电子式互感器详解
电子互感器
电子式互感器一、电子式互感器定义《IEC60044-8电子式电流互感器标准》对电子式互感器的定义如下：一种装置，由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电压或电流传感器组成，用以传输正比于被测量的量，供给测量仪器、仪表和继电保护或控制装置。
在数字接口的情况下，一组电子式互感器共用一台合并单元完成此功能，主要包含电压传感器与电流传感器。
二、电子式互感器分类1、电容式互感器及空心线圈组合式互感器电容式互感器及罗氏线圈组合式互感器每一台包括相互独立的电压传感器和电流传感器及相关转换电路。
每电压传感器包括电容分压器和一个低功率铁芯线圈，电流传感器为一个空芯线圈。
2、低功率互感器(LPCT)电子式电流电压互感器的经济性和优势与电压等级成正比，因为只有在高电压等级的互感器上，CT饱和、绝缘复杂、体积大、造价高的缺点才表现得越显著。
因此不应在变电站内各电压等级都盲目地推广和应用电子式互感器。
我们认为在110kV以下，特别是对10一35kV而言，应用电子式互感器是不必要和不经济的。
而采用LPcr(低功率互感器)是一个现实和经济的解决方案。
3、检验、试验、能效评测用电子式互感器检验、试验、能效评测用电子式互感器通常要求在较宽的幅值、频率、相位范围内实现高准确度的测量，测量对象包含工频电量以及变频电量，且要求其抗干扰能力及电磁兼容性能好，一般不包含具有非线性特性和易饱和的铁芯，一般为电机、变频器、特种变压器等电气产品检试验等需要高精度功率测量需要的场合使用，目前国内较为广泛使用的主要有：AnyWay变频电压传感器、变频电流传感器和变频功率传感器。
三、电子式互感器工作原理框图图中的电子式互感器测量一路电压和一路电流信号，通常，该电压和电流信号的乘积为被测回路的功率。
本文规定的电子式互感器可以是如图中所示的测量一路电压、电流及对应功率的电子式互感器，或测量单路或多路电压的电子式电压互感器，或测量单路或多路电流的电子式电流互感器。
电子式互感器的工作原理及应用
电子式互感器的工作原理及应用
电子式互感器是采纳磁光、电光变换原理或由无铁芯线圈构成的新型互感器，它包括电流(电压）传感器、传输系统、二次转换器，具有模拟量输出或数字量输出。
目前，有别于传统（电磁式互感器或电容式电压互感器）的互感器，包括采纳磁光效应、洛氏线圈、小型号输出、全光纤传输等类型的互感器统称为电子式互感器。
1、电压互感器
通常采纳简洁的电阻分压原理或电容分压原理实现电压信号的采集。
专用的高压电阻或电容，实现了电压信息的高精度与高稳定性采集。
采纳屏蔽电缆或光纤电缆传输。
2、电流互感器
采纳光隔离绝缘，它依靠高压母线磁场自励供应传感工作电源，高压侧的测量、爱护线圈输出的电流信号经数字采样后通过光钎传至二次设备，凹凸压间实现了光隔离，永久性解决了绝缘隔离难题。
传感头采纳小型纳米晶磁芯线圈及罗高斯基爱护线圈，具有测量精度高，爱护范围宽，免于维护，工作稳定牢靠的优点。
3、电子式互感器的应用
电子式互感器通过信号处理箱接收传感头输出的模拟感应信号，经信号处理箱进行滤波、幅值、相位仪校准后变成标准输出信号，供应给计量、爱护和测量设备。
由于输出信号为小信号（毫伏级），不存在二次短路（开路）危急。
电子式电流互感器原理
电子式电流互感器原理
电子式电流互感器利用负载中的电流通过主线圈产生磁场，再由副线圈感应到的原理来测量电流。
其工作原理如下：
1. 工作原理：
电子式电流互感器由主线圈、副线圈、铁芯以及信号处理电路等部分组成。
当负载中有电流通过时，主线圈中会建立一个磁场。
2. 磁场感应：
主线圈产生的磁场会传导到副线圈中，副线圈中感应到的磁场与主线圈中的磁场方向相反，通过副线圈的磁场感应电流。
3. 信号处理：
通过增益放大器等信号处理电路将感应到的电流进行放大和滤波处理，然后将结果输出给后续的电路或设备进行处理或显示。
4. 铁芯的作用：
铁芯的存在可以加强磁场的传导效果，从而提高互感器的灵敏度和准确性。
5. 特点：
电子式电流互感器具有体积小、重量轻、精度高、能耗低的特点，适用于各种工业自动化控制系统中的电流测量和保护。
需要注意的是，在文中不能使用与标题相同的文字，以避免重复。
以上是电子式电流互感器的工作原理和特点的简要描述。
电子式互感器
2020/11/27
电子式互感器
电子式互感器
2020/11/27
电子式互感器
一、背景知识
研制背景：
▪ 随着IEC61850标准在数字化变电站中的应用，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
作为过程层设备的互感器也逐步数字化。
▪ 电子、通信技术的飞速发展使得保护、测控、
计量装置不再需要高功率输出的互感器。
▪ 随着超高压电网的建设，传统互感器存在重
量和体积加大，价格上升，防爆绝缘困难，磁 饱和时输出信号畸变严重等一系列问题。
电子式互感器
二、工作原理
（2）阻容分压原理（GIS适用） 原理示意图如下：
电容分压是通过将柱状电容环套在导电线路外面来实 现的，柱状电容环及其等效接地电容构成了电容分压 的基本回路。
