组合式电子互感器的理论和实验研究

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组合式电子互感器的研究与设计

可以根据需要输出低压模拟量和数字量，可直接用于微机保护和电子式计量设备，而且能实现在线检测和故障诊断，应了适电力系统数字化、智能化和网络化的需要。图１为组合式电子
互感器的基本系统框图。
和小型化的发展，出将电流、提电压互感器集于一身的组合式
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所限而呈现出种种难以克服的问题，已不能满足电力系统自动
化、数字化的发展要求。基于电子技术、微机技术、光纤通信技
术的新型电子式电压／电流互感器逐步引起人们的重视。随着
因其高压侧采样部分需要工作电源，称为有源式电流互感故
器。新型互感器的开发与电子技术的发展密切相关，把依赖电
（平顶山学院，河南平顶山４７）６加２
摘要：在分析电子式电流、电压互感器当前技术和发展的基础上，系统总结并提出了组合式电子互感器的原理和设计

电子式互感器合并单元的研究-方案

电子式互感器合并单元的研究孙玥南京信息职业技术学院通信工程学院225000摘要：随着电力系统容量的日益扩大和电压运行等级的不断提高，传统的电磁式互感器暴露出越来越多的缺点，难以满足电网向自动化、数字化方向发展的需要。

在这种情况下，新一代电子式互感器成为当前人们研究的热点。

而电子式互感器与保护、测控设备的接口是需要重点研究、解决的问题，合并单元必须要很好的满足数据传输的实时性要求，是实现此接口的关键技术。

关键词：电子式互感器；合并单元；FPGA1 引言长期以来，传统电磁式电流、电压互感器在继电保护和电流、电压测量中一直占主导地位，其主要优点在于简单、可靠性高、输出容量大，同时性能比较稳定，适合长期运行。

但是，随着电力系统传输的电力容量越来越大，电压等级越来越高，传统的电磁感应式互感器暴露出一系列严重的问题：绝缘结构复杂，造价随着电压等级的升高而呈指数增加；动态测量范围小，频带窄；大都依赖绝缘油做主绝缘，易燃易爆。

电压互感器存在铁磁谐振的可能性，容易引起过电压；电流互感器存在磁饱和问题，且在大容量系统中显得尤为突出。

大容量、超高压系统的短路电流不仅数值很大，而且含有很大的非周期分量，过大的电流引起电流互感器铁芯过度饱和，造成励磁电流增大几十倍甚至几百倍，从而引起电流互感器二次电流数值和波形的严重失真，导致系统保护的误动作。

近年来，基于光学和电子学原理的电子式电流／电压互感器(ECT／EVT)的研究得到了国内外研究人员的广泛重视，成为具有革命性意义的研究方向。

电子式互感器与传统的电磁式互感器相比，具有如下优点：（1）绝缘结构简单，体积小、重量轻。

一般电子式互感器的重量只有电磁式互感器重量的1／10，便于运输和安装；（2）采用光纤或其它加强绝缘方式实现高电压回路与二次低压回路在电气上的完全隔离，消除这些网络不希望有的相互影响，保护了二次设备和工作人员的安全；（3）带负载能力强。

对于接入任意输入阻抗，以模拟或数字形式输入形式的负载可具有任意需要的独立输出；（4）不存在磁饱和与铁磁振荡问题，能在很大的电流与电压变化范围内，以高速动作、准确、抗干扰的宽频带性能来测量电流、电压；（5）适应了电力系统数字化、智能化和网络化的需要。

电子式互感器的关键技术及其相关理论研究

电子式互感器的关键技术及其相关理论研究中文摘要:电子式互感器与传统电磁式互感器相比,在带宽、绝缘和成本等方面具有优势,因而代表了高电压等级电力系统中电流和电压测量的一种极具吸引力的发展方向。

随着信息技术的发展和电力市场中竞争机制的形成,电子式互感器成为人们研究的热点;越来越多的新技术被引入到电子式互感器设计中,以提高其工作可靠性,降低运行总成本,减小对生态环境的压力。

