電子式互感器校驗系統(tǒng)的研究

李洋

【摘 ?要】互感器主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)，在電能測量控制以及電流電壓供給等方面起著重要作用，本篇論文首先介紹了電子式互感器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，因為互感器也分為有源互感器和無源互感器，它們用到的技術(shù)也是不同的，所以又對它們用到的技術(shù)性能進行了分析探究，并且在互感器對相關(guān)系統(tǒng)的影響展開討論，最后對癥下藥，針對問題提出了解決措施。

【關(guān)鍵詞】電子式互感器;種類;性能比較

1 電子式互感器在國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也越來越發(fā)達，電子式互感器的發(fā)展也緊跟腳步，不斷有新的互感器產(chǎn)生，國內(nèi)外互感器之間的交流也越來越頻繁，尤其是很多國外生產(chǎn)的電子互感器都在中國有了廣泛應(yīng)用。由于對電子式互感器應(yīng)用越來越廣泛，所以的需求越來越大，因此電子式互感器生產(chǎn)商也越來越多，其種類也不斷更新?lián)Q代，當(dāng)今比較主流的主要是有源式互感器、磁光玻璃以及光纖式互感器。

電子式互感器在國內(nèi)外的運行情況及經(jīng)驗也是不一樣的，尤其是有源式電子互感器，雖然它在國外有一定的運行經(jīng)驗，但是和國內(nèi)相比還是稍有遜色。經(jīng)過電子互感器應(yīng)用統(tǒng)計得出，在國內(nèi)，有全站都采用有源電子式互感器的，還有部分采用的，其中完全采用的電壓為220KV的有四個站，110KV的達20多個，除此之外，還有很多雖然沒有完全采用，但是大部分都采用了電子式互感器，以上是2008年六月份進行的大概統(tǒng)計結(jié)果，最近又有十余個220KV的變電站投產(chǎn)，并且是全站都會采用電子式互感器，并且110KV的變電站也被大量應(yīng)用起來，顯而易見，有源式電子式互感器已經(jīng)應(yīng)用非常廣泛了。除了有源式電子式互感器廣泛應(yīng)用外，磁光玻璃電子互感器和光纖式電子互感器在電網(wǎng)中也有不同程度上的投入。總體來說，國內(nèi)外電子式互感器的發(fā)展都有很大的進步，并且有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2 電子式互感器的分類

電子式互感器主要有兩部分構(gòu)成，一部分是傳感模塊，主要用來采集一次電壓電流，然后還要把它們轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，因為是一次電壓，所以安裝在高壓一次側(cè)，而合并單元主要用來合并處理傳感模塊傳輸過來的數(shù)據(jù)信號，其安裝在高壓二次側(cè)。以上是電子式互感器的組成結(jié)構(gòu)，下面我們介紹種類及進行性能比較。

2.1 電子式互感器的分類

前面我們已經(jīng)提到過有有源式電子式互感器、磁光玻璃以及光纖式，其實從整體上來分主要分為有源式和無源式兩大類。

傳感器的測量方式也不盡相同，有電磁測量、光學(xué)量等，如果用到第一種測量方式，就需要用到一次轉(zhuǎn)換器，將電傳輸信號轉(zhuǎn)換為能夠由光纖傳輸?shù)募垂庑盘枺捎谝淮无D(zhuǎn)換器需要用到電源才能夠發(fā)揮作用，所以這類傳感器就是電子式互感器。所以無源式傳感器就是不用用到電源，所以就是不用一次轉(zhuǎn)換器，而是利用光學(xué)原理直接通過光纖將光信號傳輸出去的。

2.2.1 有源型電子式電流互感器

有源電子式互感器傳感測量用到的功率比較低，所以經(jīng)常采用LPC進行傳感測量用電流信號，這里還用到空心線圈傳感，對電流信號起到保護的作用。由于電流互感器要求測量準確度比較高，動態(tài)變化范圍較大并且暫態(tài)性還要比較好，LPC和空心線圈恰好能達到這些標準，所以采用這兩個工具是很必要的。通過研究我們知道空心線圈的輸出信號和被測電流之間有著一定的關(guān)系，另外還與真空磁導(dǎo)率、線圈匝數(shù)以及線圈截面積相關(guān)，我們可以通過推導(dǎo)等相關(guān)運算來求出被測電流。