电子式互感器
二、工作原理
考虑到系统短路后，若电容环的等效接地电容上积聚 的电荷在重合闸时还未完全释放，将在系统工作电 压上叠加一个误差分量，严重时会影响到测量结果 的正确性以及继电保护装置的正确动作，长期工作 时等效接地电容也会因温度等因素的影响而变得不 够稳定，所以对电容分压的基本测量原理进行了改 进。在等效接地电容上并联一个小电阻R 以消除上 述影响，从而构成新的电压测量电路（阻容分压）。 电阻上的电压Uo即为电压传感头的输出信号： e(t)= RC1du/dt，R<<1/(ωC2)
成本，提高了可靠性。
电子式互感器
五、小结
▪ 上述电子式互感器的基本工作原理还是采用经典的法拉第
电磁感应原理，基尔霍夫电流电流定律。
▪ 此类电子式互感器技术融合了现代电子和通信技术，同时
也满足IEC61850-9-1/2，IEC60044-7/8标准对电子式 互感器的要求。
电子式电流互感器原理
电子式电流互感器原理电子式电流互感器是一种用于测量电流的传感器，它能够将高电流转换成低电流，并通过电子设备进行测量和处理。
在电力系统中，电流互感器是非常重要的设备，它能够实现电流的测量、保护和控制功能。
本文将详细介绍电子式电流互感器的原理和工作机制。
首先，电子式电流互感器通过感应原理将高电流转换成低电流。
当高电流通过主绕组时，会在副绕组中感应出相应的低电流。
这是通过互感器的铁芯和线圈来实现的，铁芯能够集中磁场，而线圈则能够感应出相应的电流。
通过这种方式，电子式电流互感器能够将高电流转换成适合电子设备测量的低电流信号。
其次，电子式电流互感器采用了电子器件进行信号处理和输出。
经过副绕组感应的低电流信号会经过放大、滤波、线性化等处理，最终输出为标准的电流信号。
这样的设计能够保证互感器输出的电流信号稳定、准确，并且符合标准要求。
同时，电子式电流互感器还可以通过数字接口输出信号，方便与其他设备进行数据交互和远程监测。
最后，电子式电流互感器具有高精度、低功耗、抗干扰能力强等特点。
由于采用了先进的电子器件和信号处理技术，电子式电流互感器能够实现高精度的电流测量，满足电力系统对电流测量的严格要求。
同时，电子式电流互感器的功耗较低，对电力系统的影响较小。
而且，它能够抵抗外部干扰，保证测量结果的准确性和稳定性。
总的来说，电子式电流互感器是一种基于电子技术的高精度、稳定性强的电流测量设备，它通过感应原理将高电流转换成低电流，并通过电子器件进行信号处理和输出。
在电力系统中，电子式电流互感器扮演着重要的角色，它能够实现电流的测量、保护和控制功能。
相信随着科技的不断进步，电子式电流互感器将会有更广泛的应用和更高的发展。
科兴电器电子式互感器简介
电气工程应用2012.2一、电子式电流互感器原理及结构二、电子式电压互感器原理及结构三、电子式互感器应用范围四、电子式互感器的优点五、电子式互感器应用前景六、电子式互感器订货注意事项一电子式电流互感器产品原理及结构目前我公司生产的中压电子式电流互感器原理主要有以下两种：1.1、采用罗氏线圈(也叫空心线圈)原理的互感器。
1.1.1、原理图：1.1.2原理说明：此类电子式电流互感器一次传感部分采用了罗哥夫斯基线圈的原理，它由罗哥夫斯基线圈、积分器、A/D 转换等单元组成，将一次侧大电流转换成二次的低电压模拟量输出或数字量输出。
此类电子式电流互感器不使用铁芯，使用了原理上没有饱和的罗哥夫斯基线圈，由这个罗哥夫斯基线圈得到了与一次电流I 1的时间微分成比例的二次电压E 2，将该二次电压E 2进行积分处理，获得与一次电流成比例的电压信号。
1.2采用低功率线圈(感应式宽带线圈)原理的互感器。
1.2.1原理图：科兴电器电子式互感器简介由罗氏线圈组成的电子式电流互感器原理、实物图由低功率线圈组成的电子式电流互感器原理、实物图３４电气工程应用2012.21.2.2、原理说明此类电子式电流互感器的这种原理是采用低功率线圈(感应式宽带线圈)的原理，它代表着经典感应电流互感器的发展方向。
它由一次绕组、小铁芯和损耗最小化的二次绕组组成。
二次绕组上连接着分流电阻R A ，该电阻是电流互感器一体化元件，分流电阻R A 是以使互感器消耗的功率接近为零这种方式设计的。
二次电流I 2在分流电阻R A 两端的电压降U 2与一次电流I 1成比例，U 2可以根据需要设计在0-5V 之间，这种互感器比传统互感器的电流测量范围大很多，甚至同一个线圈可以同时满足测量和保护的要求。
二电子式电压互感器产品原理及结构目前我公司生产的中压电子式电压互感器原理主要有以下两种：2.1采用电阻分压原理的电子式电压互感器2.1.1、原理图2.1.2原理说明此类电子式电压互感器采用优化的高压电阻及低压电阻设计，其分压器的特性无比优越，其准确度误差特性表明，电子式电压互感器可同时满足电压测量和保护的要求，测量准确度可达0.2级，保护级可达3P 级；电子式电压互感器的二次电压正比于一次电压，二次电压可以根据需要设计在0-6.5V 或6.5/之间，很容易与二次智能化设备接口，满足当代智能化、数字化二次仪表及保护的需要，又因其没有铁芯，因而从根本上消除了产生铁磁谐振的危险。
电子式电压互感器