本文围绕电子式互感器实用化中的关键技术而展开理论与实验研究,具体包括新型传感器、双传感器的数据融合算法、数字接口、组合式电源、低功耗技术和自监测功能的实现等。

目前电子式电流互感器(ECT)大多数采用单传感器开环结构,对每个环节的精度和可靠性的要求都很高,严重制约了ECT整体性能的提高,影响其实用化。

本文介绍了新型传感器—铁心线圈式低功率电流传感器(LPCT)和印刷电路板(PCB)空心线圈及其数字积分器,在此基础上设计了一种基于LPCT 和PCB空心线圈的组合结构的新型电流传感器。

该结构具有并联的特点,结合了这两种互感器的优点,采用数据融合算法来处理两路信号,实现高精度测量和提高系统可靠性,并探索出辨别LPCT饱和的新方法。

试验和仿真结果表明,这种新型电流传感器可以覆盖较大的电流测量范围,达到IEC 60044-8标准中关于测量(幅值误差)、保护(复合误差)和暂态响应(峰值)的准确度要求,能够作为多用途电流传感器使用。

在电子式电压互感器方面,基于精密电阻分压器的新型传感器在原理、结构和输出信号等方面与传统的电压互感器有很大不同,本文设计了一种可替代10kV电磁式电压互感器的精密电阻分压器。

通过试验研究与计算分析,得出其性能主要受电阻特性和杂散电容的影响,并给出了减小其误差的方法。

测试结果表明,设计的10kV精密电阻分压器的准确度满足IEC 60044-7标准要求,可达0.2级。

电子式互感器的关键技术之一是内部的数字化以及其标准化接口,本文以10kV组合型电子式互感器为对象设计了一种实用化的数字系统。

组合互感器原理

组合互感器原理
组合互感器原理是将不同类型的互感器结合在一起，以获得更多的测量参数和功能。

组合互感器通常由两种或更多种互感器组成，例如压力互感器、温度互感器、湿度互感器等。

组合互感器的工作原理是基于每种互感器的独特物理原理。

例如，压力互感器通过测量压力对应的力或变形来获得压力值；温度互感器则根据温度对应的电阻值或电压值来获取温度信息。

在组合互感器中，每个互感器都有自己的传感器元件和信号处理电路。

这些元件和电路可以独立地将各自测量到的物理量转换为电信号，并通过接线或电路连接在一起。

组合互感器的信号处理电路可以将不同的物理量整合在一起，以便同时输出多个参数。

例如，一个组合互感器可以同时测量压力、温度和湿度，并将这些参数以不同的方式输出（如模拟电压信号、数字信号等）。

通过组合互感器，我们可以获得更全面、准确的测量数据，并将其用于各种应用领域，如工业自动化、环境监测、医疗设备等。

电子式互感器的研究与探讨

电子式互感器的研究与探讨摘要：互感器主要应用于电力系统，在电能测量控制以及电流电压供给等方面起着重要作用，本篇论文首先介绍了电子式互感器的国内外研究现状，因为互感器也分为有源互感器和无源互感器，它们用到的技术也是不同的，所以又对它们用到的技术性能进行了分析探究，并且在互感器对相关系统的影响展开讨论，最后对症下药，针对问题提出了解决措施。

关键字：电子式互感器种类性能比较1 电子式互感器在国内外研究现状1.1 国内外研究现状随着社会经济的不断发展，科学技术也越来越发达，电子式互感器的发展也紧跟脚步，不断有新的互感器产生，国内外互感器之间的交流也越来越频繁，尤其是很多国外生产的电子互感器都在中国有了广泛应用。

由于对电子式互感器应用越来越广泛，所以的需求越来越大，因此电子式互感器生产商也越来越多，其种类也不断更新换代，当今比较主流的主要是有源式互感器、磁光玻璃以及光纤式互感器。

电子式互感器在国内外的运行情况及经验也是不一样的，尤其是有源式电子互感器，虽然它在国外有一定的运行经验，但是和国内相比还是稍有逊色。

经过电子互感器应用统计得出，在国内，有全站都采用有源电子式互感器的，还有部分采用的，其中完全采用的电压为220KV的有四个站，110KV的达20多个，除此之外，还有很多虽然没有完全采用，但是大部分都采用了电子式互感器，以上是2008年六月份进行的大概统计结果，最近又有十余个220KV的变电站投产，并且是全站都会采用电子式互感器，并且110KV的变电站也被大量应用起来，显而易见，有源式电子式互感器已经应用非常广泛了。

