中文名 | 數(shù)字互感器 | 別????名 | 光電互感器 |
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應(yīng)用領(lǐng)域 | 特高壓變電站的建設(shè) | 優(yōu)????點 | 結(jié)構(gòu)緊湊體積小 |
數(shù)字互感器分類
光電互感器:包括有源型電子式電流互感器、無源磁光玻璃電子式電流互感器兩種。
有源型電子式電流互感器特點是一次傳感器為空心線圈,高壓側(cè)電子器件需要由電源供電方能工作。其原理如圖1所示:
無源磁光玻璃型電子式電流互感器特點是一次傳感器為磁光玻璃,無需電源供電。其原理如圖2所示:
優(yōu)點:與傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)式電流互感器相比,光電式電流互感器具有以下優(yōu)點:
(1)優(yōu)良的絕緣性能,造價低。電磁感應(yīng)式電流互感器絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其造價隨電壓等級呈指數(shù)關(guān)系上升。在光電式電流互感器中,高壓側(cè)信息是通過由絕緣材料做成的玻璃光纖而傳輸?shù)降蛪簜?cè)的,其絕緣結(jié)構(gòu)簡單,造價一般隨電壓等級升高呈線性地增加。
(2)不含鐵心,不存在磁飽和、鐵磁諧振等問題。光電式電流互感器運行暫態(tài)響應(yīng)好、穩(wěn)定性好,保證了系統(tǒng)運行的高可靠性。
(3)電磁感應(yīng)式電流互感器二次回路不能開路,低壓側(cè)存在開路高電壓危險。由于光電式電流互感器的高壓與低壓之間只存在光纖聯(lián)系,而光纖具有良好的絕緣性能,因此可保證高壓回路與二次回路在電氣上完全隔離,低壓側(cè)沒有因開路而產(chǎn)生高壓的危險,同時因沒有磁耦合,消除了電磁干擾對互感器性能的影響。
(4)暫態(tài)響應(yīng)范圍大,測量精度高。電網(wǎng)正常運行時,電流互感器流過的電流并不大,但短路電流越來越大。電磁感應(yīng)式電流互感器因存在磁飽和問題,難以實現(xiàn)大范圍測量,并在一個通道同時滿足高精度計量和繼電保護的需要。光電式電流互感器有很寬的動態(tài)范圍,一個測量通道額定電流可測到幾十安培至幾千安培,過電流范圍可達幾萬安培。因此既可同時滿足計量和繼電保護的需要,又可免除電磁感應(yīng)式電流互感器多個測量通道的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。
(5)頻率響應(yīng)范圍寬。光電式電流互感器傳感頭部分的頻率響應(yīng)取決于光纖在傳感頭上的渡越時間,實際能測量的頻率范圍主要決定于電子線路部分。現(xiàn)代光電式電流互感器的結(jié)構(gòu)已經(jīng)可以測出高壓電力線路上的諧波。而電磁感應(yīng)式電流互感器是難以進行這諸多方面工作的。
(6)沒有因充油而產(chǎn)生的易燃、易爆炸等危險。光電式電流互感器絕緣結(jié)構(gòu)簡單,可以不采用油絕緣,在結(jié)構(gòu)設(shè)計上就可避免這方面的危險。
(7)體積小、重量輕。光電式互感器的傳感頭本身的重量一般小于1KG。
(8)適應(yīng)了電力計量與保護數(shù)字化、微機化和自動化發(fā)展的潮流。光電式電流互感器一般以數(shù)字量輸出,這將最佳地適應(yīng)日趨廣泛采用的微機保護、電力計量數(shù)字化及自動化發(fā)展的潮流。
國際上德國的數(shù)字互感器發(fā)展的比較成熟。近幾年來,隨著國外光電互感器產(chǎn)品的出現(xiàn),以及國內(nèi)陸續(xù)安裝試用國外光電互感器,光電互感器的開發(fā)受到了產(chǎn)業(yè)部門和企業(yè)的重視。據(jù)有關(guān)資料分析,我國的光電互感器產(chǎn)業(yè)的市場潛力可達每年20億元以上,但目前國內(nèi)還沒有能夠提供正規(guī)產(chǎn)品的企業(yè),但是隨著中國電谷等地的電力發(fā)展我們必定能夠趕超世界電力技術(shù)尖峰。