电子式电压互感器引言电子式电压互感器是一种用于测量高压电力系统中的电压的先进设备。
与传统的电抗式电压互感器相比，电子式电压互感器具有更高的精度、更低的负载和更广泛的应用范围。
本文将介绍电子式电压互感器的工作原理、特点、应用和未来发展趋势。
工作原理电子式电压互感器主要由电压分压模块和数字化处理模块组成。
电压分压模块通过高电阻的电阻器将高电压信号分压为低电压信号，然后将信号传递到数字化处理模块。
数字化处理模块将低电压信号进行放大、滤波和数字化处理，然后输出精确的电压测量结果。
特点1. 高精度：电子式电压互感器具有很高的测量精度，通常在0.2级或更高。
2. 低负载：传统的电抗式电压互感器在负载方面存在一定的问题，而电子式电压互感器具有非常低的内部负载。
3. 广泛应用：电子式电压互感器可以广泛用于电力系统中的电压测量，包括变电站、输电线路和配电系统等。
4. 抗干扰性强：电子式电压互感器采用了数字化处理技术，具有较强的抗干扰能力，可以减少外界干扰对测量结果的影响。
应用1. 变电站：电子式电压互感器可以用于变电站的电压测量，实时监测电力系统的运行状态。
2. 输电线路：电子式电压互感器可以安装在输电线路上，用于检测电力系统中的电压变化。
3. 配电系统：在配电系统中，电子式电压互感器可以用于电压测量和保护装置的输入信号。
4. 能源管理：电子式电压互感器可以与其他能源管理设备结合使用，实现对电力系统的智能监控和管理。
未来发展趋势1. 高性能数字化处理器的应用：随着数字化处理技术的不断进步，未来电子式电压互感器将采用更高性能的数字化处理器，提高测量精度和抗干扰能力。
2. 多功能集成设计：为了满足不同应用场景的需求，未来的电子式电压互感器将具备更多的功能模块，如电流测量、频率测量等。
3. 无线通信技术的应用：未来电子式电压互感器可能会采用无线通信技术，实现与其他设备的远程通信和数据传输。
4. 智能化管理系统的发展：未来电子式电压互感器将结合智能化管理系统，实现对电力系统的自动控制和远程监控。
电子式互感器
◆劢态范围大，测量精度高。电磁感应式电流 互感器因存在磁饱和剧题，难以实现大范围测量 ，问时满足高精度计量和继电保护的需要。电子 式电流互感器有很宽的劢态范围，额定电流可测 到几百安培至几千安培，过电流范围可达几万安 培。 ◆频率响应范围宽。电子式电流互感器已被证 明可以测出高压电力线上的谐波，还可迚行暂态 电流、高频大电流不直流电流的测量。 ◆没有因充油而产生的易燃，易爆等危险。电 子式互感器一般丌采用油绝缘解决绝缘问题，避 免了易燃、易爆等危险。
二 合并单元
(1 ) 定义：合并单元(Merging Unit，简称MU)是针对数 字化输出的电子式互感器而定义的，连接了电子式互感器二次 转换器不变电站二次设备。包括信号采集模块、控制输出模块、 数字处理模块、通信处理模块、对时同步模块和设备自检模块。 丌需要对传统的一次设备迚行改造，只需要在一次设备安装位 置附近加装合并单元把相关的信号接入，把一次设备接入的信 号转换为数字信号通过光纤发送；同时合并单元接收其他设备 的控制命令，根据控制命令对一次设备做出相应的控制。 (2) 优点：解决了传统一次设备无法运用于智能变电站的 问题；高防护等级设计使设备能安装在户外，一次设备就地智 能化能大大减少变电站建设过程中电缆的铺设，节省了材料， 提高了信号传递的抗干扰性；传统一次设备的可靠性和稳定性 提高了智能变电站运行的安全性和可靠性。
(3) 保护装置。主要完成对某一间隔设备的保护保护任务， 如输电线路保护装置、变压器保护装置、母线保护装置、 断路器保护装置、短引线保护装置等。 (4)公用间隔层装置。在变电站中有一些公共信号及其测量 值，如直流系统故障信号、直流屏交流失压、火灾报警控 制回路故障信号、火灾报警劢作信号、保安报警信号等等， 需要一个或几个公共间隔层装置来迚行相关信息的采集和 处理。对于这类公共间隔层装置，丌同的厂家有着丌同的 配置，可以集中到一个或几个公共测控装置处理，也可分 散到其他测控装置中完成。 (5)自劢装置。如备用电源自劢投入装置、电压无功控制 (6)操作切换装置以及其他的智能设备和附属设备。
电子式互感器原理
电子式互感器原理
电子式互感器是一种将电流和电压转换为电子信号的设备。
它基于互感器原理，通过将被测电流或电压与一个或多个磁性材料的磁场相互耦合，实现电能的测量、监测和控制。
电子式互感器的原理可以简单描述为以下几个步骤：
1. 电流测量：当被测电流通过主线圈时，主线圈中会产生一个磁场。
2. 磁场传输：主线圈中的磁场会通过铁芯传输到次级线圈上。
3. 次级线圈感应：次级线圈中的磁场变化会感应出一个电压信号。
4. 信号放大：感应出的电压信号会经过一个放大电路进行放大。
5. 数字化处理：放大后的信号经过模数转换器转换为数字信号。
6. 输出信号：数字信号可以通过接口输出给其他设备或系统进行进一步处理和分析。
电子式互感器相比传统的电力互感器具有许多优势。
首先，它们可以实现对电流和电压信号的高精度测量，减小了传统电力互感器由于线性误差和相位误差带来的测量偏差。
其次，电子式互感器具有较宽的测量范围和频率响应，可以适应不同场景的需求。
