电子式互感器详解

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
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
• 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。
(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
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。
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
（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
（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
（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
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。
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。
（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。
（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)
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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 光纤调制器
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”？
• 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
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。
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
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。
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
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。