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電子式互感器與常規互感器對比

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電子式互感器與常規互感器對比

發布日期:2019-01-09 作者: 點擊:

一、 常規互感器分類

1.1電壓互感器

電壓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。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确度;對後者可能有某些特殊要求,如要求有第三個繞組,鐵芯中有零序磁通等。

1.1.1 電磁感應式電壓互感器

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。

1.1.2 電容分壓式電壓互感器

在電容分壓器的基礎上制成。電容C1和C2串聯,U1為原邊電壓, U2為C2上的電壓。空載時,電容C2上的電壓為由于C1和C2均為常數,因此正比于原邊電壓。但實際上,當負載并聯于電容C2兩端時,将大大減小,以緻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内阻抗。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載波通信的耦合電容器合用,以簡化系統,降低造價。此時,它還需滿足通信運行上的要求。

1.2電流互感器

電磁型電流互感器利用變壓器原、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,隻是其原邊繞組串聯在被測電路中,且匝數很少;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确定。最常用的接線方式為單相,三相星形和不完全星形。

電流互感器可按以下幾種方式分類:

(1) 按用途分

測量用電流互感器(或電流互感器的測量繞組):在正常工作電流範圍内,向測量、計量等裝置提供電網的電流信息;

保護用電流互感器(或電流互感器的保護繞組):在電網故障狀态下,向繼電保護等裝置提供電網故障電流信息。

(2) 按絕緣介質分

幹式電流互感器:由普通絕緣材料經浸漆處理作為絕緣;

澆注式電流互感器:用環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。

氣體絕緣電流互感器:主絕緣由氣體構成。

(3) 按電流變換原理分

電磁式電流互感器:根據電磁感應原理實現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電流變換的電流互感器。

(4) 按安裝方式分

貫穿式電流互感器:用來穿過屏闆或牆壁的電流互感器;

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。

1.3電磁式互感器-額定變比和誤差

二、 電子式互感器分類

電子式互感器是一大類新型互感器的總稱,包括電子式電流互感器和電子式電壓互感器。前者采用低功率線圈、羅氏線圈或光學材料作為一次傳感器,後者采用電阻/電容分壓器或光學材料作為一次傳感器,利用光纖進行信号傳輸,通過對測量電量的信号處理,實現數字量或模拟量的輸出。

電子式電流互感器從原理上可分為兩類:一是基于電磁感應原理的互感器,如采用Rogowski線圈的互感器、采用低功率線圈的互感器(LPCT);二是基于法拉第磁光效應的光學互感器。

電學原理的電流互感器在AIS變電站應用時,要解決處于高電位電子設備的供電問題,一般采用大功率激光供能解決,但激光器件長期運行存在老化問題,給設備的穩定運行帶來不利影響;在GIS或HGIS變電站應用時,電子設備可安裝在地電位側,能夠通過站用直流電源直接供電,可靠性較高。電學原理的電流互感器在已投運的數字化變電站獲得了較多應用。

光學原理的電流互感器又分塊狀玻璃式和全光纖式兩種,都是基于法拉第磁光效應的傳感器。塊狀玻璃式的傳感器中采用的是Verdet 常數較大的光學材料,它對光信号的損耗大,且Verdet 常數的溫度穩定性比較差,較難進行溫度補償。全光纖式方案充分利用了法拉第效應的非互易性和光纖中線性雙折射的互易性,目前已成為國際上的主流研究方案,國内外已經有成功運行的實例。

電子式電壓互感器從原理上可分為兩類:一是利用電學原理基于電阻、電容、電感分壓的電壓互感器;二是光學原理的電壓互感器,分為普克爾效應和逆壓電效應兩種原理。

分壓原理的電子式電壓互感器在數字化變電站中得到了廣泛應用,由于電子器件無需安裝在高電位側,可直接采用站用直流系統供電,可靠性較高。 學原理的電壓互感器目前還沒有工程應用案例,但已有研制成功的普克爾效應的電壓互感器。


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