此外，由于采用数字化处理，电子式互感器的输出信号稳定可靠，并且具有较强的抗干扰能力。
综上所述，电子式互感器通过巧妙地利用磁场感应原理，将被测电流或电压转换为数字信号，实现了高精度、稳定可靠的电能测量和监测。
它在电力系统、工业自动化以及能源管理等领
域得到了广泛应用，并对提高电能测量的精度和可靠性发挥了重要作用。
电子式互感器介绍
1 I 0 [1 cos( )] 2 相位调制器在检测电路的驱动下产生一个与 （ ) I out
大小相等方向相反的反馈相移，通
过检测反馈信号的大小即能确定相位，从而得到被测电流的大小。 实例解析：GIS 集成方式 FOCT 组成示意图
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a)
110KV GIS 三相一体式安装方式
法拉第效应
敏感元件
电磁线圈
空心线圈
光学玻璃
能否测直流
否
否
可测
可测且精 度高 无 好
是否有源 安装灵活性
无 差
有1 差
无2 较好
Байду номын сангаасPage15
注 1：罗式线圈电流互感器在 GIS 应用中可以采用无源方式。 注 2：磁光玻璃与 LPCT 组合式为有源方式。 优缺点： LPCT 缺点：1、不能根本解决磁路饱和问题 2、基本原理导致测量频带问题 RCT 优点：没有磁路饱和现象 缺点：1、基本原理导致测量频带问题 2、一次端有源导致运行可靠性问题 OCT 优点：1、无饱和现象、无测量频带问题 2、一次端无源保证运行可靠性 磁光玻璃型 优点：技术难度较小，原理简单 缺点：1、系统由分立元件组成，结构复杂，抗振动能力差 3、 光学元件间用光学胶粘接，长期运行稳定性差 3、采用的分立光学元件加工困难，一致性难以保证 全光纤型 优点：1、无分立元件，全光纤结构简单，抗振动能力强 2、光纤熔接后连接可靠，长期稳定性好 3、所有光学器件基于光纤制作，工艺成熟，一致性好 缺点：技术难度大，原理复杂，
3.电子互感器的分类
按一次传感部分是否需要供电划分：
有源式电子互感器 无源式电子互感器 传感头采用电子器件，需要提供电源。 传感器采用磁光晶体或光纤。
电子式互感器
第三代: 电磁感应原理
® 一次传感器为罗氏线圈或小功率CT ® 高压侧信号通过光纤传送至低压侧 ® 1A模拟量或数字量输出
第四代: 法拉第磁光效应原理
® 一次传感器为磁光玻璃 ® 信号通过光纤传输 ® 1A模拟量或数字量输出 ® 变比可调
2. 电子式电流 互感器结构和原理
•传感头 Rogowski线圈（测量暂态信号－保护用） 小信号铁芯CT（测量稳态信号－测量用） A/D采样及温度补偿 电能供应
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Rogowski线圈介绍
首先设线圈每匝中心线与导线中 心线间的距离为r，穿过线圈每匝 的磁场均为Br，且线圈共有n匝， 每匝的面积均为S， 0 为真空导 磁率，则可得：导线电流I(t)与 Br 的关系为：
感应电压u2(t)与I(t) 的关系为：
Rogowski线圈结构图
输出信号是电流对时间的微分。通过一个对 输出的电压信号进行积分的电路，就可以真 实还原输入电流。
Rogowski线圈实际上就是一个缠绕在非磁性骨架 上的空心螺线管 是测量暂态电流的一种常用工具，现在也有用于 测稳态电流的，供计量和保护用 没有铁心，不会产生磁饱和 不直接串联在被测回路中，不会消耗被测回路的 能量 线圈和被测回路没有直接的电的关系，对被测回 路的影响较小
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图罗果夫斯基线圈原理图及等效 原理图
按高压部分是否需要工作电源分：
1、无源式－传感头采用磁光晶体或光纤 2、有源式－传感头采用电子器件，需提供电源
1. 高压电流互感器分类
依据高压电流互感器的发展历程, 将其分为四代: 第一代: 电磁感应原理
■ 绝缘介质: 油
■ 1A或5A模拟量输出
第二代: 电磁感应原理
® 绝缘介质: SF6,或干式环氧材料绝缘 ® 1A或5A模拟量输出
电子式互感器的原理及应用
电子式互感器的原理及应用1. 什么是电子式互感器？电子式互感器是一种常用的电测量装置，它利用电子技术来实现电流和电压的测量。
相比传统的电流互感器和电压互感器，电子式互感器具有体积小、重量轻、精度高、可编程等优点，因此在工业自动化、电能监测等领域得到了广泛的应用。
2. 电子式互感器的工作原理电子式互感器的工作原理是通过感应原理实现电流和电压的测量。
电子式互感器通常由传感器、信号处理电路和输出接口组成。
2.1 电流测量原理电子式互感器中的电流测量是通过感应电路实现的。
当被测电流通过感应电路时，感应电路会产生感应电压，通过对感应电压进行采样和处理，可以得到被测电流的大小和相位信息。
2.2 电压测量原理电子式互感器中的电压测量是通过感应原理实现的。
感应原理是指当被测电压作用于感应电路时，感应电路会产生感应电流，通过对感应电流进行采样和处理，可以得到被测电压的大小和相位信息。