除了有源式电子式互感器广泛应用外，磁光玻璃电子互感器和光纤式电子互感器在电网中也有不同程度上的投入。

总体来说，国内外电子式互感器的发展都有很大的进步，并且有很大的发展潜力。

2 电子式互感器的分类电子式互感器主要有两部分构成，一部分是传感模块，主要用来采集一次电压电流，然后还要把它们转换成数字信号，因为是一次电压，所以安装在高压一次侧，而合并单元主要用来合并处理传感模块传输过来的数据信号，其安装在高压二次侧。

组合式互感器的实验11

组合式互感器的实验万齐刚摘要：针对组合式互感器的特殊技术要求，表达了所采取的特殊实验方式和实验进程。

关键词：电流互感器、电压互感器、组合式、实验、项目、方式。

Hand-over test of combinatorial transformerWan QigangAbstract:The article introduce the special method and procedure of hand-over test according to the specialtechnology requirement of combinatorial transformer.Key words:current transformer ; voltage transformer ; combinatorial ; hand-over test ; item ; method.一、前言铁路牵引变电所具有负荷大且转变频繁的特点，尤其是在几台重载电力机车同时启动时可刹时达到八百多安电流乃至更高，反映到110kV侧的电流也有两百安左右。

由于电流、电压组合式互感器的特殊结构，限制电流、电压回路（磁路）之间的彼此阻碍就成为一个超级重要的技术指标。

上海互感器厂MWB引进国外先进技术，生产出JUK123型110kV户外电流、电压组合式互感器，第一次在武蒲线铁路牵引变电所安装利用，另外，保定变压器厂生产的型电流、电压组合式互感器在湘黔线的许多牵引变电所内也取得了应用。

GB50150-91《电器装置安装工程电器设备交接实验标准》已不足全面衡量其技术性能指标，因此必需针对产品的特殊性，参照GB50150-91中的有关条款，制订出切实有效且可行的实验标准及方式。

那个地址仅以JUK123型110kV组合式互感器为例，表达咱们在对其进行实验时，依如实际情形，制定出了相应的方法和方式，愿与同仁探讨、指正。

二、相关技术参数及性能要求JUK123型组合式互感器（以下简称互感器）的相关技术参数及性能要求如下：1、额定工作电压：Ue=110kV，最高工作电压Umax=126kV，50HZ，单相。

220kV组合电子式互感器原理结构及挂网试验

220kV组合电子式互感器原理结构及挂网试验李洪涛1，张巍1，刘忠战2（1.河南新乡供电公司，新乡453002；2.西安华伟光电技术有限公司，西安710019）摘要：笔者介绍一种电流—电压组合型电子式互感器（ECVT）。

该互感器含有两项核心技术，即自励源技术和等势腔技术，着重讨论了等势腔分压器的原理，如何以场—路平衡的方法达到屏蔽外电场干扰，实现电磁静默环境下的精密分压。

还介绍了如何将自励源光隔离电流互感器和等势腔电压互感器2种技术有机地结合，形成一种电子式组合互感器，介绍这种产品在现场应用上的技术优势，并附有典型220kV电站运行的试验记录。

电站运行试验表明，组合式ECVT工作稳定，2个测量系统功能兼容，测量示值正确，是一种值得推广的结构方案。

关键词：自励源；等势腔；组合电子式互感器中图分类号：TM452文献标志码：A文章编号：1001-1609（2011）08-0112-05 Construction Principle and Application Test of220kV Combined Electronic TransformerLI Hong-tao1，ZHANG Wei1，LIU Zhong-zhan2（1.Xinxiang Electric Power Company，Xinxiang453002，China；2.Xi’an Huawei Optic Electric Technology Co.，Ltd.，Xi’an710118，China）Abstract:This paper introduces a combined electronic current and voltage transformer（ECVT）.This transformer includes two core technologies，namely the self-excitation power supply technology and the equal potential cavum technology.The principle of voltage divider which based equal potential cavum structure and how to shield disturbance from outside electric field with balance of field and road so as to achieve precise voltage division in the electromagnetism silent environment are discussed emphasizely.It describes also how to combine two technologies and forming a new type of electronic combined transformers.The advantages of this transformer in applications and some testing records in a typical220kV substation are introduced as well.The practical operation conclusion indicates the combined ECVT works stably,two measurement systems are compatible,value of testing is correct,and this configuration is good for extend in applications.Key words:self-excitation power supply；equal potential cavum；electronic combined transformers0引言新型电流—电压组合式互感器是将ECT、EVT 组合在一个结构内，形成具有双测量功能的组合电器(ECVT)，这是电子式传感器小型化、低功率化以及光隔离绝缘技术带来的好处，ECVT在应用上具有明显的技术优势：①使ECT、EVT结构一体化，缩减电站的占地空间；②降低设备造价约30%；③合并传输系统，简化通信线缆布设。