通過上面的介紹我們可以知道有源型電子式互感器是把空心線圈作為一次傳感器，另外電壓側(cè)電子器件要想正常工作，就必須要有電源供電。

2.2.2 無源型電子式電流互感器

無源式電子式互感器是不用電源而是通過光纖來進行信號傳輸?shù)模虼擞挚梢苑Q之為光學(xué)電流互感器，它又可以劃分為磁光玻璃式電流互感器和全光纖式電流互感器。從字面上我們就可以知道，磁光玻璃式和全光纖式的不同肯定就是傳感器采用的材料不同，其中一種用的是塊狀磁光玻璃，另一種就是完全采用的玻璃光纖。這里用到的專業(yè)名詞有旋光角、光在介質(zhì)中的傳播距離、磁場強度等，同樣可以通過這些參數(shù)得出一次電流。

無源式電子式電流互感器是通過光纖傳輸信號的，所以不需要電源來供電，并且是把磁光玻璃作為一次傳感器。

2.2.3 有源型電子式電壓互感器和無源型電子式電壓互感器

電壓互感器主要是針對電壓，有源式電子式互感器其組成主要有光纖、分壓器以及電子處理電路等。高中物理中我們也學(xué)過，分壓器也分為不同種類，包括有電阻分壓器、電容以及阻容等。下面我們簡單介紹一下分壓器的工作流程，首先需要分壓器把被測高壓信號取出來，然后就是對信號進行預(yù)處理，其次就是傳輸信號的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換之后以數(shù)字光信號的最終形式傳輸?shù)娇刂剖遥詈缶褪强刂剖抑械男盘柼幚砥鱽碜鱿鄳?yīng)的處理工作了，比如光電信號的轉(zhuǎn)換以及信號處理等，最終以電信號的形式來供微機操作。

無源式電子式電壓互感器與無源電流時互感器有一定的相似之處，它的工作原理基本上就是普克爾效應(yīng)，又叫做線性電光效應(yīng)，能產(chǎn)生電光效應(yīng)物質(zhì)可以說與很多種，但是并不是所有的都能在電力系統(tǒng)高壓測量中應(yīng)用，這里要用的物質(zhì)要具有很高的透過率、并且不會發(fā)生自然雙折射以及旋光性，由光電效應(yīng)但不會發(fā)生熱電效應(yīng)的晶體，而BGO就有著這些特性，所以經(jīng)常被應(yīng)用于電力系統(tǒng)高壓測量中。符合條件的光學(xué)電壓互感器又可以分為橫向和縱向調(diào)制光學(xué)電壓互感器，他們的工作原理有著很大的不同，這里我們就不進行介紹了。

3 電子式互感器的性能比較

經(jīng)過上面幾類電子式互感器的介紹，我們了解了有源式電流互感器用到的主要是羅氏線圈以及作為一次傳感器的低功率線圈，而電壓互感器則是應(yīng)用分壓器，通過分壓技術(shù)來實現(xiàn)功能，最后介紹的光電電壓式互感器的工作原理是普克爾效應(yīng)，它們的工作原理、組成和應(yīng)用的技術(shù)都有一定的差別，所以最終的產(chǎn)品性能也會有很大的不同。

4 結(jié)束語

本篇論文我們主要介紹了不同的電子式互感器，主要有有源式和無源式以及電壓式和電流式之間的組合，不同的電子式互感器有不同的特點和性能，也有各自的優(yōu)勢，無源式電子式互感器雖然不需要電源，并且還可以用于直流電測量，但是也有自己的缺點，比如由于工藝技術(shù)比較先進，所以成本都比較高，所以我們也要針對不同的情況選用不同的電子式互感器。

參考文獻：

[1]劉明，李金忠，劉銳，韓晶，張書琦.電子式互感器技術(shù)和應(yīng)用評述[J].變壓器.2013.

[2]謝瓊香，何瑞文，谷磊.電子式互感器的實用化研究[J].廣東電力.2013（01）.

[3]舒均.淺談電子式互感器及其應(yīng)用[J].機電工程技術(shù).2013（02）.

（作者單位：國網(wǎng)太原供電公司）