3. 电子式互感器的应用电子式互感器由于具有体积小、重量轻、精度高等优点，被广泛应用于各个领域。
3.1 工业自动化在工业生产过程中，电子式互感器可以用于电流和电压的测量，对电力、电力质量进行监控和控制。
通过实时监测电流、电压等参数，可以及时发现异常情况，并采取相应的措施，提高生产效率和产品质量。
3.2 电能监测电子式互感器可以用于电网的电能监测，可以实时采集电能计量数据，包括电流、电压、功率因数等。
通过对电能数据的分析和处理，可以实现对电能使用情况的监测和管理，并进行能源效率分析，从而为能源节约和环保提供有力支持。
3.3 物联网应用随着物联网技术的发展，电子式互感器可以与传感器、网络等结合，实现对电力设备的远程监测和管理。
通过接入云平台，可以对电力设备进行远程控制和故障诊断，提高设备运行的稳定性和可靠性。
3.4 新能源领域在新能源领域，电子式互感器可以用于太阳能发电系统、风能发电系统等的电流和电压测量。
通过实时监测电能输出情况，可以评估新能源设备的性能和效益，为新能源的开发和利用提供数据支持。
电子式电流互感器的技术及研究
电子式电流互感器的技术及研究电子式电流互感器是一种基于电子技术的电流传感器，它能够精确地测量电流的大小并输出相应的电信号，广泛应用于电力系统、工业控制和电力仪表等领域。
本文将重点介绍电子式电流互感器的技术原理、研究进展以及未来发展趋势。
一、技术原理电子式电流互感器利用磁场感应原理来实现对电流的测量。
当电流通过传感器的一端时，会在传感器内部产生一个磁场，然后通过磁感应作用，将这个磁场转换为相应的电信号输出。
传感器的输出信号可以直接连接到数据采集系统或控制系统中，实现对电流的精确测量和监测。
电子式电流互感器与传统的电流互感器相比，具有体积小、重量轻、响应速度快、精度高等特点。
传统的电流互感器采用电磁绕组和铁芯结构，体积较大且受外界环境的影响较大，而电子式电流互感器则采用了先进的集成电路技术，能够实现更精确和稳定的电流测量。
二、研究进展近年来，随着电力系统的数字化和智能化发展，电子式电流互感器的研究也取得了一系列的进展。
在技术方面，研究人员不断探索新的电磁感应原理和集成电路技术，使得电子式电流互感器在精度、稳定性和抗干扰能力等方面得到了进一步的提高。
研究人员还致力于开发适用于不同工作环境和工作条件的电子式电流互感器，以满足不同领域的需求。
在应用方面，电子式电流互感器已经逐步取代了传统的电流互感器，成为电力系统和工业控制领域中的主流产品。
它们在电力系统的智能化监测、配电自动化、电能质量分析等方面发挥着重要的作用。
在电力仪表领域，电子式电流互感器也被广泛应用于电能计量和电能管理系统中，为用户提供了更加精准和可靠的电能数据。
三、未来发展趋势电子式电流互感器作为电力系统和工业控制领域中的重要传感器，将会在未来发挥越来越重要的作用。
研究人员和工程师们将继续努力，不断改进电子式电流互感器的技术性能和应用性能，为电力系统的安全稳定运行和工业生产的高效运行提供更加可靠和智能的支持。
电子式互感器及电子式电能表相关知识及应用
一、电子式互感器概述 二、第电一子节式电电能流计互量装感置器基本概念 三、电子式电压互感器 四、 电子式互感器应用实例 五、 电子式电能表基础知识 六、 电子式电能表应用
三、电子式电压互感器
n 电原理电子式电压互感器 分压型电压互感器（有源）
R1 R2
Usr
电阻分压
电容分压
阻容分压
与常规电容式电压互感器原理相同，输出电压不超过±5V
四、 电子式互感器应用实例
出线*2 出线*3
单相 EVT
电容器*3
接地变
出线*2 出线*2
单相 EVT
电容器*3
接地变
• 青岛午山220kV 数字化变电站
三相 LPCT
三相 LPCT
220kV主接线为
Ⅰ母35kV
双母线接线，
1#主变
220kV侧3条出线，
单相 LPCT
两台主变。35kV
单相 LPCT
光原理电子式电压互感器
逆压电效应
l 晶体在电场作用下产生应变的现象 称为逆压电效应。 l晶体形变—﹥光信号调制—﹥检测 光信号 l 电压引起的相位差： ΔΦ＝K×N×U
三、电子式电压互感器
光原理电子式电压互感器优势： ① 绝缘性能好，用来做传感材料的磁光玻璃（或光纤）、传输信号的光纤都 是良好的绝缘材料； ② 测量频带宽，可以达到1kHz以上； ③ 不存在铁磁谐振等问题； ④ 体积小，重量轻，节能环保，无需充油； ⑤ 适应了电力保护和计量的数字化、自动化及光通信的发展趋势。
成本/寿命
CT供能（或电容分压供电） +激光供电
供能系统复杂 切换问题
二、电子式电流互感器
有源电子式电流互感器的实现方案
LPCT
电子式互感器工作原理
电子式互感器工作原理
电子式互感器是一种将电流和电压信号转化为电压输出的传感器。
它的工作原理基于法拉第电磁感应定律，即当变化的磁场穿过一定面积的线圈时，会在线圈中产生感应电动势。
电子式互感器通常由一对互相耦合的线圈组成，分别称为主线圈和次级线圈。
主线圈通常与被测信号相关的电流或电压输入相连接，而次级线圈则用于输出感应电动势。
当主线圈中的电流或电压发生变化时，它会产生一个变化的磁场。
这个变化的磁场会穿过次级线圈，并在其内部产生感应电动势。
