解決。

(3) 制約開關(guān)柜體積減小的主要因素是操作機(jī)構(gòu)的占用體積而非互感器的體積，因而對(duì)于安裝于開關(guān)柜中的電子式互感器來說，其體積小、質(zhì)量小的優(yōu)勢(shì)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(hào)，其信號(hào)不易直接分享，需通過合并單元轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)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(hào)則易于供各保護(hù)測(cè)控裝置分享 。

所以，未來的變電站既不會(huì)形成電子式互感器一統(tǒng)天下的局面，也不會(huì)使傳統(tǒng)電磁型互感器走向終結(jié)。筆者認(rèn)為，兩者相得益彰，最終會(huì)形成互補(bǔ)且同時(shí)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(huì)并存) 不可避免，兩者之間的采樣同步問題應(yīng)予以重視。智能化變電站內(nèi)部各個(gè)互感器之間的采樣同步問題亦應(yīng)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(diào)整采樣時(shí)刻，對(duì)兩側(cè)的采樣路由延時(shí)差別進(jìn)行補(bǔ)償，保證計(jì)算差動(dòng)電流的兩側(cè)電流是同一時(shí)刻值。

(2) 智能化站內(nèi)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(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)間脈沖進(jìn)行同步采樣。

(3) 通過保護(hù)、測(cè)控裝置的軟件算法進(jìn)行修正 。

應(yīng)用光電技術(shù)通過光纖傳送信息來測(cè)量大電流或高電壓的互感器。在高電位(或遠(yuǎn))端，由待測(cè)電流或電壓調(diào)制產(chǎn)生的光信號(hào)經(jīng)光纖傳輸?shù)降仉娢?或測(cè)量)端，通過光電變換和電子電路解調(diào)，得到被測(cè)電流或電壓。根據(jù)這種裝置的工作原理，也可測(cè)量處于高電位端的溫度、振動(dòng)、位移等信號(hào)。

電力系統(tǒng)中通常采用電磁式互感器測(cè)量大電流或高電壓。隨著系統(tǒng)電壓等級(jí)的日益提高，這種具有鐵芯和繞組的互感器結(jié)構(gòu)變得非常復(fù)雜，因此人們應(yīng)用光纖及光電技術(shù)，發(fā)展光電式電壓互感器和光電式電流互感器來測(cè)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(diǎn)：①絕緣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，造價(jià)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(huì)有低壓側(cè)開路出現(xiàn)高電壓的危險(xiǎn);④頻率響應(yīng)范圍寬，動(dòng)態(tài)范圍大，測(cè)量準(zhǔn)確度高;⑤不充油，無燃燒、爆炸等危險(xiǎn);⑥能適應(yīng)電力計(jì)量與保護(hù)的數(shù)字化、微機(jī)化和自動(dòng)化的發(fā)展潮流。