电子式互感器分类、特点及应用现状分析

电子式互感器的现状与发展前景

随着电力传输容量的增加，运行电压等级越来越高，传统的电磁式电流，电压互感器暴露出如绝缘要求高，磁饱和、铁磁谐振、动态范围小、频带窄以及有油易燃、易爆炸等一系列缺点。基于光学和电子学原理的电子式电压、电流互感器(分别简称为EVT和ECT)经过30多年的发展以其独特的优点，成为最有发展前途的一种超高压条件下电压、电流的测量设备。

早期的电子式互感器一次侧和二次侧通过光纤来传输信号，也称为光电式互感器。2002年，IEC根据新型电子式电压、电流互感器的发展趋势，制定了关于EVT的IEC60044-7标准和ECT的IEC60044 -8标准，明确了电子式互感器的定义及相成的技术规范。

根据IEC60044-7标准，EVT采用电阻分压器.电容分压器或光学装置作为一次转换部件，利用光纤怍为一次转换器和二次转换器之间的传输系统，并装有电子器件作测量信号的传输和放大，具有模拟量电压输出或数字量输出。

根据IEC600448标准，ECT采用传统电流互感器(CT)、霍尔传感器、Rogowski线圈或光学装置作为一次转换部件，利用光纤作为一次转换器和二次转换器之间的传输系统，并装有电子器件作测量信号的传输和放大，具有模拟量电压输出或数字量输出。

电子式互感器的分类

几十年来，电子式互感器产品的种类已经被开发出很多，根据原理的不同，电子式互感器可分为无源式和有源式2类。所谓无源式电子互感器是指高压侧传感头部分不需要供电电源的电于式互感器，而有源式电子互感器是指传感头部分需要供电电源的电子式互感器。

无源式电子互感器的优点是在传感头部分不需要复杂的供电装置，整个系统的线性度比较好，缺点是传感头部分有复杂而不稳定的光学系统，容易受到多种环境因素的影响，影响了实用化的进程，虽然各国学者不断的提出新方法以提高测量准确度，备种方法都在实验室条件下取得了一定成果，但都不同程度地存在着通用性差，装置复杂等缺点，未能有效克服这个困难，其研究还有待进一步深入。

有源式电子式互感器的原理大都比较简单，已被广泛接受。无源式EVT主要利用传统的电阻分压器，电容分压器以及单个电容器测量电压值。在有源式ECT中，作为一次电流采样传感头的元件有传统的电磁式电流互感器、分流器和Rogowski线圈等。

20世纪90年代以来，无源式电子互感器在实用性方面显示出优势，受到了人们的重视，各国学者在供能方式、信号调制方式以及提高系统测最准确度等方面进行丁人量的研究和实验，井有现场挂网的经验，国外一些知名大公司已有市场化的产品。

电子式互感器的特点

与电磁式电流互感器相比，电子式互感器具有如下的一系列优点：

◆绝缘性能优良，造价低。绝缘结构简单，随电压等级的升高，其造价优势愈加明显。

◆在不含铁芯的电子式互感器中，消除了磁饱和.铁磁谐振等问题。

◆电子式互感器的高压侧与低压侧之间只存在光纤联系，抗电磁干扰性能好。

◆电子式互感器低压侧的输出为弱电信号，不存在传统互感器在低压侧会产生的危险，如电磁式电流互感器在低压侧开路会产生高压的危险。

◆动态范围大，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动态范围，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，还可进行暂态电流、高频大电流与直流电流的测量。

◆没有因充油而产生的易燃，易爆等危险。电子式互感器一般不采用油绝缘解决绝缘问题，避免了易燃、易爆等危险。

◆体积小、重量轻。电子式互感器传感头本身的重量一般比较小。据前美国西屋公司公布的345kV的光学电流互感器(OCT)，其高度为2.7m，重量为109kg。.而同电压等级的充油电磁式电流互感器高为6. 1m，重达7718kg，这给运输与安装带来了很大的方便。

◆可以和计算机连接，实现多功能，智能化的要求，适应了电力系统大容量、高电压，现代电网小型化、紧凑化和计量与输配电系统数字化，微机化和自动化发展的潮流。

电子式互感器的开发及应用状况

由于电子式电流互感器具有多方面的优点，国外对于电子式互感器的研究已有30多年的历史，投入了较大的人力物力，不断推进电子式互感器的发展，糨关行业的一些大公司已经迈向产品化，市场化的道路。

ABB公司作为国际上提供标准化光学电流和电压传感设备的领先者之一，已研制出多种无源电子安全提示：如果聊天中有涉及财产的操作，请一定先核实好友身份。发送验证问题或点击举报赵一阳10:49:23式互感器及有源电子式互感器，在插接式智能!H台电器(PASS)、SF.气体绝缘开关lG{S).高压直流(I{VDC)及中低压开关柜中都有应用。组合式光电互感器，用于GIS中的复台式电子互感器都已达到0.2级的准确度t数字光学仪用互感器已有电压等级72-800 kV、电流等级50 -4000A的产品推向市场I其33kV GIS空气绝缘开关柜用电子式互感器已应用于我国广州地铁二号线、三号线，实现与保护控制设备的直接弱电接1-.500kV电压等级的电子式电流互感器也在我国的新建变电站巾有了成功的实际应用。

法国AREVA(原ALSTOM)公司主要研究无源电子式互感器，包括CTO、VTO和cMo.自1996年以来，AREVA公司已有70多台电子式互感器在美国，法国、英国、加拿大，荷兰、比利时等多个国家的多个变电站运行，目前正在研究145-llOOkVAlS用光电电流电压互感器和145-500kV GIS用混台式电子互感器。

日本三菱公司的伊丹工厂制造的6.6 kV、600A的组合式光学零序电流、电压互感器，在中部(Chubu)电力公司的配电网中安装，经过长期户外运行试验，满足JFC202-1885标准;日立公司研制的OCT和OVT(光学电压互感器)安装于也在中郝电力公司77/仃kV1200A的GIS投入运行，经过近2年的运行，满足JEC1201要求。另外东芝，东电.住友等都已经开发或正在开发一系列的OCT和OVT产品，并有现场挂网。

另外，加拿大NxtPhase公司，美国PhotonicPuwer Systems公司、德国的RITZ互感器公司也在电子式互感器方面进行了一系列研究;法国施耐德电气公司已有在组合电器中应用的户外MCI - 145型光电式电流互感器、西门子光纤电流互感器在南方电网天广500kV直流输电工程的某变流站里已经可靠地运行了几年。德国斯尼文特公司与河南电力试验研究院，许继电气股份有限公司等联合研制的交流变电站用500kV组合型光电电子式互感器于2005年10月14日在我国500kV郑州小浏变电站投入运行，最高电压至1000 kV、精确度由德国标准胁会认证达到0.1级标准，填补了国内输变电500kV电压等级电子式互感器空白。

目前我国清华大学，华中科技大学、西安交通大学等高校以及电力科学研究院，武汉高压研究所等研究机构和上海互感器厂、沈阳变压器制造有限公司，西安高压开关厂、南瑞继保电气有限公司等单位在从事电子式互感器的研制工作，且已有多种样机研制出来，但绝大多数仅限于实验或者试运行阶段。

在无源方面，清华大学电子系早在20世纪80年代就研制出了全光纤型光纤电流互感器，通过了国家鉴定并有了户外连续运转实验;20世纪90年代叉研制出测量脉冲电压的光电式电压互感器和闭环式混合型光电电流互感器;华中科技大学曾研制出llOkV OVT，于1993