次级线圈的输出电压与主线圈中电流或电压的变化成正比。
为了保证准确的信号转换，电子式互感器通常采用一些补偿措施来减小非线性和失真。
例如，使用磁芯可以增强磁场的感应效果，并提高传感器的灵敏度和稳定性。
此外，电子式互感器还通过电路设计来对感应电动势进行放大、滤波和线性化。
总的来说，电子式互感器的工作原理是基于通过变化的磁场产生感应电动势，将输入的电流或电压信号转换为输出的电压信号，实现信号的传感和测量。
浅谈电子式互感器
浅谈电子式互感器一、 电子式互感器1 电子式电流互感器1.1 电子式电流互感器的工作原理工作原理是由Rogowski 线圈从一次传变信号，采集器采样后，AD 转换器转换为数字信号，由LED 转换为光信号，通过光缆送回主控室。
1.2 电子式电流互感器结构电子式电流互感器由位于室外的传感头部件、信号柱、光缆以及位于控制室的合并单元构成。
传感头部件由电流传感器（Rogowski 线圈），采集器单元（PSSU ），取能线圈，光电转换单元，屏蔽环，铝铸件等构成。
Rogowski 线圈一般有保护、计量和测量、能量线圈，Rogowski 线圈形状是空心螺线管，无铁芯，填充非晶体材料，主要起支撑作用信号柱由环氧筒构成支撑件，筒内填充绝缘脂，以增强绝缘并保护光缆。
互感器输出的数字信号通过合并单元送给数字化计量、测控、保护装置使用。
.1.2.1 传感头1）Rogowski 线圈Rogowski 线圈实质上是将一组导线线圈缠绕在一个非磁性骨架上，线圈两端接上采样电阻组成，其结构如图l 所示．由于这种线圈本身并不与被测电流回路存在直接电的联系，因此它与电气回路有良好的电气绝缘．Rogawski 线圈骨架采用非铁磁材料加工而成，使传感器没有磁饱和现象，即使被测电流的直流分量很大，它也不饱和，线性度好． Rogawski 线圈测量电流是依据全电流的电磁感应原理，当线圈的结构一定时，线圈的互感M 为一常量，测量线圈所交链的磁链与穿过Rogawski 线圈限定面的电流成正比．不论线圈截面为何种形状，Rogawski 线圈的感应电动势均有：dt dI M t e -=)(，即感应电势e(t)与一次侧电流变化率成正比，相位相差90°．其低频电流等效电路图如图2：图中，Lo 、R0、R 、Co 分别为线圈的自感、内阻、采样电阻、分布电容．由此可得：2020)()(I R R dt dI L t e ++=由于线圈分布电容Co 一般较小，可以忽略，所以,R U I /02≈,又R R dt dI +≤020L ,故⎰+-=dtU MR R R 001I 可见，要得到被测的一次侧电流信号，必须对Rogowski 线圈二次侧输出的电压信号进行积分，即输出端要接入积分电路将U0还原。
(完整版)电子式互感器的原理与比较
电子式互感器的原理与比较随着光纤传感技术、光纤通信技术的飞速发展，光电技术在电力系统中的应用越来越广泛。
电子式互感器就是其中之一。
电子式互感器具有体积小、重量轻、频带响应宽、无饱和现象、抗电磁干扰性能佳、无油化结构、绝缘可靠、便于向数字化、微机化发展等诸多优点，将在数字化变电站中广泛应用。
电子式互感器的诞生是互感器传感准确化、传输光纤化和输出数字化发展趋势的必然结果。
电子式互感器是数字变电站的关键装备之一。
传感方法对电子式互感器的结构体系有很大影响。
光学原理的电子式互感器结构体系简单，是无源的电子式互感器。
电磁测量原理的电子式互感器是有源电子式互感器。
1电子互感器的优点1.1高低压完全隔离，安全性高，具有优良的绝缘性能，不含铁芯，消除了磁饱和及铁磁谐振等问题电磁式互感器的被测信号与二次线圈之间通过铁芯耦合，绝缘结构复杂，其造价随电压等级呈指数关系上升。
非常规互感器将高压侧信号通过绝缘性能很好的光纤传输到二次设备，这使得其绝缘结构大大简化，电压等级越高其性价比优势越明显。
非常规互感器利用光缆而不是电缆作为信号传输工具，实现了高低压的彻底隔离，不存在电压互感器二次回路短路或电流互感器二次回路开路给设备和人身造成的危害，安全性和可靠性大大提高。
电磁式互感器由于使用了铁芯，不可避免地存在磁饱和及铁磁谐振等问题。
非常规互感器在原理上与传统互感器有着本质的区别，一般不用铁芯做磁耦合，因此消除了磁饱和及铁磁谐振现象，从而使互感器运行暂态响应好、稳定性好，保证了系统运行的高可靠性。
1.2抗电磁干扰性能好，低压侧无开路高压危险电磁式电流互感器二次回路不能开路，低压侧存在开路危险。
非常规互感器的高压侧和低压侧之间只存在光纤联系，信号通过光纤传输，高压回路与二次回路在电气上完全隔离，互感器具有较好的抗电磁干扰能力，低压侧无开路引起的高电压危险。
1.3动态范围大，测量精度高，频率响应范围宽电网正常运行时电流互感器流过的电流不大，但短路电流一般很大，而且随着电网容量的增加，短路电流越来越大。
电子式互感器原理
电子式互感器原理
电子式互感器是一种用于测量电流和电压的装置，常用于电力系统的监测和控制中。
它通过电子技术实现了对电流和电压的测量，相比传统的电流互感器和电压互感器，具有体积小、精度高、频率特性好等优点。
电子式互感器利用电子电路将被测量的电流或电压转换为与之成比例的电信号进行处理。