傳統(tǒng)的電流互感器原理是電磁感應(yīng),一次繞組串聯(lián)在電力線路中,二次繞組外部回路接有測量儀器或繼電保護及自動控制裝置,利用高、低壓繞組之間的電磁耦合,將信息從一次側(cè)傳到二次側(cè)。這種結(jié)構(gòu)要求在鐵芯與繞組間以及一、二次繞組之間有足夠耐壓強度的絕緣層,以保證所有的低壓設(shè)備與高電壓相隔離。隨著電力系統(tǒng)傳輸?shù)碾娏θ萘康脑黾?,電壓等級越來越高,這樣互感器的絕緣結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,體積和重量加大,產(chǎn)品的造價也越來越高。例如,常規(guī)的油浸式電流互感器,500kV產(chǎn)品的價格要比300kV的價格增加一倍。又因電磁型電流互感器的鐵心具有飽和非線性,當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時,高幅值的短路電流使互感器飽和、輸出的二次電流嚴重畸變,造成保護拒動,使電力系統(tǒng)發(fā)生嚴重事故?;ジ衅鞯娘柡鸵鸩ㄐ位?,而且其頻帶響應(yīng)特性較差,頻帶窄,系統(tǒng)高頻響應(yīng)差,而導(dǎo)致新型的基于高頻暫態(tài)分量的快速保護的實現(xiàn)存在困難等一系列隱患。隨著光電子技術(shù)的迅速發(fā)展,科技人員已研制出利用光學(xué)傳感技術(shù)和電子學(xué)原理相結(jié)合的電子式電流互感器,簡稱數(shù)字互感器或光電互感器。
數(shù)字互感器在原理與傳統(tǒng)的互感器完全不同,數(shù)字互感器是利用光電子技術(shù)和光纖傳感技術(shù)來實現(xiàn)電力系統(tǒng)電壓、電流測量的新型互感器。它是光學(xué)電壓互感器(OVT)、光學(xué)電流互感器(OCT)、組合式光學(xué)互感器等各種光學(xué)互感器的通稱?;诰w材料光電效應(yīng)的教字式光電互感器,將取代現(xiàn)有基于銅材電磁效應(yīng)的鐵磁式互感器,已經(jīng)成為業(yè)界的共識。我國研制已出220KV全電壓、單晶體、縱向調(diào)制結(jié)構(gòu)模式的光電互感器原理性樣機,為產(chǎn)業(yè)化開發(fā)奠定了良好的基礎(chǔ)。
數(shù)字互感器設(shè)備概述
數(shù)字式互感器,可以廣泛應(yīng)用于GIS、IIGIS的普遍應(yīng)用和特高壓變電站的建設(shè)。與目前電力系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的常規(guī)電磁式電流、電容式電壓互感器相比,具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、不怕電磁干擾、不飽和及易于數(shù)字信號傳輸?shù)奶攸c。
避免了原有設(shè)備互感器的絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積增大、造價偏高的缺點,故此高能數(shù)字式互感器在工程應(yīng)用的領(lǐng)域極為廣闊。
電流互感器,套如下定額子目
電流互感器的極性標志有加極性和減極性,即當(dāng)使一次電流自L1端流向L2端時,二次電流自K1端流出經(jīng)外部回路到K2。L1和K1,L2和K2分別為同名端。反之,則為加極性。常用的電流互感器一般都是減極性。
電壓互感器的工作原理 測量交變電流的大電壓時,為能夠安全測量在火線和地線之間并聯(lián)一個變壓器(接在變壓器的輸入端),這個變壓器的輸出端接入電壓表,由于輸入線圈的匝數(shù)大于輸出線圈的匝數(shù),因此輸出電壓小于輸...