10kV系统组合式互感器运行分析

10kV系统组合式互感器运行分析摘要：10kV系统中的组合式互感器，因铁磁谐振、中性点接地方式、10kV 线路接地、缺相及三相负荷不平衡等问题，对计量装置准确性及运行安全性会造成严重影响，本文针对一起互感器爆炸事故的故障分析，提出了各供电单位在业扩环节，应按《电能计量装置技术管理规程》及南方电网公司《10kV用电客户侧电能计量装置典型设计》的要求配置组合式互感器，即可提高10kV组合式互感器运行的安全性扣可靠性，亦可降低10kV组合式互感器故障率。

关键词：互感器、电压失衡、铁磁谐振1 提出问题2019年5月10日，云南省临沧市发生了10kV一起组合互感器爆炸事故，事故造成两死一伤害的严重后果。

经事故调查发现，发生爆炸的直接原因是现场组合式互感器为三相四线组合式互感器，其接线方式为Y/Y，这种接线方式下的组合式互感器在实际运行中的安全性及可靠性较差，易出现三相二次电压失衡、铁磁谐振等问题。

此外，互感器绝缘强度不合格、TV一次接地，TA二次开路、PT 高压保险断线、TV二次侧短路等故障也会降低10kV组合式互感器运行的安全性和可靠性。

2 原因分析计量装置的接地方式分为中性点接地和不接地两种方式，按照《电能计量装置技术管理》的相关要求，计量装置的接地方式应与系统一致。

由于10kV系统是中性点绝缘系统，计量装置的中性点接地方式不接直接接地，当10kV组合式互感器直接接地时，则其接地方式为Y/Y，电表接线方式为三相四线制，这种接线方式的电压互感器存在以下4个方面隐患：(1)铁磁谐振。

当电压互感器一次侧中性点直接接地时，电压互感器的非线性电感与10kV线路的等值电容阻抗匹配相近，容易产生铁磁谐振，从而损坏电压互感器。

(2)增加线路运维难度。

当10kV线路发生接地故障时，因电压互感器中性点直接接地，10kV线路对地绝缘电阻为电压互感器一次线圈的直流电阻，其阻值约等于零，导致线路故障查找故障困难。

(3)发生故障时互感器存在过电压风险。

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们的广泛关注，国外已有光纤电流互感器和光纤电压互
感器挂网运行Ｉ，２国内也在做这类研究工作ｌ。］＿３］利用光纤传感技术实现组合互感器，以解决电磁可式组合互感器绝缘难度大、电流测量与电压测量问相互
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第２卷７
第ｌ期１
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ＶｏＩ７Ｎｏ１ｌ２．１
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２全光纤电流互感器
２１全光纤电流互感器原理．
如图２所示，基偏振干涉的全光纤电流互感器及其
＊本文于２０年ｌ０５Ｏ月收到，系国家白然科学基金（０７０１资助项目。５４７０）
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１９４０
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制室，控制室的电路对其进行处理，最终输出与被测电流及电压成比例的电压信号。
光纤传感器由于具有抗电磁干扰能力强、灵敏度高、电绝缘性好、安全可靠、耐腐蚀等诸多优点… ，引起了人
仪
器
仪
表学Biblioteka 报第２７卷测量系统具有自动补偿功能。系统中处于高压侧的传感光纤为经退火处理、半径为６．ｍ的单模光纤；２５而处于高、低压两侧之间的传光光纤为椭圆芯保偏光纤。基本工作原理是：由低压侧光源发出的光束经过光纤起偏器