其基本原理是利用电流和电压之间的比例关系，借助电阻、电容、电感等元器件，将电流或电压信号转换为与之成比例的电压、电流信号。
然后，通过运算放大器、滤波器等电子元件对转换后的信号进行增强和滤波，以提高测量的精度和稳定性。
电子式互感器的关键元件是电流互感器和电压互感器。
电流互感器通常采用霍尔元件或磁致伸缩元件，通过变压器原理实现电流的感应和测量。
电压互感器则通过电容分压原理实现电压的感应和测量。
这些元件将电流或电压转换为与之成比例的电压信号，然后经过电路的处理得到最终的测量值。
需要注意的是，由于电子式互感器采用了电子技术，对电源稳定性和抗干扰能力要求较高。
此外，由于电子式互感器需要进行非线性校正和温度补偿，因此在设计和使用过程中需要考虑这些因素，以确保测量结果的准确性和可靠性。
总之，电子式互感器利用电子技术实现了对电流和电压的测量，具有体积小、精度高、频率特性好等优点。
它的工作原理是利
用电流和电压之间的比例关系，并通过电子元件进行信号转换、放大和滤波，最终得到准确可靠的电流和电压测量值。
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• 输入输出单向
路径无法完全避 免外界温度和振 动的影响。
（3） 光纤熔接技术 • 全光纤电子式互感器由于敏感元件和传输元件都采用 光纤，而成熟的光纤熔接技术使得产品能够做到真正的 免维护，增加了可靠性和稳定性。 • 光学玻璃电子式互感器由于敏感元件采用光学玻 璃，而传输元件采用光纤，这两者之间采用胶粘方式 连接，从固有特性来说，容易受环境温度的影响而老 化、开裂，使其使用寿命大受影响，从而也带来了维 护和性能上的缺陷。
十六进制：00E7 (十进制：231)
十六进制：2D41H (十进制：11585)
目 录
一、基本概念 二、技术探讨 三、应用比较 四、发展展望
1、电子互感器分类和优缺点
（1） 罗氏线圈电子式电流互感器
�光纤只作为传输元件，敏感元件是空心 线圈 ;骨架截面积也要 空芯线圈密度要求恒定; �空芯线圈密度要求恒定 恒定；线圈横截面要与中心线垂直，工艺 水平影响产品稳定性。 �采用开环控制技术，动态范围和精度受 局限 �供能半导体激器功率大。 �易受杂散磁场影响。
(4)、低功率电子式电流互感器LPCT 2/2
LPCT二次回路要并接一阻值较小的电压取样电 阻，该电阻是LPCT的一个组成部分，等效电路 如下： Np Us = Rsh Ip Ns
Us为LPCT电压输出 Ip为一次侧电流 Rsh为采样电阻 Np为一次绕组匝数 NS为二次绕组匝数
2、电子式电压互感器
i
uo
复合绝缘子 光纤
u0 = − µ 0 ns
di dt
激光器 光缆 PIN
驱动电路 数据处理
合 并 单 元
保护 测控 计量
（1）、有源式电子式电流互感器原理图 2/2
（3）、无源电子式电流互感器 （磁光玻璃、全光纤）
载流导体 光纤电流传感器
复合绝缘子
光纤
光缆
光纤耦合器 光纤偏振器 光调制器
电子式互感器的一般结构
来自其它传 感器 P1 P2 一次 传感器 一次 变换器 传输 系统 二次变换器经 汇接单元以数 字量输出 MR IV S1 S2 测量 保护
一次电源
二次变换器 模拟量单元输出 MR EF
IV： 未投运 EF： 设备失效 MR： 维护申请
二次电源
什么是偏振光？
光是一种电磁波，电磁波是横波。而振动 方向和光波前进方向构成的平面叫做振动 面，光的振动面只限于某一固定方向的， 叫做平面偏振光或线偏振光。 偏振片只允许平行于偏振化方向的振动通 过，同时吸收垂直于该方向振动的光。 “起偏器”？“检偏器”？
（3）、电子式互感器数字量输出的额定值
测量用ECT 保护用ECT EVT
额定电流 (量程标志＝0)
十六进制：2D41H 十六进制：01CFH 十六进制：2D41H (十进制：11585) (十进制：463) (十进制：11585)
扩展的额定电流 (量程标志＝1)
十六进制：2D41H (十进制：11585)
2、NAE-G系列全光纤电子互感器独到技术
（1） 全数字闭环控制技术
• 全数字闭环控
制技术保证了全 光纤电子式互感 器的动态范围和 精确度 • 开环控制从原 理上来说，就无 法在大动态范围 内保持精确度
（2） 共光路、差分信号解调技术
同一 • 输入输出 输入输出同一 光路，有效抑制 了外界温度和振 动的影响，提高 了抗干扰能力
电子式互感器 技术交流
国电南瑞科技股份有限公司
目 录
一、基本概念 二、技术探讨 三、应用比较 四、发展展望
CT 、PT 的缺陷 传统式 传统式CT CT、 PT的缺陷
(1)绝缘结构复杂，体积笨重，造价高。 (2)电磁干扰严重。 (3)采用油浸纸绝缘，易燃、易爆不安全。 (4)SF6气体的派生物容易给人体健康带来危害。 (5)TA线性度低，短路时短路电流的非周期分量容 易使TA铁心饱和。 (6)TV可能出现铁磁谐振，损坏设备。
• NAE-GXXX-110X的主要技术指标
5、主要技术指标（续）
• NAE-GXX-220X的主要技术指标
6、NAE-G系列全光纤电子互感器安装方式
（1）、绝缘子独立安装方式
传感头
（2）与隔离刀闸共用绝缘子安装方式
电气箱
（3）在GIS法兰中安装示意图
目 录
一、基本概念 二、技术探讨 三、应用比较 四、发展展望
（1）、分压式电压互感器 1/3 （电阻分压、电容分压、阻容分压等）
（1）、分压式电压互感器 2/3
（1）、阻容分压式等效电路 3/3
固体和液体介质对 于温度变化和长期 运行都不是很稳定。 解决的方法就是在 电容上并联足够小 的稳定电阻R，使 电压输出不受CE的 影响。u2=RCdu1/dt
（2）、光传感式电压互感器 1/2
3、各类电流互感器之间比较
4、全光纤式电流互感器的应用实例
反 射 镜 光 纤 汇流排
两偏振光传播方向 （红、绿 箭 头 ）
保护:5P30，测量:0.2级 符合IEC60044-8和GB/T 20840.8
信号处理 电 路
相位调制器 偏振器 耦合器 光 源
探测器
A）不通电
B）通电
5、主要技术指标
优 点
频带宽 使用成本低
动态范围大 可 测 交 流 /直 流
体积小重量轻
电子式互感器的分类
有源电子式互感器 通过远端模块将模拟信号转换为数字信号 后经通信光纤传送出去。传感头部分有电 源电路，需要解决供电问题。 无源电子式互感器 利用Faraday 磁光效应感应被测电流信 号，或利用Pockels 电光效应感应被测电 压信号，通过光纤传输传感信号。传感头 部分没有电子电路，不存在供电问题。
压电效应 Pockels Pockels压电效应
Pockels效应指的是电场中产生的双折射现 象，双折射现象随电场强度呈线性变化。
光传感式电压互感器原理
目 录
一、基本概念 二、技术探讨 三、应用比较 四、发展展望
1、电子式电流互感器
（1）、有源式电流互感器（罗氏线圈）1/2
空芯线圈 远端模块
小结
1.提高可靠性。 2.成本降低 3.维护成本降低 4.技术发展的必然
请您提出批评和指正意见。
（2）、电子式电流互感器模拟量输出的额定值
（1）延时时间的标准值： 0，50，100，200，500μs （2）额定二次电压方均根值标准值： 22.5mV、150mV、200mV、225mV、4V 无二次变换器时，低功率电流互感器一般采 用22.5mV、225mV；空心线圈电流互感器一 般采用150mV 使用二次变换器时，保护标准值一般取 200mV，测量标准值一般取4V。
磁光法拉第效应
当线性偏振光通过磁性介质后，相对于入 射光束，透射光偏振面发生旋转，即磁光 法拉第效应。当磁场不是非常强时，法拉 第效应中偏振面转过的角度θ，与沿介质 厚度方向所加磁场的磁感应强度B及介质 厚度d成正比，即 θ＝VBd 式中V为比例常数。 几乎所有的物质都存在法拉第效应。
法拉第效应示意图
（2）、光传感式电压互感器原理图 2/2
3、无源电子式互感器的技术难点
– 光学传感材料 – 传感头的组装技术 – 微弱信号检测 – 温度对精度的影响 – 振动对精度的影响 – 长期稳定性
4、电子式互感器的参数
（1）、电子式电压互感器EVT的额定值
（1）额定二次电压： 线间：6.5V，6.5/2=3.25V，6.5/4=1.625V 线对地：6.5/√3V,3.25/√3V,1.625/ √3V 开口三角电压： 6.5/3V,3.25/3V,1.625/3V （2）额定二次输出容量： 二次电压小于10V的电子式电压互感器而定输 出标准值为： 0.001、0.01、0.1、0.5VA
CT 、PT 无法很好解决 传统式 传统式CT CT、 PT无法很好解决
⑴ 互联电网的形成，电网间联络线，负荷不 固定。 ⑵ 特殊负荷，如电气化铁路、轧钢等电力输 电线。 ⑶ 远景负荷和近期负荷相差悬殊。
电子式互感器的一般优势
绝缘性能好 抗干扰能力强 无磁饱和 无铁磁谐振 无磁滞和剩磁
电子互感器
光源驱动 及 信号解调
合 并 单 元
保护 测控 计量
（4）、低功率电子式电流互感器LPCT 1/2
LPCT实际上是一种具有低功率输出特性 的电磁式电流互感器。由于LPCT的输出 一般是直接提供给电子电路，所以二次 负载比较小；其铁心一般采用微晶合金 等高导磁性材料，在较小的铁心截面 （铁心尺寸）下，就能够满足测量准确 度的要求。
（2）磁光玻璃电子式电流互感器
�光纤也只作为传输元件，敏感元 件是光学玻璃是特殊光学材料。 �光学玻璃是特殊光学材料，它对 光信号的损耗大；温度稳定性差； 光纤与玻璃之间采用粘接，可靠性 差。 �也采用开环控制技术，动态范围 和精度受局限
（3） 全光纤电子式电流互感器
�敏感元件和传输元件都是光纤。 �输入输出光路为统一路径，提高了抗干扰能力，安全可靠性高。 。 也采用独特的闭环控制技术，动态范围大和精度高。 �也采用独特的闭环控制技术，动态范围大和精度高
广阔的发展前景
– 以光学传感材料为主流的电子式互感器将占主 导地位 – 新标准的制定和认可才能发挥最大效能。 – 标准器具(包括标准互感器和标准A／D4转换器) 必需具有可溯性 – 电子式互感器专家诊断系统、校准系统，自诊 断、自分析技术，提供更智能的一次设备 – 随着光学技术和其它传输技术的发展，更可靠、 更稳定的产品会出现。